Расходомеры переменного перепада давления

(дроссельные)

Одним из самых распространенных принципов измерения рас-

хода жидкостей, газов и паров является принцип переменного пере-

пада давления на сужающем устройстве. В трубопроводе устанав-

ливается сужающее устройство. При протекании измеряемого потока

через отверстие этого устройства скорость потока увеличивается по

сравнению со скоростью до сужения. Благодаря этому давление по-

тока на выходе из сужающего устройства уменьшается, и на нем соз-

дается перепад давления, который зависит от скорости в сужении,

т. е. от расхода потока. На рис. 6.4 показаны схема дроссельного рас-

ходомера и график изменения давления по длине трубопровода. Из-

меряемая среда протекает через отрезок трубопровода 1, в котором

установлено сужающее устройство 2. На рис. 6.4 видно, что давление

среды Р непосредственно перед сужающим устройством несколько

возрастает Р,, затем после него падает Р2, далее достигает минимума

и снова возрастает. Перепад давления на сужающем устройстве

(∆Р = Р1 - Р2) измеряется дифманометром (ДМ). Также можно уви-

деть, что установившееся значение давления после сужающего устрой-

ства не достигает своего первоначального значения. Эта потеря

давления δР, называемая безвозвратной потерей давления, связана с

затратой части энергии потока на вихреобразования за сужающим

устройством и на трение.

Выражения для объемного Q и массового G расходов среды, про-

текающей через сужающее устройство, имеют вид

где α — коэффициент расхода; ε — поправочный множитель на рас-

ширение измеряемой среды (для сжимаемых сред ε < 1, а для несжи-

маемых ε = 1); d — диаметр входного отверстия сужающего устройства;

∆Р = Р1 - Р2 — разность давлений до и после сужающего устройства;

ρ — плотность среды; F0 — площадь сечения входного отверстия

сужающего устройства.

В дроссельных расходомерах в качестве сужающих устройств ис-

пользуются диафрагмы (рис. 6.5, а), сопла (рис. 6.5, б), трубы Вен-

тури (рис. 6.5, в) и различные их модификации. Характерной осо-

бенностью сопл и труб Вентури является меньшая, чем для диафрагм,

безвозвратная потеря давления.