Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология
Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии


Технические измерения и приборы



 

И ЗМЕРЕНИЕ РАСХОДА ГАЗОВ И ЖИДКОСТЕЙ

 

2-е издание, репринтное

 

 

Допущено Учебно-методическим объединением вузов по образованию в области автоматизированного машиностроения (УМО АМ) в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальности «Автоматизация технологических процессов и производств (нефтегазовая отрасль) направления «Автоматизированные технологии и производства»

 

 

Издательство

Иркутского государственного технического университета

2010

УДК 681.1218(075.8)

ББК 31.32 5я73

П52

 

Рецензенты:

канд. техн. наук, доцент кафедры теплоэнергетики ИрГТУ

А. Н. Кудряшов

канд. техн. наук, директор ЗАО ИРМЕТ Ю. Н. Воронов

 

 

Половнева С. И., Ёлшин В. В., Толстой М. Ю.

П52 Технические измерения и приборы. Измерение расхода газов и жидкостей: учеб. пособие. 2-е изд., репр. Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2010. 86 с.

 

Представлены сведения о расходомерах жидкостей и газов. Материал дан в хронологическом порядке, начиная со старых, классических методов измерения расхода и заканчивая новинками отечественных и зарубежных производителей. Приводятся сравнительные данные, замечания по эксплуатации, кратко характеризуются методы и средства поверки.

Предназначено для студентов, бакалавров специальности 220300 «Автоматизация технологических процессов и производств», может быть полезно работникам метрологических служб предприятий и центров стандартизации и метрологии.

 

                                                                                           

 

    УДК 681.1218(075.8)

ББК 31.32•5я73

          

 

ISBN 978-5-8038-0655-4                 © Половнева С.И., Ёлшин В.В.,

Толстой М.Ю., 2010

                                                          © Иркутский государственный

                                                              технический университет, 2010

 

 

Оглавление

Введение......................................................................................................... 4
1. Основные понятия и определения...................................... 4
2. методЫ И УСТРОЙСТВА ДЛЯ измерения расхода ЖИДКОСТЕЙ И ГАЗОВ....................................................................................   7
2.1. Расходомеры переменного перепада давления........................ 8
2.2.Расходомеры с осредняющей напорной трубкой AnnuBar...... 24
2.3. Расходомеры постоянного перепада давления......................... 26
2.4. Электромагнитные расходомеры............................................... 30
2.5. Ультразвуковые расходомеры.................................................... 36
2.6. Вихревые и вихреакустические расходомеры........................ 39
2.7. Кориолисовые расходомеры..................................................... 48 47
2.8. Расходомеры переменного уровня............................................ 50
2.9.Тепловые (термоанемометрические) расходомеры.................. 51
2.10. Корреляционные расходомеры................................................ 56
2.11. Тахометрические (скоростные) счетчики и расходомеры.... 57
2.12. Струйные расходомеры............................................................ 595 59
2.13. Радиоизотопные многофазные расходомеры для нефтедобычи........................................................................................   62
2.14. Теплосчетчики............................................................................ 65
3. Поверка расходомеров.................................................................. 67
3.1. Методы поверки расходомеров................................................... 68
3.2. Операции поверки....................................................................... 70
3.3. Проливные поверочные установки........................................... 78
3.4. Учебный стенд для исследования расходомеров...................... 79
Заключение.................................................................................................... 81
Библиографический список......................................................................... 81
  Приложение...................................................................................................   83

 

 

Введение

 Технологические измерения, информационное обеспечение в любом технологическом процессе являются необходимой предпосылкой и обязательной составной частью системы автоматизированного или автоматического управления этим процессом. Чтобы получать продукцию с минимальными затратами и высокого качества, необходимо иметь своевременную достоверную информацию о процессе. Одним из информативных технологических параметров являются расход и количество  сырья или продукта. В процессе производства и потребления измерение  этих параметров необходимо как для контроля экономических показателей, так и для управления самими процессами.

    Современные средства измерения расхода и количества жидкостей и газов разнообразны по принципу действия, метрологическим характеристикам, условиям эксплуатации и методам поверки. Знание особенностей каждого типа расходомеров, его достоинств и недостатков позволят обеспечить единство измерений и избежать потерь из-за неточностей и низкой метрологической надёжности средств измерений.

    Следует также различать при выборе того или иного расходомера стоимость приобретения (покупки) и стоимость владения, куда входят затраты на обслуживание и ремонты, демонтаж, монтаж и поверку. Так, например, являясь самым дешевым, дроссельный расходомер (с диафрагмой) требует ежегодной поверки, демонтажа, монтажа и расчета СУ.

1. Основные понятия и определения

Расход – это объем или масса вещества, проходящие в единицу времени через поперечное сечение трубопровода.

