Prietaisas tekančio vandens matavimui. Skysčio srauto matavimo prietaisai

Istorija

Pirmąjį vandens skaitiklį išrado Carl Wilhelm Siemens 1851 m. Skaitiklis turėjo mentės konstrukciją ir pavarų skaičiavimo mechanizmo pagalba perdavė sparnuotės sukimąsi į ratuką. Vandens skaitiklių naudojimo pradžia Vokietijoje užfiksuota 1858 m.

Veikimo principas

Vandens skaitiklių (mechaninių, tachometrinių) veikimo principas yra skaičiuoti skaitiklio viduje esančio ir vandens srauto slėgiu besisukančio sparnuotės apsisukimų skaičių. Skaitiklių mechanizmas, atsakingas už rodmenų tikslumą, yra atskiroje dalyje, kuri yra izoliuota nuo vandens patekimo į ją.

Pagal veikimo principą vandens skaitikliai gali būti skirstomi į tachometrinius (darbo pagrindas – skysčio sraute įstatoma turbina arba sparnuotė, kuri sujungta su skaičiavimo mechanizmu), sūkurinius, ultragarsinius, elektromagnetinius (naudojamus pramonėje) - skiriasi nuo tachometrinių elektroninių prietaisų buvimu ir judančių dalių nebuvimu. Pagal dizainą jie yra suskirstyti į atskirus ir kompaktiškus. Pagal aptarnaujamų vamzdynų skaičių vandens skaitikliai skirstomi į vieno kanalo, dviejų kanalų ir daugiakanalius.

Standartiniai šalto vandens skaitikliai veikia 40 ° C temperatūroje, karšto vandens skaitikliai iki 90 ° C, vandens slėgio lygis juose yra 1 MPa. Vandens skaitikliai naudojami vandens suvartojimo kiekiui fiksuoti butuose ir įmonėse. Atitinkamai, priklausomai nuo šildymo ir vandens tiekimo sistemų galios, skaitikliai yra individualūs ir pramoniniai. Vandens skaitikliai reguliariai rodo tikslius rodmenis, kai temperatūra yra iki 60 ° C ir santykinė oro drėgmė iki 98%.

Veislės

Vienas purkštukas

Tai sauso veikimo vienos srovės vandens skaitiklis, kurio veikimo principas pagrįstas sparnuotės, besisukančios veikiant vienam vandens srautui vamzdyne, apsisukimų skaičiumi. Darbinio rato sukimasis magnetinėmis movomis perduodamas skaičiavimo mechanizmui. Sausos eigos skaitiklio skaičiavimo mechanizmas yra apsaugotas nuo vandens, todėl užtikrinamas ilgalaikis matavimų stabilumas.

Privalumai:

• prietaiso konstrukcija užtikrina apsaugą nuo išorinio magnetinio lauko (vandens skaitiklio antimagnetinė apsauga);
• visuose įrenginiuose gali būti įrengtas impulsinis išėjimas, suteikiantis galimybę nuotoliniu būdu nuskaityti rodmenis (impulsų išvesties modulis sumontuotas vandens skaitiklio korpuso viduje).

Daugiapurkštis

Šie skaitikliai skiriasi nuo vienos srovės skaitiklių tuo, kad vandens srautas yra padalintas į keletą purkštukų, kol jis atsitrenkia į sparnuotės mentę. Dėl to žymiai sumažėja srauto turbulencijos paklaida.

