Uređaj za mjerenje tekuće vode. Instrumenti za mjerenje protoka tekućine

Priča

Prvi vodomjer izumio je Carl Wilhelm Siemens 1851. godine. Brojač je imao dizajn lopatica i pomoću mehanizma za brojanje zupčanika prenosio je rotaciju impelera na brojčanik. Početak korištenja vodomjera u Njemačkoj zabilježen je 1858. godine.

Princip rada

Načelo rada vodomjera (mehaničkog, tahometrijskog) je brojanje broja okretaja impelera koji se nalazi unutar mjerača i rotira pod pritiskom protoka vode. Mehanizam mjerača koji je odgovoran za točnost očitanja nalazi se u zasebnom dijelu koji je izoliran od ulaska vode u njega.

Prema principu rada vodomjeri se mogu podijeliti na tahometrijske (osnova rada je turbina ili impeler postavljen u protok tekućine, koji je povezan s mehanizmom za brojanje), vrtložne, ultrazvučne, elektromagnetske (koriste se u industriji) - razlikuju se od tahometrijskih po prisutnosti elektroničkih uređaja i odsutnosti pokretnih dijelova. Po dizajnu, oni su podijeljeni u zasebne i kompaktne. Prema broju servisiranih cjevovoda vodomjeri se dijele na jednokanalne, dvokanalne i višekanalne.

Standardni mjerači hladne vode rade na temperaturi od 40 ° C, mjerači tople vode na temperaturama do 90 ° C, razina tlaka vode u njima je 1 MPa. Vodomjeri se koriste za bilježenje količine potrošnje vode u stanovima i poslovnim objektima. Sukladno tome, ovisno o snazi ​​sustava grijanja i vodoopskrbe, brojila su individualna i industrijska. Vodomjeri redovito pokazuju točna očitanja na temperaturama do 60°C i relativnoj vlažnosti do 98%.

Sorte

Jednomlazni

Ovo je jednomlazni vodomjer na suho, čiji se princip rada temelji na mjerenju broja okretaja rotora koji se okreće pod utjecajem jednog protoka vode u cjevovodu. Rotacija impelera se prenosi na mehanizam za brojanje pomoću magnetskih spojnica. Mehanizam za brojanje suhog brojača zaštićen je od vode, što osigurava dugotrajnu stabilnost mjerenja.

Prednosti:

• konstrukcija uređaja osigurava zaštitu od vanjskog magnetskog polja (antimagnetska zaštita vodomjera);
• svi uređaji mogu biti opremljeni impulsnim izlazom koji daje mogućnost daljinskog očitanja očitanja (impulsni izlazni modul se ugrađuje unutar kućišta vodomjera).

Višemlazni

Ovi se mjerači razlikuju od jednomlaznih po tome što se protok vode dijeli na nekoliko mlaznica prije nego što udari u lopaticu impelera. Zbog toga je pogreška turbulencije strujanja značajno smanjena.

Prednosti:

• minimalni troškovi rada demontaže i montaže tijekom periodičkog ovjeravanja (ovjeravanju podliježe samo gornji lako uklonjivi dio vodomjera);
• preko dodatnih adapterskih rukavaca, prednja ploča mjerača je postavljena na razinu ukrasne površine (adapterski rukavci različitih veličina);
• svi vodomjeri mogu biti opremljeni impulsnim izlazom koji omogućuje daljinsko očitavanje očitanja (impulsni izlazni modul ugrađen je u kućište vodomjera).

ventil

Princip rada ovog suhomjera sličan je gore opisanim uređajima: protok vode kroz poseban kanal ulazi u protočnu komoru i dalje se ispušta u vodoopskrbni sustav. Dizajn uređaja predviđa mogućnost ugradnje ventila unutar mjerača koji vam omogućuje isključivanje vode. Prema ovoj funkciji brojač je nazvan "ventil"

Prednosti:

• instalacija ne zahtijeva složen i skup rad;
• indikatorski dio uređaja može se rotirati za 360° (u tri ravnine) za lakše očitavanje;
• svi uređaji mogu biti opremljeni impulsnim izlazom, koji daje mogućnost daljinskog očitanja očitanja (impulsni izlazni modul je ugrađen unutar kućišta uređaja).

Turbina (Woltmann metri)

Mehanička mjerača za mjerenje potrošnje hladne ili tople vode počevši od promjera 50 mm za različite vrste vodoopskrbnih sustava, sustave automatske regulacije, regulaciju i kontrolu tehnoloških procesa i druga područja djelatnosti koja zahtijevaju obračun utrošene vode. Instaliraju se na ulazima vodoopskrbnih sustava industrijskih poduzeća, višekatnih zgrada iu vodoopskrbnom sustavu. Prvi su put ovi brojači pušteni u proizvodnju 1862. godine, koristeći Woltmannov princip.

Zaklada Wikimedia. 2010. godine.

Pogledajte što je "vodomjer" u drugim rječnicima:

Brojač je sprava za brojanje nečega. Brojač (elektronika) uređaj za brojanje broja događaja koji slijede jedan za drugim (na primjer, impulsi) kontinuiranim zbrajanjem ili za određivanje stupnja akumulacije kojih ... ... Wikipedia

Stil ovog članka nije enciklopedijski ili krši norme ruskog jezika. Članak treba ispraviti prema stilskim pravilima Wikipedije. Pametna brojila su vrsta naprednih mjerača koji određuju pokazatelje ... ... Wikipedia

Uređaj ili skup uređaja (mjerni instrument) namijenjen za određivanje količine topline i mjerenje mase i parametara rashladnog sredstva. Namjena Obračun i evidentiranje isporuke i potrošnje toplinske energije organiziraju se u svrhu: ... ... Wikipedije

Postojati, m., koristiti. komp. često Morfologija: (ne) koga? pilot, kome? pilot, (vidjeti) koga? pilot koji? pilot, o kome? o pilotu pl. WHO? piloti, (ne) koga? piloti, kome? piloti, (vidjeti) koga? piloti, od koga? piloti, o kome? o pilotima; … Rječnik Dmitrieva

Detektor za naknadu za registraciju. h ts, u k r rom Čerenkov Vavilov zračenje se koristi. Prilikom kretanja naboja. čestice u mediju čija je brzina v veća od fazne brzine svjetlosti c/n u tom mediju (n je indeks loma medija), čestica zrači u ... ... Fizička enciklopedija

Direktan let Mineralnye Vody Moskva direktni let sovjetskih pilota A. I. Filina i A. F. Kovalkova (specijalni dopisnik novina Pionerskaya Pravda) na laganom ... ... Wikipedia

- ... Wikipedija

ELEKTRONIČKI BROJAČ- Shema elektroničkog brojača krvnih stanica. Shema elektroničkog brojača krvnih stanica: 1 mikrorupa; 2 cijev otvora (unutarnja komora); 3 vanjska elektroda; 4 dio za doziranje…… Veterinarski enciklopedijski rječnik

brojač- BROJAČ, a, m Uređaj (mehanički ili elektronički) kojim se broji, utvrđuje količina čega l. Vodomjer. Revizori iz tvrtke za prodaju energije razmatrali su očitanja brojila ... Objašnjavajući rječnik ruskih imenica

Ah, m. Vozač zrakoplova. Vojni pilot. Pomorski pilot. Probni pilot. □ Peljar mora poznavati svojstva zraka, sve njegove sklonosti i hirove, kao što dobar mornar poznaje svojstva vode. Kaverin, Dva kapetana. ◊ pilot kozmonaut titule SSSR-a ... Mali akademski rječnik

Yal) Yu l (I y,) g F o 8 f "f-s

tq chea1 op) blyy;"., - - vĐ” aaam "yuiaa" b. "

Klasa 42e, 2.) PATENT HA IZUM

OPIS UREĐAJA ZA MJERENJE KOLIČINE TEKUĆE TEKUĆINE, Na patent S. P. Skrylnikova, prijavljen 14.03.

1929. (br. uložaka 42688).

Predloženi uređaj pripada

r broj onih uređaja za mjerenje količine tekućine koja teče, u kojima se koriste kalemovi upravljani elektromagnetom, uz uključivanje električnih brojila u krug. Uređaj radi na način da tekućinu sukcesivno propušta kroz dvije komore - prihvatnu i mjernu, uz pomoć plovnog uređaja i kalema koji se podiže privlačenjem elektromagneta i spušta uz prekid kruga zbog vlastite gravitacije. Autor vjeruje da takav uređaj može pouzdano uzeti u obzir količinu tekućine koja teče pri najmanjim protokima i tlakovima.

