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. Расход сыпучих веществ обычно измеряют различными весоизмерительными устройствами.
Для измерения количества вещества применяют расходомеры с интеграторами или счетчики. Интегратор непрерывно суммирует показания прибора, а количество вещества определяют по разности его показаний за требуемый промежуток времени.
Измерение расхода и количества является сложной задачей, поскольку на показания приборов влияют физические свойства измеряемых потоков: плотность, вязкость, соотношение фаз в потоке и т. п. Физические свойства измеряемых потоков, в свою очередь, зависят от условий эксплуатации, главным образом от температуры и давления.
РАСХОДОМЕРЫ ПЕРЕМЕННОГО ПЕРЕПАДА ДАВЛЕНИЯ
2. РАСХОДОМЕРЫ ПЕРЕМЕННОГО ПЕРЕПАДА ДАВЛЕНИЯ
Одним из наиболее распространенных средств измерений расхода жидкостей и
газов (паров), протекающих по трубопроводам, являются расходомеры
переменного перепада давления, состоящие из стандартного сужающего
устройства, дифманометра, приборов для измерения параметров среды и
соединительных линий. В комплект расходомерного устройства также входят
прямые участки трубопроводов до и после сужающего устройства с местными
сопротивлениями.
Сужающее устройство расходомера является первичным измерительным
преобразователем расхода, в котором в результате сужения сечения потока
измеряемой среды (жидкости, газа, пара) образуется перепад (разность)
давления, зависящий от расхода. В качестве стандартных (нормализованных)
сужающих устройств применяются измерительные диафрагмы, сопла, сопла
Вентури и трубы- Вентури. В качестве измерительных приборов применяются
различные дифференциальные манометры, рассмотренные в главе VII,
снабженные показывающими, записывающими, интегрирующими, сигнализирующими и
другими устройствами, обеспечивающими выдачу измерительной информации о
расходе в соответствующей форме и виде.
3. РАСХОДОМЕРЫ ОБТЕКАНИЯ
Принцип действия расходомеров обтекания основан на зависимости перемещения
тела, находящегося в потоке и воспринимающего динамическое давление
обтекающего его потока, от расхода вещества. Широко распространенными
расходомерами обтекания являются расходомеры постоянного перепада давления —
ротаметры, поплавковые и поршневые. Принцип действия расходомеров
постоянного перепада давления основан на зависимости от расхода вещества
вертикального перемещения тела — поплавка, находящегося в потоке и
изменяющего при этом площадь проходного отверстия прибора таким образом, что
перепад давления по обе стороны поплавка остается постоянным.
Расходомеры постоянного перепада давления — ротаметры — применяются для
измерения расходов однородных потоков чистых и слабозагрязненных жидкостей и
газов, протекающих ..... по трубопроводам и не подверженных значительным
колебаниям. Особенно широко они используются в винодельческом, спиртовом,
ликерно-водочном и других производствах. Ротаметр (рис. VIII.4) представляет
собой длинную коническую трубку 1, располагаемую вертикально, вдоль
которой под действием движущегося снизу вверх потока перемещается поплавок
2. Поплавок перемещается до тех пор, пока площадь кольцевого отверстия
между поплавком и внутренней поверхностью конусной трубки не достигнет такого
размера', 'при котором перепад давления по обе стороны поплавка не станет
равным расчетному. При этом действующие на поплавок силы уравновешиваются, а
поплавок устанавливается на высоте, соответствующей определенному.значению
расхода.
Рассмотрим силы, действующие на поплавок. Масса поплавка в рабочем
состоянии, т. е. при полном погружении в измеряемую среду (в кг),
Поплавковые и поршневые расходомеры -
Поплавковый расходомер постоянного перепада давления (рис. VIII.5) состоит из
поплавка 1 и конического седла 2, расположенных в корпусе
прибора (отсчетное устройство на схеме не показано) . Коническое седло
выполняет ту же роль, что и коническая трубка ротаметра. Различие заключается в
том, что длина и диаметр седла примерно равны, а у ротаметров длина конической
трубки значительно больше ее диаметра.
В поршневом расходомере (рис. VIII.6) чувствительным элементом является
поршень /, перемещающийся внутри втулки 2.
Втулка имеет входное отверстие 5 и выходное отверстие 4, которое
является диафрагмой переменного сечения. Поршень с помощью штока соединен с
сердечником передающего преобразователя 3. Протекающая через расходомер
жидкость поступает под поршень и поднима-ет его. При этом открывается в большей или меньшей
степени отверстие выходной диафрагмы. Жидкость, протекающая через диафрагму,
одновременно 'заполняет также пространство над поршнем, что создает
противодействующее усилие.
4. ТАХОМЕТРИЧЕСКИЕ РАСХОДОМЕРЫ
Расходомеры этой группы широко применяются практически во всех отраслях
пищевой промышленности. Принцип их действия основан на использовании
зависимостей скорости движения тел — чувствительных элементов, помещаемых в
поток, от расхода веществ, протекающих через эти расходомеры. Известно
большое число разновидностей тахометрических расходомеров, однако в практике
для измерения расхода самых разнообразных жидкостей и газов широко
распространены турбинные, шариковые и камерные расходомеры.
<>4.5.6.7.8.9.
