Определить расходы жидкости и газа и погрешность их измерения при следующих исходных данных

1. Рассматриваем измерение расхода жидкости.
Определяем величину разности динамического и статического давлений:
∆Ρ= H·g·ρрт-ρж=0,2*9,8*13600-1000=24696 Па,
где ρрт=13600 кгм3 – плотность ртути; g=9,8 мс2 – ускорение свободного падения.
В отсутствии дополнительных данных принимаем значение коэффициента гидравлического трения λ=0,02. Этому значению по таблице 1 методических указаний к данной контрольной работе (далее – МУ) соответствует значение коэффициента:
Kv=0,84.
Тогда максимальная (осевая) скорость потока:
Wmax=Kv·2·g·H·ρрт-ρжρж=0,84*246961000=4,174 мс.
Определяем внутренний диаметр трубопровода:
d=dн-2*c=1,5-2*0,025=1,45 м.
Рассчитываем число Рейнольдса:
Re=ρж·Wмах ·dμж=1000*4,174*1,451,01*10-3=6*106.
По значению критерия Рейнольдса на основании графика рисунка 10 МУ находим отношение средней и максимальной скоростей потока:
WWmax=0,88.
Искомый расход жидкости:
Q=0,785·d2·W=0,785·d2·WWmax·Wmax=
=0,785*1,452*0,88*4,174=6,0623 м3с.
2. Рассматриваем измерение расхода газа.
Находим плотность газа в рабочих условиях:
ρ=m*p8314*T*z=20*3,5*1068314*273+30*0,99=28,07 кгм3.
Определяем величину разности динамического и статического давлений:
∆Ρ= H·g·ρсп-ρ=0,26*9,8*721-28,07=1765,6 Па,
где ρсп=721 кгм3 – плотность спирта.
В отсутствии дополнительных данных принимаем значение коэффициента гидравлического трения λ=0,03 . Этому значению по таблице 1 МУ соответствует значение коэффициента:
Kv=0,8.
Тогда максимальная (осевая) скорость потока:
Wmax=Kv·2·g·H·ρсп-ρρ=0,8*1765,628,07=6,345 мс.
Рассчитываем число Рейнольдса:
Re=ρ·Wмах ·dμг=28,07*6,345*1,4510,2*10-6=2,53*107.
По значению критерия Рейнольдса на основании графика рисунка 10 МУ находим отношение средней и максимальной скоростей потока:
WWmax=0,895.
Расход газа в рабочих условиях:
Q=0,785·d2·W=0,785·d2·WWmax·Wmax=0,785*1,452*0,895*6,345=
=9,373 м3с.
Далее необходимо определить расход газа в нормальных условиях: при температуре Tну=293 К и давлении pну=1,01*105 Па.
Предварительно рассчитываем плотность газа в нормальных условиях:
ρну=m*pну8314*Tну*z=20*1,01*1058314*293*0,99=0,8376кгм3.
Тогда:
Qну=qρну=Q*ρρну=9,373*28,070,8376=314,11 м3с.
Для данных условий:
- для жидкости 6*106,
- для газа Re=2,53*107 ,
в обоих случаях по графику рисунка 1 МУ определяем режим течения – автомодельный.
По графику рисунка 10 МУ определяем отношения:
σWW=0,02 и σWmaxWmax=0.
Погрешность определения площади измерительного сечения зависит от применяемых метода и средств измерения