Crtež prikazuje uređaj u okomitom presjeku.

Tekućina se ulijeva u prihvatnu komoru 4 kroz ulazni cjevovod 1 kroz gornje rupe 18 u kalemu 8 i u stijenkama uređaja. Kada se šupljina donje mjerne komore isprazni, električna struja iz izvora 12 teče na ovaj način: kroz dodatni elektromagnet 9, kontakt 15 donjeg plovka 7, fiksne kontakte 16, kroz kontakt 14 gornjeg plovka 6, kroz elektromagnet 10 i kroz električno brojilo 11.

Zavojnica 10 povlači kalem 8, koji u podignutom položaju zatvara dotok odnosno odljev tekućine kroz cijevi 1 i 2, povezujući istovremeno kroz rupe 18 i udubljenje 17 gornju prihvatnu komoru 4 uređaja s donja mjerna komora 5; kao rezultat toga, zadnja komora će biti ispunjena tekućinom koja se u nju prelila iz komore 4.

Sve dok se donja komora potpuno ne napuni, kalem ostaje cijelo vrijeme podignut, a samo će plutajući plovak 6, otvorivši kontakte 14 i 16, prekinuti struju: tada će se kalem 8 spustiti, a plovak 7, odvojivši se od elektromagnet 9, lebdi prema gore. U isto vrijeme, protok tekućine kroz cjevovod 1 će se nastaviti i istjecati iz izlazne cijevi 9 ispod: ciklus rada se ponavlja, svaki put kada dobije oznaku u elektromagnetskom brojaču 11 ili u brojaču broja ode pričvršćene na kalem.

Za regulaciju količine tekućine koja teče, koristi se konvencionalni klip 8; uvrtanje ili odvrtanje koje, odnosno, mijenja e 1 kost mjerne komore o.

P r e d i e t p a t e. n t a.

1. Uređaj za mjerenje količine tekućine koja teče, opremljen kalemom kojim upravlja elektromagnet uključen u krug električnog brojila, karakteriziran upotrebom dva elektromagneta 10 smještena unutar mjerne komore o

"" u, Hydrogr. Uyr. Uzhravl. BA!. S i R;, b:: „l.:::. inar: d, alayan Gl, A i irylistva. na svojim različitim visinama plovaka b, 7, 1 opremljenih potpornim kontaktima 24, 16, od kojih je donji plovak 7, izrađen od magnetskog materijala, u sferi privlačenja koja se nalazi ispod njega i uključena je u krug istog elektromagneta 10. dodatni elektromagnet. 9, 2. Oblik ovrhe opisan u i. 1 mjerni instrument, različite primjene, za promjenu!

F kapacitet komore o, konvencionalni regulacijski klip 8.

3. Oblik izvedbe mjernog uređaja opisan u stavcima 1. i 2. razlikuju po tome što između unosa. otvor mjerne komore i pod. vodeći cjevovod 1 uključuje prijemnu komoru 4, koja komunicira s potonjom kroz odvojeni obilazni kanal - kalem u donjem položaju potonje.

Voda u objektima za vodeni uzgoj obično prolazi kroz zatvorene cjevovode ili otvorene kanale, a količine vode su prilično značajne. Trošak opskrbe vodom izravno ovisi o volumenu tekućine koja se kreće i ukupnoj glavi sustava koju stvaraju crpke. Da bi se izbjeglo nepotrebno kretanje vode, potrebno je točno znati koliko vode prolazi kroz cjevovode i koliko vode treba ići. U nastavku su navedene različite metode za određivanje protoka vode.

Razni instrumenti za mjerenje protoka mogu se klasificirati prema različitim kriterijima. U ovoj knjizi usvojena je sljedeća klasifikacija uređaja za izravno mjerenje: mjerači protoka promjenjivog tlaka; mjerači protoka konstantnog diferencijalnog tlaka; različiti mjerači protoka; brojači za mjerenje protoka u otvorenim kanalima.

Uređaji za izravno mjerenje protoka

Brojači glasnoće. Za izravno mjerenje volumena koriste se mjerači volumena. Prema principu mjerenja, mogu se podijeliti u dvije skupine: u mjeračima prve skupine, ulazna tekućina se mjeri u zasebnim dozama jednake težine; u brojačima druge skupine - u zasebnim dozama, jednakim volumenom. Zbraja se broj doza koje je brojač istisnuo za određeno vremensko razdoblje. Na temelju dobivenih podataka određuje se protok. Dakle, količina tekućine koja prolazi kroz brojač, koji radi prema volumetrijskom principu, izračunava se formulom

gdje je Q količina tekućine koja je prošla kroz brojač u jednoj minuti; V je volumen mjerne komore brojača; n je broj doza koje brojač pomakne u minuti.

Ako mjerač radi prema načelu težine, maseni protok se određuje formulom

Volumenski brojač s nagibnim komorama, koji radi na principu brojanja težinskih doza (slika 10.20), sastoji se od dvije komore smještene jedna iznad druge, s dovodom vode smještenim iznad gornje komore. Tekućina ulazi u pult, ispunjava gornju komoru i počinje se prelijevati u donju. Punjenje donje komore se nastavlja sve dok se težište ne pomakne toliko da komora izgubi ravnotežu i prevrne se. Istodobno se ispušta nakupljena voda. Nakon potpunog pražnjenja brojač zauzima svoj prvobitni položaj. Tijekom prevrtanja, gornja komora se puni vodom i dovodi je u donju kada ova zauzme svoj izvorni položaj.

Klipni brojač (slika 10.21) odnosi se na volumetrijske mjerače s prisilnim istiskivanjem tekućine i radi na sljedeći način. Voda ulazi kroz ulaz u komoru koja se nalazi desno od klipa. Klip se počinje pomicati ulijevo, istiskujući tekućinu koja se nakupila u komori koja se nalazi lijevo od klipa. Ne dosegnuvši krajnji lijevi položaj, klip pomiče ventil kroz koji tekućina teče u komoru koja leži lijevo od klipa, istovremeno se zatvara rupa koja povezuje ovu komoru s izlazom uređaja. Budući da pritisak vode sada djeluje na klip s lijeve strane, on se pomiče udesno, tjerajući vodu iz desne komore kroz izlaz. Ne dosegnuvši svoj krajnji desni položaj, klip pomiče kalem ventila udesno, zbog čega se otvara rupa koja povezuje ulaznu cijev s desnom komorom. Za jedan ciklus rada, klip istiskuje određeni volumen tekućine iz uređaja. Broj kretanja klipa zbraja se pomoću mehanizma za brojanje, a količina tekućine koja je prošla kroz uređaj određuje se množenjem broja ciklusa s volumenom istisnute tekućine u jednom ciklusu klipa. U industriji se mjerači koriste ne s jednim, već s nekoliko klipnih klipova, što osigurava glatkiji rad. Točnost očitanja uređaja ovisi o količini istjecanja tekućine između stijenke mjerne komore i radnog tijela. Ovo curenje ima veliki utjecaj na grešku očitanja brojila. Ako se eliminira, volumetrijski brojači s cilindričnim klipovima rade s visokom točnošću, pogreška može biti samo 0,2-0,3% (Eckman, 1950.). Budući da mjerači ove vrste rade na principu mjerenja volumena, gustoća i viskoznost tekućine praktički ne utječu na točnost mjerenja. Mjerila s klipnim klipovima koriste se u raznim vodoopskrbnim sustavima s masenim protokom od 37 do 3785 l / min. Međutim, njihova je uporaba ograničena posebnim zahtjevima za tekućinu, koja ne smije biti korozivna i ne previše viskozna (Eckman, 1950).