Privalumai:

• minimalios darbo sąnaudos išmontuojant ir sumontuojant periodinės patikros metu (patikrinama tik viršutinė lengvai nuimama vandens skaitiklio dalis);
• per papildomas adapterio rankoves priekinis skaitiklio skydelis nustatomas į dekoratyvinio paviršiaus lygį (įvairių dydžių adapterio rankovės);
• visi vandens skaitikliai gali būti komplektuojami su impulsiniu išėjimu, kuris leidžia nuotoliniu būdu nuskaityti rodmenis (impulsų išvesties modulis įmontuotas vandens skaitiklio korpuso viduje).

vožtuvas

Šio sauso veikimo skaitiklio veikimo principas yra panašus į aukščiau aprašytus įrenginius: vandens srautas specialiu kanalu patenka į srauto kamerą ir išleidžiamas toliau į vandens tiekimo sistemą. Prietaiso konstrukcija numato galimybę skaitiklio viduje sumontuoti vožtuvą, kuris leidžia išjungti vandenį. Pagal šią funkciją skaitiklis buvo vadinamas "vožtuvu"

Privalumai:

• montavimas nereikalauja sudėtingų ir brangių darbų;
• prietaiso indikacinė dalis gali būti pasukama 360° kampu (trimis plokštumomis), kad būtų patogu skaityti;
• visuose įrenginiuose gali būti įrengtas impulsinis išėjimas, kuris suteikia galimybę nuotoliniu būdu nuskaityti rodmenis (impulsų išvesties modulis įmontuotas įrenginio korpuso viduje).

Turbina (Woltmann metrai)

Mechaniniai skaitikliai šalto ar karšto vandens suvartojimui matuoti pradedant nuo 50 mm skersmens įvairių tipų vandentiekio sistemoms, automatinėms valdymo sistemoms, technologinių procesų reguliavimui ir kontrolei bei kitoms veiklos sritims, kurioms reikalinga suvartoto vandens apskaita. Jie įrengiami pramonės įmonių, daugiaaukščių pastatų vandentiekio įvaduose ir vandentiekio sistemoje. Pirmą kartą šie skaitikliai buvo pradėti gaminti 1862 m., naudojant Woltmann principą.

Wikimedia fondas. 2010 m.

Pažiūrėkite, kas yra „vandens skaitiklis“ kituose žodynuose:

Skaitiklis yra prietaisas, skirtas ką nors suskaičiuoti. Skaitiklis (elektronika) prietaisas, skirtas skaičiuoti vienas po kito einančių įvykių (pavyzdžiui, impulsų) skaičių, naudojant nuolatinį sumavimą, arba nustatyti kaupimo laipsnį, kurio ... ... Vikipedija

Šio straipsnio stilius nėra enciklopedinis ar pažeidžiantis rusų kalbos normas. Straipsnį reikėtų taisyti pagal Vikipedijos stilistikos taisykles. Išmanieji skaitikliai yra pažangių skaitiklių tipas, nustatantis rodiklius ... ... Vikipedija

Prietaisas arba prietaisų rinkinys (matavimo prietaisas), skirtas šilumos kiekiui nustatyti ir aušinimo skysčio masei bei parametrams matuoti. Tikslas Šiluminės energijos tiekimo ir vartojimo apskaita ir registravimas organizuojamas siekiant: ... ... Vikipedijos

Egzistuoti., m., naudoti. komp. dažnai Morfologija: (ne) kas? pilotas, kam? pilotas, (žr.) kas? pilotas kas? pilotas, apie ką? apie pilotą pl. PSO? pilotai, (ne) kam? pilotai, kam? lakūnai, (žr.) kas? pilotai, kieno? pilotai, apie ką? apie pilotus; … Dmitrijevo žodynas

Detektorius už registracijos mokestį. h ts, in k r rom Čerenkovo ​​Vavilovo spinduliuotė naudojama. Perkeliant įkrovą. dalelės terpėje, kurios greitis v viršija šviesos fazės greitį c / n šioje terpėje (n yra terpės lūžio rodiklis), dalelė spinduliuoja į ... ... Fizinė enciklopedija

Sovietų lakūnų A. I. Filino ir A. F. Kovalkovo (specialusis laikraščio „Pionerskaja pravda“ korespondentas) skrydis „Mineralnye Vody Moscow“ be persėdimų lengvuoju ... ... Vikipedija