Различают расход объемный (g, ) и массовый (gm, кг/с):

            

 

 

                             

 

где u – скорость потока; s – площадь сечения трубопровода; ρ – плотность вещества.

 Количество вещества выражают в единицах объема или массы за длительный промежуток времени.

Количество жидкости с равной степенью точности можно измерять объемным и массовым методами, так как плотность жидкости при определенной температуре является величиной постоянной для данной жидкости. При переходе от объемных единиц к массовым необходимо учитывать температуру измеряемой жидкости, так как плотность веществ зависит от температуры.

Зависимость плотности жидкости от температуры приближенно выражается формулой

,

где  – плотность жидкости при температуре 20 °С;  – температурный коэффициент объемного расширения жидкости, 1/°С; t – температура жидкости, °С.

Массовый расход измеряют в килограммах в секунду (допускается кг/час), а объемный – в кубических метрах на секунду (допускается м3 /час). Средства измерения (СИ) расхода называются расходомерами.

Количество газа измеряют исключительно объемным методом. Для получения сравнимых результатов измерений необходимо объем газа привести к следующим нормальным условиям:

температура 20 °С (293, 15 К);

давление 101 325 Па (760 мм рт. ст.);

относительная влажность  = 80 %.

Для пересчета объема сухого газа к объему  в указанных условиях используют формулу

,

 

где  – абсолютное давление газа в рабочем состоянии;  = 293, 15 К – абсолютная температура, соответствующая состоянию газа при нормальных условиях;  – давление газа при нормальных условиях; T – абсолютная температура газа в рабочем состоянии, К; К – коэффициент, учитывающий отклонение реального газа от идеального, т. е. коэффициент сжимаемости газа (при давлении меньше 0, 49 МПа и температуре ниже 50 °С K практически равен единице для всех газов).

При переходе от объемных единиц к массовым необходимо привести к нормальным условиям плотность газа. Плотность сухого газа при нормальных условиях:

,

где – плотность сухого газа в рабочем состоянии при данных значениях   и Т.

Плотность газовой смеси при нормальных условиях определяют, исходя из ее состава, по формуле:

 

,

 

где  – объемное содержание компонентов в газовой смеси, %;  – плотность отдельных компонентов, входящих в газовую смесь при нормальных условиях.

Коэффициент сжимаемости К равен отношению плотности , подсчитанной по законам идеального газа, к действительной плотности газа в рабочем состоянии при данных  и Т. Для газовых смесей коэффициент сжимаемости  определяют по экспериментальным данным или рассчитывают по формуле

 

,

где  – коэффициенты сжимаемости отдельных компонентов, входящих в газовую смесь.

При отсутствии экспериментальных данных по сжимаемости какого-либо газа коэффициент К приближенно определяют на основании закона соответственных состояний.

На плотность газа заметно влияет влагосодержание. Плотность влажного газа в рабочем состоянии определяют по формулам:

 

;

 

,

где  – плотность влажного газа при давлении  и температуре Т;  – плотность сухого газа во влажном газе при температуре Т и нормальном давлении сухого газа, равном ;  – относительная влажность, то есть. отношение массы водяного пара в 1 м3 влажного газа к максимально возможной его массе при тех же температуре и давлении;  – плотность насыщенного водяного пара при температуре t;  – давление насыщенного водяного пара при температуре t.

Остальные обозначения соответствуют принятым выше. Значения параметров, входящих в приведенные формулы, берут из соответствующей справочной литературы.

Для твердых сыпучих тел пользуются понятием насыпной или объемной массы. Насыпная масса твердого сыпучего материала не имеет для данного вещества постоянного значения; она зависит от гранулометрического состава сыпучего материала, то есть от размеров частиц и количественного содержания частиц различных размеров в общей массе сыпучего материала. В связи с этим для получения более точных результатов количество сыпучего материала определяют взвешиванием.

Средства измерения количества вещества, называют счетчиками. Счетчики измеряют протекающий через них объем вещества за любой промежуток времени: сутки, месяц и т. п. Количество вещества при этом определяют как разность показаний счетчика. Счетчики, как правило, являются приборами прямого измерения, и отсчет по их шкале дает измеряемую величину без дополнительных вычислений. Подвижные элементы счетчика соединяются со счетным механизмом.

Контрольные вопросы

1. Определение объемного расхода.

2. Единицы измерения массового расхода.

3. Каковы особенности измерения расхода газа?

4. Какими параметрами характеризуют нормальные условия?

5. Уравнение пересчета объемного расхода в массовый.

6. Чему равна плотность сухого газа при НУ?

7. Чему равна плотность влажного газа при рабочих условиях?


Поделиться:



Последнее изменение этой страницы: 2019-03-30; Просмотров: 377; Нарушение авторского права страницы


lektsia.com 2007 - 2024 год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! (0.03 с.)
Главная | Случайная страница | Обратная связь