Brojač s disk klipom. Za mjerenje količine tekućine koja teče kroz sustav, široko se koriste brojači s diskom | | klip (slika 10.22). Široka uporaba ovih mjerača kao vodomjera objašnjava se njihovim jednostavnim dizajnom, kompaktnošću i relativno niskom cijenom. U središtu pulta postavljena je kugla u sferno sjedište na koje je pričvršćen ravni disk. Tijekom rada brojača kuglica se zajedno s diskom njiše u sfernom ležištu oko zajedničkog geometrijskog središta, ali se ne okreće. Pod djelovanjem pritiska tekućine koja ulazi u uređaj kroz ulaz, disk se spušta ili diže ovisno o svom položaju u odnosu na ulaznu cijev.Kada tekućina teče kroz protukomoru, ravnina diska se pomiče duž stijenki i lopta , zajedno s diskom, okreće se u svom ležištu. Pod djelovanjem razlike tlaka u ulaznoj i izlaznoj mlaznici voda struji oko kugle s diskom i usmjerava se na izlaznu mlaznicu. Tijekom gibanja lopte, izbočina na njenom gornjem dijelu pomiče se duž površine stošca, čiji se vrh poklapa sa središtem lopte. Budući da su ulaz i izlaz odvojeni pregradom (nije prikazano na slici 10.22), voda mora teći kroz ulaz i oko kugle, cijelo vrijeme ostajući ispod diska. Os diska pokreće mehanizam za brojanje koji bilježi broj pomaka kuglice s diskom. Ovaj broj, pomnožen s volumenom istisnute tekućine u jednom ciklusu, omogućuje određivanje volumena tekućine koja je prošla kroz uređaj. Opisani mjerači mogu raditi pri bilo kojem tlaku i temperaturi mjerenog medija. Međutim, na točnost očitanja mogu utjecati gustoća i viskoznost tekućine, budući da je u instrumentima ovog dizajna moguće curenje tekućine kroz otvore. S protokom od 55 do 1890 l/min, relativna pogreška mjerača s oscilirajućim diskom! obično ne prelazi 1%.

Rotacijski brojač s ravnim noževima. Shematski dijagram rotacijskog brojača s ravnim noževima prikazan je na sl. 10.23. Glavni element uređaja je rotor ekscentrično postavljen u kućište, opremljen lopaticama. Kada se rotor okreće, lopatice pod djelovanjem opruga uvijek ostaju pritisnute na unutarnju površinu kućišta. Tekući kroz mjerač, tekućina pritišće lopatice i pokreće rotor, koji zauzvrat destilira tekućinu u izlaznu cijev. Broj okretaja rotora je fiksan i određuje volumen tekućine koja prolazi kroz brojač. Gustoća i viskoznost tekućine ne utječu na točnost mjerenja rotacijskih brojača, jer ovaj dizajn karakterizira minimalno curenje mjerene tvari. Relativna pogreška mjerenja rotacijskih brojača s "ravnim noževima" ne prelazi 0,2-0,3%.

Mjerači protoka promjenjivog tlaka

Koristeći Bernoullijevu jednadžbu i jednadžbu kontinuiteta mlaza, moguće je uspostaviti matematički odnos između protoka nestlačivog fluida i pada tlaka:

Koeficijent protoka C uzima u obzir gubitak protoka tekućine u mjeraču, a koeficijent protoka K je umnožak C i M:

Venturi mlaznice. Na sl. 10.25 prikazuje Herschel Venturi mlaznicu. Standardna Venturi mlaznica sastoji se od suženog ulaza L 1 , srednjeg dijela, takozvanog vrata, L 2 s minimalnim poprečnim presjekom i glatko širećeg izlaza L 3 . Profil ulaznog i izlaznog dijela mlaznice odabran je na takav način da je gubitak visine minimalan. Budući da tekućina teče maksimalnom brzinom kroz grlo mlaznice, statički tlak u suženju bit će manji od tlaka prije suženja. Odabir vrijednosti tlaka provodi se u području najvećeg širenja ulaznog dijela mlaznice i u vratu. Izmjereni diferencijalni tlak pretvara se u brzine protoka pomoću jednadžbe (10.13).

Poznavajući promjer cjevovoda u koji je ugrađena Venturijeva mlaznica, te promjer vrata mlaznice, može se izračunati vrijednost konstante M. Koeficijent protoka C obično se uzima iz tablica ili grafikona (sl. 10.26). dok se koeficijent protoka određuje kao funkcija Reynoldsovog broja. Uz dovoljno velike Reynoldsove brojeve, počevši od vrijednosti 2,5·10 5, protok postaje! trajnog. Vrijednosti C leže na punoj liniji. Točkaste krivulje ograničavaju raspon vrijednosti C. Koeficijenti protoka određeni su za mlaznice ugrađene u cijevi promjera 5,08 cm ili više, a p vrijednosti u rasponu od 0,3-0,75 (β je omjer površina otvori ušća Venturijeve mlaznice i cjevovoda). Nažalost, vrlo je malo podataka za niske Reynoldsove brojeve i za cijevi promjera manjeg od 5,08 cm, ali to nije prepreka za široku primjenu mjerača protoka s Venturijevom mlaznicom i drugih mjerača protoka promjenjivog tlaka, budući da teorijska metoda se izuzetno rijetko koristi u tehnologiji mjerenja protoka. Obično se u praksi tlak mjeri manometrom, a protok koji odgovara svakoj razlici tlaka određuje se ili metodom izravnog mjerenja volumena, ili drugim prethodno baždarenim mjernim uređajem. Tako se dobivaju točke za crtanje pada tlaka u odnosu na protok. Kod mjerenja protoka dovoljno je odrediti pad tlaka i iz grafikona pronaći odgovarajući protok.

Normalne mlaznice. Na sl. 10.27 prikazani su shematski dijagrami dviju normalnih mlaznica. Normalne mlaznice, kao i Venturi mlaznice, rade na principu mjerenja promjenjivog diferencijalnog tlaka. Budući da je omjer ulaznog i izlaznog promjera veći za normalne mlaznice, one uzrokuju veći gubitak tlaka u usporedbi s Venturi mlaznicama zbog značajnog povećanja turbulencije. Međutim, normalne mlaznice imaju prednost pred venturi mlaznicama u tome što zahtijevaju manje prostora i mogu se ugraditi između prirubnica cjevovoda.

Tipično, tlak se uzima iz normalnih mlaznica u tri točke. Kada se tlak odvaja pomoću zasebnih rupa u cjevovodu (vidi sl. 10.28), točka odvoda visokog tlaka je odvojena od ulaza mlaznice na udaljenosti jednakoj jednom promjeru cjevovoda, a točka odvoda niskog tlaka se uzima iznad izlaza mlaznice na udaljenost jednog promjera cjevovoda od ulaznog otvora mlaznice za mlaznice s visokom β vrijednošću (β>0,25) ili jednog i pol promjera grla mlaznice od ulaza mlaznice za mlaznice s niskim β omjerom (β
U normalnoj mlaznici prikazanoj na sl. 10.29, u grlu mlaznice izbušene su rupe za navoje pod pritiskom. Visoki tlak se uzima u točki koja je odvojena od ulaza mlaznice udaljenošću jednakom jednom promjeru cjevovoda. Rupa za uzorkovanje pod niskim tlakom izbušena je u stijenci otvora mlaznice na udaljenosti od 0,15 promjera grla od izlaza mlaznice. Ova metoda mjerenja tlaka omogućuje kontrolu stvarnog tlaka unutar komore mlaznice. Rupe izbušene na ušću mlaznice korisne su ako je mlaznica u kontaktu s atmosferom.

Na sl. 10.30 prikazuje dva načina preuzimanja tlaka iz uređaja za sužavanje na sučelju između prirubnice mlaznice i unutarnje površine cjevovoda. U dijagramu na vrhu Sl. 10.30 prikazuje prstenastu komoru koja je povezana s unutarnjom šupljinom cjevovoda s prstenastim prorezom (širine ne veće od 0,02D) ili nekoliko rupa ravnomjerno raspoređenih po obodu cjevovoda. Ovaj raspored prstenastih komora omogućuje da se impulsne cijevi buše izravno kroz stijenku cjevovoda. Drugi način (pogledajte donji dio slike 10.30) je bušenje rupa za impulsne cijevi pod kutom prema tlačnoj slavini. Dimenzije; rupe i kut nagiba odabiru se tako da promjer ulaznog dijela rupe nakon završne obrade ne prelazi 0,02 unutarnjeg promjera prirubnice.

Metoda odvođenja tlaka kroz rupe izbušene u grlu mlaznice koristi se relativno rijetko, što se objašnjava: složenošću polaganja spojnih cijevi između niskotlačne komore i diferencijalnog manometra. Osim toga, takva mjerenja postavljaju visoke zahtjeve na čistoću površine tlačnih slavina, budući da brzina protoka u njima doseže svoju maksimalnu vrijednost i najmanja hrapavost može dovesti do značajnih pogrešaka u mjerenju tlaka. Metoda uzorkovanja tlaka pomoću impulsnih cijevi postavljenih pod kutom karakterizira najveća pogreška u usporedbi s ostalim razmatranim metodama. Osim toga, u ovom slučaju aksijalna duljina rupe igra značajnu ulogu. Najlakši način je ugraditi impulsne cijevi provučene kroz rupe u cjevovodu. Ova metoda odabira: tlak se najčešće koristi u inženjerskoj praksi.