- ... Vikipedija

ELEKTRONINIS SKAITLIS- Elektroninio kraujo ląstelių skaitiklio schema. Elektroninio kraujo ląstelių skaitiklio schema: 1 mikroskylė; 2 angos vamzdis (vidinė kamera); 3 išorinis elektrodas; 4 dozavimo dalis…… Veterinarijos enciklopedinis žodynas

skaitiklis- SKAITIKLIS, a, m Prietaisas (mechaninis arba elektroninis), naudojamas skaičiuoti, nustatyti kiek l. Vandens matuoklis. Energijos pardavimo įmonės auditoriai įvertino skaitiklių rodmenis ... Aiškinamasis rusų kalbos daiktavardžių žodynas

Ak, lėktuvo vairuotojas. Karo lakūnas. Jūrų pilotas. Bandomasis pilotas. □ Pilotas turi išmanyti oro savybes, visus jo polinkius ir užgaidas, kaip geras buriuotojas išmano vandens savybes. Kaverinas, du kapitonai. ◊ SSRS titulo pilotas kosmonautas ... Mažasis akademinis žodynas

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

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

42e klasė, 2.) PATENTAS HA IŠRADIMAS

TEKANČIO SKYSČIO KIEKIO MATAVIMO PRIETAISO APRAŠAS, S. P. Skrylnikovo patentui, paduotam kovo 14 d.

1929 (padavimo pažyma Nr. 42688).

Siūlomas įrenginys priklauso

r tų tekančio skysčio kiekiui matuoti skirtų prietaisų, kuriuose naudojamos elektromagnetu valdomos ritės, į grandinę įtraukiant elektros skaitiklius, skaičius. Prietaisas veikia paeiliui praleidžiant skystį per dvi kameras – priėmimo ir matavimo, plūdės įtaiso ir ritės pagalba, kuri kyla traukiant elektromagnetą ir leidžiasi žemyn, nutrūkus grandinėje dėl savo gravitacijos. Autorius mano, kad toks prietaisas gali patikimai atsižvelgti į tekančio skysčio kiekį esant mažiausiems srautams ir slėgiams.

Brėžinyje įrenginys pavaizduotas vertikalioje pjūvyje.

Skystis pilamas į priėmimo kamerą 4 per įleidimo vamzdį 1 per viršutines angas 18 ritėje 8 ir prietaiso sienelėse. Ištuštėjus apatinės matavimo kameros ertmei, elektros srovė iš šaltinio 12 teka tokiu būdu: per papildomą elektromagnetą 9, apatinės plūdės 7 kontaktą 15, fiksuotus kontaktus 16, per viršutinės plūdės 6 kontaktą 14, per elektromagnetas 10 ir per elektros skaitiklį 11.

Ritė 10 patraukia į viršų ritę 8, kuri pakeltoje padėtyje uždaro skysčio įtekėjimą ir ištekėjimą atitinkamai per vamzdžius 1 ir 2, tuo pačiu metu per angas 18 ir įdubą 17 susisiekdama su viršutine prietaiso priėmimo kamera 4. apatinė matavimo kamera 5; dėl to paskutinė kamera bus užpildyta skysčiu, kuris į ją išsiliejo iš 4 kameros.

Kol apatinė kamera bus visiškai užpildyta, ritė visą laiką lieka pakelta ir tik plūduriuojanti plūdė 6, atidarius kontaktus 14 ir 16, nutrauks srovę: tada ritė 8 nusileis, o plūdė 7, atsijungusi nuo elektromagnetas 9 plūduriuoja aukštyn. Tuo pačiu metu skysčio srautas vamzdynu 1 atsinaujins ir ištekės iš žemiau esančio išleidimo vamzdžio 9: veikimo ciklas kartojamas, kiekvieną kartą gaunant žymą elektromagnetiniame skaitiklyje 11 arba skaitiklyje prie ritės pritvirtintos odės.

Tekančio skysčio kiekiui reguliuoti naudojamas įprastas stūmoklis 8; įsukant arba išsukant iš kurių atitinkamai pasikeičia matavimo kameros e 1 kaulas o.

