Измерение расхода. Расходомеры переменного перепада давления. Измерение расхода по перепаду давления на сужающем устройстве. Измерение расхода с помощью напорных трубок.
Задача. Известна передаточная функция тахогенератора
W(s) = Td·s, где Td = 2 с.
Постройте ЛАЧХ и ЛФЧХ тахогенератора, а также его амплитудно-фазовую частотную характеристику.
Решение
Теория
Расход – это объем вещества протекающий в единицу времени через поперечное сечение трубопровода. Измерение расхода вещества является одной из задач при производственных испытаниях оборудования.
Для контроля и управления химическим производством большое значение имеет измерение расхода и количества различных веществ: газов, жидкостей, пульп и суспензий. Расход вещества — это его количество, протекающее через сечение трубопровода в единицу времени. Количество измеряют в единицах объема (м3, см3) или массы (т, кг, г). Соответственно может измеряться объемный (м3/с, м3/ч, см3/с) или массовый (кг/с, кг/ч, г/с) расход.
Для измерения расхода веществ применяют расходомеры, основанные на различных принципах действия: расходомеры переменного и постоянного перепада давлений, переменного уровня, электромагнитные, ультразвуковые, вихревые, тепловые и турбинные
Расходомер - прибор, измеряющий объёмный расход или массовый расход вещества, то есть количество вещества (объём, масса), проходящее через данное сечение потока, например, сечение трубопровода в единицу времени.
Расходомерами переменного перепада давления называются измерительные приборы, принцип действия которых основан на измерении перепада давления, создаваемого при протекании жидкого или газообразного вещества, через сужающее устройство, установленное внутри трубопровода.
При протекании жидкого или газообразного вещества через сужающее устройство вследствие перехода части потенциальной энергии давления в кинетическую энергию средняя скорость потока в суженном сечении повышается
. В результате этого статическое давление потока после сужающего устройства становится меньше, чем перед ним. Разность этих давлений (перепад давления) зависит от расхода протекающего вещества и может служить мерой расхода.
Расходомеры переменного перепада давления получили широкое распространение как в промышленных, так и в экспериментальных измерениях благодаря присущим данному способу измерения достоинствам, к которым следует отнести:
а) сравнительно высокую точность измерения;.
б) удобство и универсальность метода;
в) возможность, измерения любых расходов (при некоторых ограничениях) жидкости, пара и газа, находящихся при различных температурах и давлениях;
г) легкость серийного изготовления приборов.
К недостаткам данного метода измерения следует отнести:
а) некоторую потерю энергии потока;
б) относительную трудность промышленного применения при малых расходах вещества, в пульсирующих потоках и потоках вещества, содержащего инородные примеси, а также потоках вещества, находящегося при параметрах, близких к равновесным.
Принцип действия расходомеров, использующих в качестве первичного преобразователя расхода напорные трубки (НТ), основан на измерении расхода сред методом переменного перепада давления, который заключается в преобразовании кинетической энергии движущегося потока в потенциальную энергию.
Конструктивно трубка представляет собой трубу ромбовидного профиля, в которой сформированы две камеры