Za određivanje protoka koristite formulu (10.14).

Teorijska metoda za određivanje protoka pomoću formule (10.14) koristi se vrlo rijetko. Kalibracija normalnih mlaznica na ispitnom uređaju vrši se istim redoslijedom kao i stupnjevanje Venturijevih mlaznica.

Normalne dijafragme. Normalna dijafragma je tanki ravni disk s koncentričnom rupom. Promjer cjevovoda u koji se ugrađuje dijafragma mora biti veći od promjera otvora dijafragme (slika 10.32). Protok tekućine koji prolazi kroz cjevovod ulazi u dijafragmu, koja sužava njezin presjek. Budući da je brzina protoka u otvoru veća nego u cjevovodu, statički tlak u ograničenom dijelu bit će manji od tlaka u cjevovodu ispred otvora. Ovaj diferencijalni tlak može se pretvoriti u vrijednosti brzine ili protoka.

Dijafragme su koncentrične, ekscentrične i segmentirane. Kod koncentričnih dijafragmi, osi otvora dijafragme i cjevovoda se podudaraju. Kod ekscentričnih dijafragmi os metra je jednaka promjeru cjevovoda - Segmentne i ekscentrične su isječak kružnice približno istog promjera kao i promjer cjevovoda. Segmentne i ekscentrične dijafragme koriste se samo u posebnim okolnostima koje zahtijevaju posebne uvjete (na primjer, potpuna drenaža cjevovoda), stoga se ove dijafragme ne razmatraju u nastavku.

Postoji pet različitih načina za smanjenje tlaka normalne dijafragme.

1. Impulsne cijevi se vode kroz prirubnice. U tom slučaju, os izlaza prirubnice na visokotlačnoj strani treba biti udaljena 2,54 cm od prednje površine dijafragme, a os izlaza prirubnice na niskotlačnoj strani treba biti udaljena 2,54 cm. cm od suprotne površine dijafragmi (vidi donji dio sl. 10.32).

2. Tlak se mjeri u točkama odvojenim od dijafragme udaljenostima jednakima jednom promjeru i polovici promjera cjevovoda. Na visokotlačnoj strani razmak između osi impulsne cijevi i prednje površine dijafragme treba biti jednak jednom promjeru cjevovoda, a na niskotlačnoj strani pola promjera cjevovoda od iste površine dijafragme. Ove udaljenosti ostaju konstantne za sve vrijednosti (vidi vrh slike 10.32).

3. Impulsna cijev se dovodi do suženog protočnog dijela na najkraćoj udaljenosti od stražnje površine dijafragme. Visoki tlak se uzima u kćeri; udaljen od prednje površine dijafragme na udaljenosti jednakoj 1/2-2 promjera cjevovoda; obično se ta udaljenost uzima jednaka jednom promjeru cjevovoda. Za uzorkovanje niskog tlaka, impulsna cijev se umeće u suženi dio protoka na točki minimalnog tlaka; priroda promjene statičkog tlaka iza dijafragme izražena je krivuljama prikazanim na sl. 10.33.

4. Impulsne cijevi se dovode do točaka konjugacije cjevovoda s dijafragmom. Tlak se mjeri i prije dijafragme i iza nje, na spojevima unutarnje stijenke cjevovoda s diskom dijafragme. Mogućnosti spajanja impulsnih cijevi ovom metodom mjerenja prikazane su na sl. 10.30. Za sve vrste uređaja za sužavanje ove opcije su iste.

5. Impulsne cijevi postavljene duž cjevovoda. U ovom slučaju, tlak se mjeri na onim točkama s obje strane dijafragme gdje je protok stalan. Zapravo, tako se određuje vrijednost nenadoknadivog gubitka tlaka u dijafragmi. Tlakovi se mjere na udaljenosti od 272 promjera cjevovoda prije i 8 promjera cjevovoda iza prednje površine dijafragme. Ova metoda uzorkovanja tlaka koristi se relativno rijetko, budući da izmjereni pad tlaka u ovom slučaju u manjoj mjeri odražava promjene protoka u odnosu na ostale navedene metode. Otuda velika pogreška u očitanjima tijekom mjerenja.

Formula izračunanog protoka za koncentrične otvore je sljedeća:

Odnos između Q i P 1 -P 2 za otvor koji radi pod specifičnim uvjetima može se odrediti na ispitnom uređaju pomoću drugog uređaja za izravno mjerenje volumena, kao što je gore opisano za Venturijevu mlaznicu. Grafikon dobiven tijekom kalibracije; za praktična mjerenja koristi se ovisnost pada tlaka R 1 -R 2 o protoku Q.

Usporedna analiza Venturijevih mlaznica, normalnih mlaznica i otvora. Na sl. 10.35-10.37 prikazane su krivulje raspodjele statičkog tlaka izgrađene na temelju eksperimentalnih podataka kada su normalne mlaznice, Venturi mlaznice i normalne dijafragme ugrađene u cjevovod. Najveći pad tlaka primjetan je za dijafragmu, najmanji za Venturi mlaznicu, a prosječan za normalnu mlaznicu. Što je veći pad tlaka, veći je gubitak energije povezan sa stvaranjem vrtloga i trenjem protoka o stijenke cjevovoda. Stoga su nenadoknadivi gubici tlaka u Venturijevoj mlaznici puno manji nego u mlaznicama i dijafragmama. Na sl. 10.38 prikazuje krivulje gubitka tlaka za uređaje s normalnim otvorom, izražene kao postotak vrijednosti pada tlaka, kao funkciju β, omjera promjera grla mlaznice ili otvora dijafragme i cjevovoda. Očekivano, za sve vrste uređaja za suženje, gubitak tlaka je to manji što je β veći, jer s povećanjem β brzina i turbulencija protoka opadaju. Gornji grafikoni također pokazuju da je gubitak tlaka u Venturijevoj mlaznici puno manji nego u mlaznicama ili dijafragmama, što je; Glavna prednost Venturijeve mlaznice.

Venturi mlaznice karakterizira visoka točnost mjerenja i ne zahtijevaju čestu kalibraciju kao konvencionalne mlaznice ili dijafragme, jer su otpornije na habanje, što je posebno važno pri radu s tekućinama koje sadrže mehaničke nečistoće. Međutim, venturi mlaznice zahtijevaju znatno više prostora za ugradnju i skuplje su. Što se tiče cijene, otpornosti na habanje, prirode distribucije statičkog tlaka i potrebne duljine ravnog dijela cjevovoda, normalne mlaznice zauzimaju srednji položaj između Venturijevih mlaznica i dijafragmi. Važan uvjet za postizanje dobrih rezultata također je pažljiva ugradnja normalnih mlaznica u cjevovode. Dijafragme se relativno lako postavljaju i ne zahtijevaju dugačak ravni dio cjevovoda, ali se brzo troše i potrebna im je česta kalibracija. Zbog niske mehaničke čvrstoće često se pokvare pod naglim promjenama tlaka. Istovremeno, dijafragme su jeftinije od svih razmatranih steznih naprava, što je dovelo do njihove široke primjene.

Centrifugalni mjerači protoka. Za mjerenje protoka mogu se koristiti i zakrivljeni dijelovi cjevovoda u kojima se očituje djelovanje centrifugalnih sila u strujanju fluida. Pod djelovanjem centrifugalnih sila, protok se istiskuje na vanjsku stijenku zakrivljenog dijela, s tim u vezi, pritisak na vanjsku stijenku zakrivljenog dijela bit će veći nego na unutarnji. Razlika tlaka izmjerena u dvije točke u presjeku protoka može se pretvoriti u vrijednosti brzine. Na sl. 10.39 i 10.40 shematski prikazuju mjerače protoka koji rade na ovom principu. Jedan od njih je napravljen na koljenu cjevovoda, a drugi je cijev u obliku petlje. Kutni mjerač protoka postao je rašireniji jer ga je lakše proizvesti, nikada se ne začepljuje i može raditi dugo vremena bez ponovnog kalibriranja na potrebnu točnost. Potonje se objašnjava povećanom otpornošću na trošenje kutnog mjerača protoka. Impulsne cijevi za uzorkovanje tlaka nalaze se duž zajedničke osi simetrije zakrivljenih dijelova vanjske i unutarnje stijenke koljena (vidi sl. 10.39).