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

1. Prietaisas tekančio skysčio kiekiui matuoti, turintis ritę, valdomą elektromagnetu, įtrauktu į elektros skaitiklio grandinę, pasižymintis tuo, kad naudojami du elektromagnetai 10, esantys matavimo kameros viduje.

"" in, Hydrogr. Uyr. Užravlis. BA!. S ir R;, b:: „l.:::. inar: d, alajų Gl, A ir irylistva. įvairiuose aukščiuose plūdės b, 7, 1 su atraminiais kontaktais 24, 16, kurių apatinė plūdė 7, pagaminta iš magnetinės medžiagos, yra po ja esančioje traukos sferoje ir įtraukta į to paties elektromagneto 10 grandinę. papildomas elektromagnetas. 9, 2. Vykdymo forma aprašyta ir. 1 matavimo priemonė, skirtinga paskirtis, norint pakeisti!

Ф kameros talpa o, įprastas reguliavimo stūmoklis 8.

3. 1 ir 2 dalyse aprašyto matavimo prietaiso įgyvendinimo forma. skiriasi tuo, kad tarp suvartojimo. matavimo kameros atidarymas ir apačioje. priekiniame vamzdyne 1 yra priėmimo kamera 4, kuri su pastarąja susisiekia per atskirą aplinkkelio kanalą - ritę pastarojo apatinėje padėtyje.

Vanduo vandens veisimosi įstaigose dažniausiai leidžiamas uždarais vamzdynais arba atvirais kanalais, o vandens kiekiai yra gana dideli. Vandens tiekimo kaina tiesiogiai priklauso nuo perkeliamo skysčio tūrio ir bendros siurblių sukurtos sistemos aukščio. Norint išvengti nereikalingų vandens judesių, būtina tiksliai žinoti, kiek vandens nuteka vamzdynais ir kiek vandens turi nutekėti. Toliau pateikiami įvairūs vandens srauto nustatymo metodai.

Įvairios srauto matavimo priemonės gali būti klasifikuojamos pagal skirtingus kriterijus. Šioje knygoje priimta tokia tiesioginio matavimo prietaisų klasifikacija: kintamo slėgio srauto matuokliai; pastovaus diferencinio slėgio debitmačiai; skirtingi srauto matuokliai; skaitikliai srauto matavimui atviruose kanaluose.

Tiesioginio srauto matavimo prietaisai

Tūrio skaitikliai. Tiesioginiams tūrio matavimams naudojami tūrio matuokliai. Pagal matavimo principą juos galima suskirstyti į dvi grupes: pirmosios grupės matuokliais įeinantis skystis matuojamas atskiromis dozėmis, lygiomis svoriui; antrosios grupės skaitikliuose - atskiromis dozėmis, vienodo tūrio. Sumuojamas dozių, kurias skaitiklis išstumia tam tikrą laiką, skaičius. Remiantis gautais duomenimis, nustatomas srautas. Taigi, skysčio kiekis, praleidžiamas per skaitiklį, kuris veikia pagal tūrio principą, apskaičiuojamas pagal formulę

čia Q yra skysčio kiekis, praleistas per skaitiklį per vieną minutę; V – skaitiklio matavimo kameros tūris; n yra dozių, kurias per minutę išstumia skaitiklis, skaičius.

Jei skaitiklis veikia pagal svorio principą, masės srautas nustatomas pagal formulę

Tūrio skaitiklis su pakreipiamomis kameromis, veikiantis svorio dozių skaičiavimo principu (10.20 pav.), susideda iš dviejų kamerų, esančių viena virš kitos, o vandens įleidimo anga yra virš viršutinės kameros. Skystis patenka į skaitiklį, užpildo viršutinę kamerą ir pradeda tekėti į apatinę. Apatinės kameros užpildymas tęsiasi tol, kol svorio centras pasislenka tiek, kad kamera praranda pusiausvyrą ir apvirsta. Tuo pačiu metu nupilamas susikaupęs vanduo. Po visiško ištuštinimo skaitiklis užima pradinę padėtį. Apvertimo metu viršutinė kamera prisipildo vandens ir tiekiama į apatinę, kai ši užima pradinę padėtį.