Pitotove cijevi. Pitotove cijevi su također među mjeračima protoka koji rade na principu mjerenja promjenjivog diferencijalnog tlaka. U pravilu se koriste za mjerenje protoka plinova, ali se Pitotove cijevi mogu koristiti i za mjerenje protoka tekućina. Pitotova cijev se sastoji od dvije komore (slika 10.41) - unutarnje i vanjske. Unutarnja komora je svojim otvorenim krajem okrenuta prema protoku mjerene tvari; otvor je predviđen u vanjskoj komori, čija je os okomita na smjer protoka koji se kreće. Tlak u unutarnjoj komori Pitotove cijevi je zbroj statičkog i dinamičkog tlaka protoka (puni pritisak); u vanjskoj komori mjeri se samo statički tlak. Pad tlaka izmjeren u dvije komore zapravo je dinamički vođen tlakom protoka i povezan je s brzinom protoka.

Matematički, ukupni tlak P t je zbroj dinamičkog tlaka P d i statičkog tlaka P S:

Masa i težina su povezani na sljedeći način:

Nakon izvođenja jednostavnih transformacija, dobivamo

Kinetička energija strujanja ekvivalentna je dinamičkom tlaku. Stoga se jednadžba (10.16) može napisati na sljedeći način:

Obično se Pitotove cijevi izrađuju malog promjera kako bi se smanjio utjecaj nehomogenosti medija koji se mjeri. Pitotove cijevi mjere brzinu u bilo kojoj točki presjeka protoka, a brzina protoka varira po presjeku, tako da se određuje prosječna brzina protoka, koja je obično oko 0,83 maksimalne brzine (Beckwith i Buck, 1961). Pitotova cijev postavlja se duž osi cjevovoda, a brzina protoka se mjeri u središtu presjeka. Množenjem ove vrijednosti s 0,83 (korekcijski faktor) dobiva se prosječna brzina protoka koja se supstituira u jednadžbu kontinuiteta. Rješenjem sustava jednadžbi dobiva se protok.

Pitotove cijevi moraju biti postavljene nasuprot pokretnom toku tako da reagiraju na dinamički tlak. Kut između osi pokretnog strujanja i osi Pitotove cijevi (kut otklona) mora biti jednak nuli, inače će doći do značajnih grešaka.

Uređaji za mjerenje protoka promjenjivog diferencijalnog tlaka već su spomenuti za nestlačive tekućine kao što je slatka ili slana voda. Svi se oni također mogu koristiti za mjerenje kompresibilnih medija, kao što je zrak, ali u ovom slučaju se u formulu radnog protoka uvodi faktor korekcije koji uzima u obzir učinak kompresibilnosti kada zrak prolazi kroz uređaj za suženje. Razmatranje stlačivih fluida nije bio dio autorova zadatka, pa se čitateljima koje zanima ovo pitanje može obratiti na rad koji je objavilo Američko društvo inženjera strojarstva “Flowmeters. Teorija i primjena” (1959).

Mjerači protoka konstantnog diferencijalnog tlaka

Rotacijski mjerač protoka. Među uređaje koji rade na principu mjerenja protoka pri konstantnom diferencijalnom tlaku je rotacijski mjerač protoka. U tom slučaju presjek protoka je promjenjiv, a pad tlaka ostaje konstantan pri svim brzinama protoka. Prema načinu prijenosa očitanja, rotametar prikazan na Sl. 10.42 odnosi se na rotametre s izravnim očitavanjem na linearnoj ljestvici. Uređaj se sastoji od okomite, konusno šireće prozirne cijevi i "plovka" koja se slobodno kreće u njoj. Budući da je gustoća materijala "float" veća od gustoće tekućine, naziv "float" je proizvoljan. Cijev uređaja mora biti postavljena strogo okomito. Protok mjerene tvari ulazi kroz uski ulazni dio cijevi i prolazi odozdo prema gore. Na plovak djeluju dvije sile: njegova gravitacija i uzgon uslijed djelovanja strujanja. Plovak se diže dok se te sile ne uravnoteže. Počevši od ovog trenutka, plovak visi na određenoj visini. Na površini cijevi postavljena je ljestvica koja omogućuje određivanje točnog položaja plovka u odnosu na početak ljestvice. Budući da je visina plovka mjera protoka, ljestvica se može kalibrirati izravno u litrama po minuti ili u drugim jedinicama protoka, međutim, češće se koristi metoda ocjenjivanja ljestvice u bezdimenzionalnim jedinicama od 0 do 100, koje su pretvoriti u stvarne vrijednosti protoka pomoću kalibracijskih krivulja.

Matematički, brzina protoka tekućine koja prolazi kroz rotametar može se izraziti na sljedeći način (Schoenborn i Colburn, 1939.):

Indeks 1 odnosi se na tekućinu, indeks 2 na plovak.

Vrijednost koeficijenta protoka C treba odrediti empirijski za određenu tekućinu ili plin s kojim će rotametar raditi. Umjeravanje rotametara može se obaviti na ispitnom mjeraču s mjerenjem protoka izravnim mjerenjem ili pomoću drugog kalibriranog mjerača protoka, kako je opisano gore za Venturijevu mlaznicu. Izgrađena kalibracijska krivulja je ovisnost visine položaja plovka, promatrana na skali rotametra, o brzinama protoka unutar potrebnih granica mjerenja. Obično se za rotametre ova ovisnost izražava ravnu liniju. Zatim odredite položaj plovka na skali instrumenta i pomoću kalibracijskih krivulja postavite odgovarajući protok.

Nužan uvjet za dobivanje pouzdanih mjerenja je strogo vertikalna ugradnja rotametra. Rotametri se ne mogu koristiti za mjerenje protoka tekućina s visokim sadržajem mehaničkih nečistoća, posebno velikih veličina, kao i za neprozirne tekućine. Instrumenti za mjerenje protoka tekućina s visokom temperaturom i tlakom vrlo su skupi. Međutim, rotametri imaju mnoge prednosti u odnosu na druge mjerače protoka. To uključuje: pogodnost linearne ljestvice koja pokriva cijeli mjerni raspon instrumenta i konstantan pad tlaka u svim brzinama protoka. Granice mjerenja uređaja lako se mijenjaju, za to je dovoljno uzeti drugu cijev ili plovak. Rotametri su posebno prikladni za mjerenje brzine protoka korozivnih tekućina, kao što je slana voda, budući da površine u kontaktu s mjerenom tvari mogu biti izrađene od bilo kojeg materijala, poput stakla, plastike itd. Plovak se izrađuje ili potpuno od -metala, ili prekriven plastičnom školjkom na vrhu. Upotreba materijala otpornih na koroziju povećava cijenu uređaja. Tijekom rada možete pratiti protok.

Uronjeni klipni mjerač protoka

Specijalni mjerači protoka

Metoda mjerenja protoka pomoću anemometara s vrućom žicom prilično je prikladna i pruža visoku točnost mjerenja. Međutim, njegov opseg je ograničen zbog izuzetne krhkosti grijane žice. Žičani termoanemometri prvenstveno su namijenjeni za mjerenje protoka plinova, a samo u iznimnim slučajevima koriste se za mjerenje protoka tekućina.

Turbinski brojila. Komplet instrumenata uključuje impeler ili propeler i uređaj za brojanje koji pretvara brzinu vrtnje rotora u impulse (slika 10.44). Brzina rotacije turbine proporcionalna je brzini izmjerenog protoka, budući da su lopatice postavljene na njeno tijelo pod određenim kutom u odnosu na os rotacije, a os rotacije "turbine podudara se sa smjerom protoka Slika 10.45 prikazuje industrijski uzorak s cijevnim ispravljačima protoka i elektromagnetskim uređajima koji percipiraju rotaciju turbine.Ovaj uređaj je prikladan za mjerenje protoka u cjevovodima velikog promjera, u otvorenim kanalima, rijekama, kao i za mjerenje brzine strujanja. u oceanima i jezerima. Postoje mnoge vrste turbinskih mjerača, od instrumenata tipa šalice koje koriste meteorolozi za određivanje brzine vjetra, do prikazanog primjera Slika 10.45 Za mjerenja protoka u otvorenim kanalima, rijekama, jezerima i oceanima, modifikacija ovog uzorka koristi se pločica koja je kruto pričvršćena na vanjsku površinu mjerača protoka paralelno s osi rotacije impelera. Svrha ovog jednostavnog uređaja je zadržati protok metar u određenom položaju, kada je os rotacije rotora paralelna s protokom. Pod djelovanjem strujanja ploča se neprestano okreće nastojeći zauzeti položaj u kojem će njezin otpor strujanju biti najmanji.

Turbinski mjerači protoka našli su široku primjenu u mjerenjima u nestacionarnim uvjetima, jer su, pružajući dovoljnu točnost mjerenja, mehanički izdržljivi, jednostavni za rukovanje i ne zahtijevaju složene instrumente za snimanje. Još jedna prednost ovog uređaja je njegova niska cijena. Pogreška mjerenja industrijskih uređaja ne prelazi 0,5% gornje granice mjerenja.

Elektromagnetski mjerači protoka Princip elektromagnetskih mjerača protoka (sl. 10.46) je da se pokretni medij, koji mora imati barem minimalnu električnu vodljivost, smatra vodičem koji se kreće u magnetskom polju. Cjevovod se postavlja u magnetsko polje na način da je smjer strujanja okomit na linije magnetskog polja. EMF induciran u tekućini usmjeren je okomito na silnice magnetskog polja i tok tekućine. EMF uklanjaju dvije elektrode koje usmjeravaju primljeni signal na uređaj koji mjeri razliku potencijala.

Prema Faradayevom zakonu vrijednost inducirane emf

Budući da se sam medij smatra pokretnim vodičem, EMF induciran u tekućini proporcionalan je brzini strujanja.

Postoje dvije glavne modifikacije elektromagnetskog mjerača protoka. U jednom od njih, tekućina niske električne vodljivosti prolazi kroz cjevovod od stakla, plastike ili drugog nevodljivog materijala. Elektrode su ugrađene u stijenke cjevovoda iu izravnom su kontaktu s tekućinom. Uređaji ove vrste proizvode slab signal koji zahtijeva pojačanje. Druga opcija, za razliku od prve, predviđa postavljanje elektroda na vanjsku stijenku cjevovoda, koja je izrađena od elektrovodljivog materijala. U ovom slučaju, tekućina također mora imati visoku električnu vodljivost (na primjer, tekući metal) - uvjet neophodan za rad ove vrste mjerača protoka. U ovom sustavu nema izravnog kontakta između tekućine i elektroda. Korištenje uređaja ne zahtijeva ponovno opremanje postojećeg cjevovoda i ne uzrokuje tehničke poteškoće tijekom instalacije. Tipično, izlazni signal takvog mjerača protoka je veći; veća je električna vodljivost izmjerene tekućine i može se prenijeti izravno na uređaj za snimanje bez prethodnog pojačanja.

Glavni nedostatak elektromagnetskih mjerača protoka svih vrsta je njihova visoka cijena. Međutim, ovaj nedostatak kompenzira se pouzdanošću uređaja, u kojem nema pokretnih dijelova. Točnost mjerenja koju pružaju mjerači protoka ove vrste je prilično visoka.

Ultrazvučni mjerači protoka. Ovi mjerači koriste ultrazvučne vibracije od 100 Hz (Beckwith i Buck, 1961). Piezoelektrični ili magnetostrikcijski elementi montirani su na cjevovod u razmacima od nekoliko centimetara, služeći jedan kao emiter ultrazvuka, drugi kao prijemnik. Ultrazvučni valovi putuju kroz tekućinu različitim brzinama ovisno o tome podudaraju li se smjerovi širenja zvuka i strujanja tekućine ili su suprotni. Fazna razlika oscilacija koje dolaze iz prijemnika koju bilježi senzor proporcionalna je brzini tekućine. Osjetljivost kruga može se povećati automatskom zamjenom funkcija para piezoelektričnih elemenata suprotnim. Brza periodična promjena funkcija para odašiljača i prijamnika (do 10 puta u sekundi) daje mogućnost mjerenja faznog pomaka ultrazvučnih vibracija usmjerenih istovremeno uzvodno i nizvodno. Izlazni impuls frekvencijske razlike ultrazvučnih vibracija je udvostručen u usporedbi s glavnim krugom za isti protok.

Mjerenje protoka u otvorenim kanalima

brane. Barijera postavljena na putu protoka vode kroz koju dolazi do prelijevanja vode naziva se preljev. Može imati izrez raznih oblika. Na sl. 10.47 prikazuje jednu od ustava. Budući da se brane koriste isključivo u otvorenim kanalima, mogu se koristiti samo za mjerenje protoka tekućina. Većina ustava u inženjerskoj praksi služi za mjerenje protoka vode, a samo nekoliko njih, u pravilu, u laboratorijskim uvjetima, služi za mjerenje protoka drugih tekućina.

Vrste i dizajni ustava vrlo su raznoliki. Presune s oštrim rubom (tj. pregrade duž čijeg je oboda izreza pričvršćen lim s oštrim rubom) prema obliku rupe u zidu dijele se na pregrade pravokutnog, trokutastog (u obliku slova V) oblika. , okrugli i specijalni presjeci. Posebni preljevi uključuju trapezoidne i parabolične dijelove. Ovi profili osiguravaju da je protok konstantan ili da je protok izravno proporcionalan visini.

Na sl. 10.48 prikazuje glavne dimenzije preljeva. Prag pregrade (ili vrh) donja je strana izreza pregrade. Duljina praga L mjeri se kao udaljenost između bočnih stijenki utora (vidi sliku 10.48). Za pravokutni presjek, duljina praga jednaka je širini reza brane. U preljevu s trokutastim presjekom, duljina praga se približava nuli. Statička visina ustave h udaljenost je od vrha ustave do najviše razine slobodne površine vode, mjereno iznad ustave (vidi sliku 10.48), budući da slobodna površina počinje opadati i prije ustave.

Tok vode koji prolazi kroz ustavu naziva se ravni tok iza ustave. Uz dovoljan protok i pad između vrha preljeva i horizonta nizvodno, prostor ispod mlaza komunicira s atmosferom. Takav mlaz nazivamo slobodnim ili nenaplavljenim. Vrijednost pada za slobodni mlaz određena je nizom čimbenika, uključujući oštrinu ruba preljeva, debljinu vrha, itd. Utvrđeno je da ta vrijednost treba biti u rasponu od 1 do 3 cm (ASME, 1959). Ako je udaljenost između vrha praga i horizonta nizvodno od ustave nedovoljna, prostor ispod mlaza je izoliran od atmosfere i mlaz se lijepi za stijenku ustave. Takav mlaz nazivamo zaglavljenim ili poplavljenim.

Ako je duljina pregrade manja od širine kanala Lk (vidi sl. 10.48), takva prestava se naziva pregrada s bočnom kompresijom, a protok koji prolazi kroz ovu pregradu naziva se komprimirani tok. U komprimiranom strujanju mjeri se smjer kretanja čestica tekućine krajnjih strujnica koje teku do izreza preljeva s bočnih stijenki kanala. U tom smislu, kada tekućina teče kroz preljev, dolazi do bočne deformacije ravnog mlaza neposredno iza preljeva ili "kompresije protoka". Budući da se kompresija protoka odražava na brzinu protoka, ona se u proračunu uzima u obzir odgovarajućom korekcijom. Moguće je osigurati da strujne linije tekućeg ruba ne stvaraju kompresiju presjeka protoka. To je moguće pod uvjetom da je razlika između širine kanala L c i duljine praga L w najmanje 4 puta veća od najvećeg očekivanog pada. Matematički se ovaj uvjet može izraziti sljedećom formulom:

Deformacija poprečnog presjeka toka u vertikalnoj ravnini i neki drugi čimbenici uzeti su u obzir bezdimenzijskim koeficijentom C koji se uvodi u formulu za određivanje teorijske vrijednosti protoka i predstavlja omjer

Dakle, formula radnog protoka za pravokutni preljev ima oblik

Ova metoda mjerenja za pravokutnu branu ima dva ograničenja. Prvo, pri previsokim protokima, povećanje brzine protoka počinje se značajno odražavati na vrijednost pada, stoga se vrijednost pada izmjerena na preljevu mora korigirati za dinamički pad v 2 / 2g (v je brzina protoka u kanal), koji se dodaje pritisku vode. Drugo, pravokutni prag pregrade trebao bi biti dugačak najmanje 15 cm (ASME, 1959). Pri manjim vrijednostima duljine praga uočava se međusobno miješanje dolazećih bočnih strujnica. Kod preniskih protoka, koji otežavaju slobodno prelijevanje tekućine u pravokutnim preljevima s pragom duljine 15 cm, poželjno je koristiti trokutaste preljeve, koji u takvim slučajevima daju bolje rezultate.