Stūmoklinis skaitiklis (10.21 pav.) reiškia tūrinius matuoklius su priverstiniu skysčio išstūmimu ir veikia taip. Vanduo per įleidimo angą patenka į kamerą, esančią dešinėje stūmoklio pusėje. Stūmoklis pradeda judėti į kairę, išstumdamas skystį, susikaupusį kameroje, esančioje kairėje stūmoklio pusėje. Nepasiekdamas kraštutinės kairiosios padėties, stūmoklis perstumia vožtuvą, per kurį skystis teka į kamerą, esančią stūmoklio kairėje, tuo pačiu užsidaro anga, jungianti šią kamerą su prietaiso išleidimo anga. Kadangi vandens slėgis dabar veikia stūmoklį kairėje pusėje, jis juda į dešinę, išstumdamas vandenį iš dešinės kameros per išleidimo angą. Nepasiekęs savo kraštutinės dešinės padėties, stūmoklis pasuka ritės vožtuvą į dešinę, dėl to atsidaro anga, jungianti įleidimo vamzdį su dešine kamera. Vieną veikimo ciklą stūmoklis išstumia iš prietaiso tam tikrą skysčio kiekį. Stūmoklio judesių skaičius sumuojamas skaičiavimo mechanizmu, o per prietaisą praleidžiamo skysčio kiekis nustatomas ciklų skaičių padauginus iš per vieną stūmoklio ciklą išstumto skysčio tūrio. Pramonėje skaitikliai naudojami ne su vienu, o su keliais stūmokliais su stūmokliais, kurie užtikrina sklandesnį darbą. Prietaiso rodmenų tikslumas priklauso nuo skysčio nuotėkio tarp matavimo kameros sienelės ir darbinio korpuso kiekio. Šis nuotėkis turi didelę įtaką skaitiklio rodmenų paklaidai. Jei ji pašalinama, tūriniai skaitikliai su cilindriniais stūmokliais dirba labai tiksliai, paklaida gali siekti 0,2-0,3% (Eckman, 1950). Kadangi tokio tipo skaitikliai veikia tūrio matavimo principu, skysčio tankis ir klampumas matavimų tikslumui praktiškai neturi įtakos. Skaitikliai su stūmokliniais stūmokliais naudojami įvairiose vandens tiekimo sistemose, kurių masės srautas yra nuo 37 iki 3785 l / min. Tačiau jų naudojimą riboja specialūs reikalavimai skysčiui, kuris neturi būti korozinis ir ne per klampus (Eckman, 1950).

Skaitiklis su diskiniu stūmokliu. Sistema tekančio skysčio kiekiui matuoti plačiai naudojami skaitikliai su disku | | stūmoklis (10.22 pav.). Plačiai paplitęs šių skaitiklių kaip vandens skaitiklių naudojimas paaiškinamas jų paprasta konstrukcija, kompaktiškumu ir palyginti maža kaina. Skaitiklio centre sferinėje sėdynėje sumontuotas rutulys, ant kurio pritvirtintas plokščias diskas. Skaitiklio veikimo metu rutulys kartu su disku siūbuoja sferinėje sėdynėje aplink bendrą geometrinį centrą, bet nesisuka. Veikiamas skysčio, patenkančio į prietaisą per įleidimo angą slėgiui, diskas nusileidžia arba pakyla priklausomai nuo jo padėties įleidimo vamzdžio atžvilgiu. Skysčiui tekant per prieškamerą, disko plokštuma pasislenka išilgai sienelių ir rutulio. , kartu su disku sukasi savo sėdynėje. Esant slėgio skirtumui įleidimo ir išleidimo antgaliuose, vanduo teka aplink rutulį su disku ir nukreipiamas į išleidimo antgalį. Judant rutuliui, jo viršutinės dalies išsikišimas juda kūgio paviršiumi, kurio viršus sutampa su rutulio centru. Kadangi įvadas ir išėjimas yra atskirti pertvara (neparodyta 10.22 pav.), vanduo turi tekėti per įvadą ir aplink rutulį, visą laiką likdamas po disku. Disko ašis įjungia skaičiavimo mechanizmą, kuris registruoja rutulio judesių skaičių su disku. Šis skaičius, padaugintas iš per vieną ciklą išstumto skysčio tūrio, leidžia nustatyti per prietaisą prabėgusio skysčio tūrį. Aprašyti skaitikliai gali veikti esant bet kokiam matuojamos terpės slėgiui ir temperatūrai. Tačiau rodmenų tikslumą gali paveikti skysčio tankis ir klampumas, nes tokios konstrukcijos prietaisuose per tarpus galimas skysčio nutekėjimas. Esant debitams nuo 55 iki 1890 l/min, santykinė svyruojančių diskinių matuoklių paklaida! paprastai neviršija 1 proc.