Formula protoka koja se koristi za praktične izračune dobiva se iz jednadžbe (10.27) uzimajući u obzir koeficijent C, koji uključuje konstante (2/3 i √ 2g):

Jednadžba (10.29) je osnovna formula protoka za pravokutnu branu, dobivena bez uzimanja u obzir bočne kompresije presjeka mlaza (tj. pod uvjetom da je duljina praga jednaka širini kanala). U inženjerskoj praksi, da bi se ispravio ovaj faktor, pretpostavlja se da je efektivna duljina praga brane manja od stvarne duljine za 0,1 h sa svake strane. Dakle, za preljev s obostranom bočnom kompresijom, efektivna duljina praga L w je 0,2h manja od stvarne duljine. Posljednji uvjet upisuje se u formulu protoka (10.29), koja će sada u konačnom obliku izgledati ovako:

Formula protoka za trokutastu branu s pravim kutom na vrhu

Prednosti i nedostaci ustava. Glavne prednosti ustava uključuju: visoku točnost mjerenja; jednostavnost dizajna i minimalno održavanje; mehaničke nečistoće malih veličina mogu slobodno prolaziti kroz preljev bez utjecaja na brzinu protoka; dug radni vijek.

Presune imaju sljedeće glavne nedostatke: značajni gubici tlaka u sustavu; mogućnost začepljenja s velikim inkluzijama, što utječe na karakteristike potrošnje i zahtijeva čišćenje, koje se obično obavlja ručno; smanjenje točnosti mjerenja pri promjeni oblika korita kanala do preljeva ili uz značajnu akumulaciju aluvijalnih sedimenata.

Mjerenje dubine protoka. Za određivanje protoka korištenjem ustava i žlijebova, potrebno je odrediti dubinu protoka. Mjeri se na udaljenosti od najmanje 4h od prednjeg zida ustave, odnosno prije početka spuštanja razine površine. Obično se dubinomjer kuke koristi za mjerenje dubine, budući da je ovaj uređaj vrlo precizan. Udica dubinomjera (po mogućnosti s tupim konusom) povezana s pomičnom vagom izdiže se iz vode sve dok se njezin kraj ne pojavi na površini vode. Pomična ljestvica koja se pomiče duž indikatora fiksne dubine pokazuje dubinu na točki mjerenja. Na većim dubinama trebali biste koristiti modifikaciju ovog uređaja, koja se razlikuje po tome što je indikator dubine zauzvrat opremljen nonijusom, što vam omogućuje povećanje točnosti mjerenja.

Postoji nekoliko drugih varijanti mjerača dubine, kako s izravnim očitavanjem, tako i koji rade zajedno s uređajima za snimanje. Komplet za mjerenje uključuje senzor razine - konvencionalni plovak ili uređaj koji je osjetljiv na promjene tlaka, ljestvicu indikacija ili snimač i satni mehanizam (za uređaj tipa snimanja). Senzori razine su gore detaljno opisani.

Budući da je tekućina u kontinuiranom gibanju u kanalima s pregradama ili žljebovima, često je preporučljivo koristiti posebne komore u kojima će tekućina mirovati prilikom mjerenja dubine. Komora za smirivanje je komad cijevi ili kutija spojena otvorom na struju koja se kreće. Unutar komore za smirivanje voda se diže do razine koja odgovara dubini potoka. Mala površina sadržana u komori za smirivanje je nepomična, što omogućuje visoko precizna mjerenja dubine. Ova metoda mjerenja daje dobre rezultate ako je površina unutar komore za smirivanje oko 100 puta veća od površine otvora koji ovu komoru povezuje s strujom koja se kreće (Israelsen i Hansen, 1962).

Rad ustave. Širina kanala i dubina kanala ispred pregrade ili u pregradnoj kutiji trebaju biti dovoljne da brzina strujanja na prilazu prestavi ne bude veća od 15 cm/s. Preljevna kutija postavlja se tako da je središnja linija paralelna sa smjerom strujanja. Preljev je postavljen strogo okomito s oštrim rubom prema potoku koji se prelijeva. Razmak između donjeg ruba izreza pregrade i dna kanala trebao bi biti unutar 2-3h, a za pregrade s obostranom bočnom kompresijom, udaljenost od bočnog ruba izreza pregrade do bočne stijenke kanala treba biti najmanje 2A. Za postizanje dobrih rezultata potrebno je da dubina vode iznad vrha brane bude najmanje 5 cm, a kod brane pravokutnog i trapeznog presjeka vrijednost h ne smije prelaziti jednu trećinu duljine praga. Ovisno o vrsti padajućeg mlaza, koriste se različite metode za određivanje protoka. Vodeni mlaz iza ustave izgledat će kao slobodni mlaz u svim uvjetima strujanja, osim ako je ustava posebno dizajnirana za stvaranje natopljenog mlaza. Ljestvica mjerača dubine mora biti podešena tako da se njezina nulta oznaka podudara s razinom praga. To se može učiniti pomoću stolarske razine ili razine. Tijekom rada ustava potrebno je pratiti stanje korita kanala nakon ustava i održavati njegov izvorni oblik.

Posude za vodu. Parshell žlijebovi. Metoda mjerenja protoka Parshellovim žlijebovima temelji se na mjerenju količine vode koja protječe kroz suženi dio kanala, pri čemu se statički pad djelomično pretvara u dinamički. Parshellov žlijeb smanjuje poprečni presjek toka u horizontalnom smjeru, dok istovremeno postoji dio s nagibom u dnu žlijeba (sl. 10.53). Statička visina se mjeri u mirnim komorama A i B. U uvjetima slobodnog protoka tekućine (tj. kada je statička visina u komori B 60% ili manje od statičke visine u komori A), dobri rezultati mogu se dobiti mjerenjem statičke visine samo u komori A. U tablici. Slika 10.5 prikazuje brzine protoka za različite statičke visine u komori A pod uvjetom slobodnog protoka tekućine u Parshell-ovom kanalu. Ako je tlak u donjoj komori B 70% ili više, to će poremetiti mjerenje u gornjoj komori. U isto vrijeme, dovoljno visoka točnost može se postići čak i sa vrijednostima plavljenja do 90% ako se statička visina mjeri u obje komore L i B i napravi korekcija vrijednosti dobivene u komori A. Vrijednosti korekcije ​​objavljuju se u posebnim tablicama (Israelsen i Hausen, 1962).

Nekoliko čimbenika utječe na točnost mjerenja cjevovoda, uključujući pravilan odabir i ugradnju, razinu održavanja i točnost mjerenja statičkog napora. Odabir vodotoka uključuje određivanje njegove veličine ovisno o specifičnim uvjetima uporabe. Pri rješavanju ovog problema zadane su maksimalne i minimalne brzine protoka te najveći dopušteni statički pad visine, koji je funkcija hidrauličkog nagiba kanala i visine nadvođa (tj. udaljenosti od razine vode do gornjeg ruba kanala). zid kanala). Kretanje protoka mora zadovoljiti zahtjev slobodnog protoka fluida.

Primjer 10.1. Izbor Parshellovog žlijeba. Odaberite cjevovod za brzinu protoka između 0,2 i 1,5 m 3 /s, pod uvjetom da je maksimalni gubitak visine 18 cm i da uzorak protoka zadovoljava zahtjeve za slobodnim protokom tekućine. Najveća dopuštena dubina u kanalu je 60 cm.

Riješenje. Budući da je najveća dopuštena dubina protoka ispred vodomjernog kanala 60 cm, statički pad h a izmjeren u ovom dijelu protoka ne može biti veći od 60 cm, prema tablici. 10.5 može se naći da je uz visinu od 60 cm ili manje i brzinu protoka od 1,5 m/s potreban žlijeb sa širinom otvora od najmanje 180 cm.

Poželjno je održavati način slobodnog protoka tekućine. Za to je potrebno da stupanj plavljenja donje komore ne prelazi 60% plavljenja gornje komore; drugim riječima, pad pada mora biti najmanje 40% statičkog pada ha izmjerenog uzvodno. Zbog hidrauličkog nagiba kanala i zahtjeva za vodenu površinu, maksimalni gubitak pada ne smije biti veći od 18 cm. ).

Ispod su vrijednosti širine ušća vodotoka ovisno o vrijednosti statičkog napora u uzvodnom dijelu za maksimalni protok (1,5 m 3 /s).

Dubina vode izmjerena u gornjoj komori za odabrani kanal za vodu ne bi smjela prelaziti 60 cm. Stoga će visina praga biti 60 cm - pad visine pri maksimalnom protoku = visina praga;

60-16,8 \u003d 43,2 cm od donje oznake dna ladice.

Poželjno je imati nadvođe uzvodno od kanala. Ponekad se za to smanjuje visina praga, ali se prag ne smije previše spuštati, jer to može dovesti do kršenja slobodnog protoka tekućine.

Industrija proizvodi posude za mjerenje vode od Parshell-a u standardnim veličinama. Obično su izrađene od stakloplastike ili drugih sličnih materijala. Međutim, ponekad je Parshell žlijeb potrebno napraviti na licu mjesta. U tablici. 10.6 i na sl. 10.54 i 10.55 prikazuju sve standardne veličine Parshell žlijebova. Mogu biti izrađene od betona, cigle, drveta, metala ili drugih materijala. Posebnu pozornost pri izradi ladica treba obratiti na poštivanje glavnih dimenzija.

Trapezoidni žlijebovi. Shematski dijagram ove vrste žlijebova prikazan je na sl. 10.56. Posuda je umjetno suženi dio kanala trapeznog presjeka i ravnog dna. Kao rezultat sužavanja poprečnog presjeka toka, povećava se njegova brzina u ovom dijelu. Gubitak pada u kanalu izravno je proporcionalan brzini protoka tvari, stoga gubitak pada može poslužiti kao mjera protoka.

Indikacije za ovu vrstu žlijeba ne ovise o stanju vodene površine na putu do njega. To omogućuje mjerenje protoka koji fluktuiraju u širokom rasponu s relativno malim gubitkom tlaka. Za razliku od pravokutnih vodomjernih žlijebova, trapezni vodomjerni kanali ne zahtijevaju visoku preciznost izrade. Istodobno, točnost mjerenja trapeznih žlijebova je nešto manja, što se objašnjava relativno malom razlikom tlaka. Glavna prednost ovog tipa žlijebnog kanala je da njegov oblik poprečnog presjeka odgovara glavnom obliku poprečnog presjeka većine otvorenih kanala.

Brzina protoka trapezoidnog kanala određena je formulom (Robinson i Chamberlain, 1960.)

Koeficijent C ovisi o vrsti tekućine koja teče, geometrijskom obliku kanala, brzini i dubini strujanja. U tom pogledu formula (10.33) ima ograničenu praktičnu primjenu. Trapezoidni kanali moraju biti pojedinačno kalibrirani za specifične uvjete primjene.

Bibliografija

• ASME - Američko društvo inženjera strojarstva (1959). Instrumenti i aparati. Dio 5, Mjerenje kvalitete materijala. Poglavlje 4, Mjerenje protoka. Dodatak ASME kodovima za ispitivanje snage.
• Beckwith, T. G. i N. Lewis Buck (1961). mehanička mjerenja. Addb son-Wesley, Reading, Mass.
• Christiansen, J. E. (1935). Mjerenje vode za navodnjavanje. Bilten kalifornijske Agr L kulturne eksperimentalne stanice 588.
• Eckman. Donald P. (1950). Industrijska instrumentacija. Wiley, New York.
• Inženjerski terenski priručnik za konzervatorske prakse (1969). NAS. Ministarstvo poljoprivrede, Služba za očuvanje tla, Washington, D.C.
• Fluid Meters, Their Theory and Application, 5. izdanje (1959.) Izvješće Odbora za istraživanje fluida Američkog društva strojarskih inženjera. Američko društvo strojarskih inženjera, New York.
• Frevert. Richard K., Glenn O. Schwab, Talcott W. Edminster i Kenneth K. Barnes (1962.). Inženjerstvo zaštite tla i vode, 3. izdanje. Wiley, New York.
• Fribance, Austin E. (1962). Osnove industrijske instrumentacije. McGraw Hill, New York.
• Israelsen. Orson W. i Vaughn E. Hansen (1962). Načela i praksa navodnjavanja. Wiley, New York.
• King, Horace W., Chester O. Wisler i James G. Woodburn (1948.). hidraulika. Wiley, New York.
• Norton, Harry N. (1969). Priručnik pretvornika za elektroničke mjerne sustave. Prentice Hall, Englewood Cliffs, N. J.
• Parshall, R. L. (1950). Mjerenje vode u kanalima za navodnjavanje s Parshallovim žlijebovima i malim ustavama. NAS. Odjel za poljoprivredu, Okružnica br. 843, Washington, D.C.
• Robinson, A. R. (1959). Trapezoidni mjerni kanali za određivanje protoka u strmim efemernim strujama. Istraživačka zaklada Državnog sveučilišta Colorado, Odsjek za građevinarstvo. Fort Collins.
• Robinson, A. R. (1968). Trapezoidni kanali za mjerenje protoka u kanalima za navodnjavanje. Publikacija Službe za poljoprivredna istraživanja ARS 41-140, Washington, D.C.
• Robinson, A. R. i A. R. Chamberlain (1960). Trapezoidni kanali za mjerenje protoka u otvorenom kanalu. Transakcije Američkog društva inženjera poljoprivrede 3(2): 120-124.
• Schoenborn, E. M. i A. P. Colburn (1939). Mehanizam protoka i izvedba rotametra. Transakcije Američkog instituta kemijskih inženjera 35(3): 359.
• Streeter, Victor L. (1962). mehanika fluida. McGraw Hill, New York.
• NAS. Farmerski bilten Ministarstva poljoprivrede 813.

VODOMJER

uređaj za mjerenje količine dovedene ili potrošene vode. Vodovodne cijevi služe za: 1) volumetrijsko mjerenje količine vode koja teče naizmjeničnim punjenjem određenog volumena i bilježenjem broja punjenja (Fraget vodomjer); ovi V. daju najtočniji prikaz, ali su glomazni; 2) velike brzine, izgrađene na principu da je količina vode koja teče u cijevi proporcionalna brzini njezina kretanja; 3) Venturi vodomjeri i dijafragme, čiji se rad temelji na činjenici da je količina vode koja teče proporcionalna razlici tlakova u širokom i suženom dijelu uređaja. U željeznici. vodoopskrbe, najčešći su brzi Voltmannovi vodomjeri ugrađeni u crpne stanice, te "krilna" vodomjera - na distribucijskoj mreži, u blizini vodotoka. W. Woltmana sastoji se od celuloidnog kotača 1, postavljen u tijelo 2, prijenosni mehanizam 3 i brojač 4. V. se umeće u ravne dijelove vodovoda. Kada se voda kreće kroz cjevovod, centrifuga se okreće i svaki okret odgovara određenom volumenu vode koja teče. Rotacija okretne ploče prenosi se na mehanizam za brojanje koji pokazuje količinu vode koja je prošla kroz vodomjer. "Krilata" V. razlikuje se od V. Voltmana po tome što umjesto okretnice ima kotač s lopaticama i kretanje vode usmjereno je okomito na os kotača.

• – uređaj za mjerenje količine isporučene ili potrošene vode. Za vodovodne cijevi V. koriste se: 1) volumetrijski, mjerenje količine vode koja teče naizmjeničnim punjenjem određenog volumena i ...

  Tehnički željeznički rječnik

• - projektil za određivanje količine potrošene vode na bilo kojem mjestu vodoopskrbne mreže. Vodomjerni sustavi, vrlo brojni, dijele se u dvije kategorije ovisno o načinu dovođenja vode u ...

  Enciklopedijski rječnik Brockhausa i Euphrona

• - ; pl. rezervoar/ry‚ R....

  Pravopisni rječnik ruskog jezika

• - rezervoar / r,...
• - brana-rezervoar/r,...

  spojeno. Odvojeno. Kroz crticu. Rječnik-priručnik

• - VODOMJER, -a, muž. 1. Uređaj koji pokazuje razinu vode u nekim. uređaj. 2...

  Objašnjavajući rječnik Ozhegova

• - VODOMJER, vodomjer, muž. ...

  Objašnjavajući rječnik Ušakova

• Objašnjavajući rječnik Efremove

• - vodomjer I m. Uređaj za mjerenje razine ili protoka vode. II mj. Mali kukac iz reda buba s tankim tijelom i dugim nogama, sposoban za brzo kretanje kroz vodu; vodilica...

  Objašnjavajući rječnik Efremove

• - ...

  Pravopisni rječnik

• - ...