Sukamasis skaitiklis su tiesiais peiliais. Sukamojo skaitiklio su tiesiomis mentėmis schema parodyta fig. 10.23. Pagrindinis prietaiso elementas yra ekscentriškai korpuse sumontuotas rotorius, aprūpintas ašmenimis. Kai rotorius sukasi, ašmenys, veikiami spyruoklių, visada lieka prispausti prie korpuso vidinio paviršiaus. Tekėdamas per skaitiklį, skystis spaudžia mentes ir paleidžia rotorių, kuris savo ruožtu distiliuoja skystį į išleidimo vamzdį. Rotoriaus apsisukimų skaičius yra fiksuotas ir nustato per skaitiklį praleidžiamo skysčio tūrį. Skysčio tankis ir klampumas neturi įtakos rotacinių skaitiklių matavimo tikslumui, nes šiai konstrukcijai būdingas minimalus išmatuotos medžiagos nuotėkis. Rotacinių skaitiklių su "tiesiomis mentėmis" santykinė matavimo paklaida neviršija 0,2-0,3%.

Kintamo slėgio debitmačiai

Naudojant Bernulio lygtį ir srovės tęstinumo lygtį, galima nustatyti matematinį ryšį tarp nesuspaudžiamo skysčio srauto greičio ir slėgio kritimo:

Srauto koeficientas C atsižvelgia į skysčio srauto praradimą skaitiklyje, o srauto koeficientas K yra C ir M sandauga:

Venturi purkštukai. Ant pav. 10.25 rodomas Herschel Venturi antgalis. Standartinį Venturi antgalį sudaro smailėjanti įėjimo anga L 1, vidurinė dalis, vadinamoji kaklelis, L 2 su minimaliu skerspjūviu ir sklandžiai besiplečianti išleidimo anga L 3 . Purkštuko įleidimo ir išleidimo dalių profilis parenkamas taip, kad galvos nuostoliai būtų minimalūs. Kadangi skystis teka didžiausiu greičiu per purkštuko gerklę, statinis slėgis susiaurėjime bus mažesnis nei slėgis prieš susiaurėjimą. Slėgio verčių parinkimas atliekamas purkštuko įleidimo dalies didžiausio išsiplėtimo ir kaklelio srityje. Išmatuotas diferencinis slėgis konvertuojamas į srautą, naudojant (10.13) lygtį.

Žinant dujotiekio, kuriame sumontuotas Venturi antgalis, skersmenį ir antgalio kaklelio skersmenį, galima apskaičiuoti konstantos reikšmę M. Srauto koeficientas C dažniausiai imamas iš lentelių arba grafiko (10.26 pav.), o srauto koeficientas nustatomas kaip Reinoldso skaičiaus funkcija. Esant pakankamai dideliems Reinoldso skaičiams, pradedant nuo reikšmės 2,5·10 5, srauto greitis tampa! nuolatinis. C reikšmės yra ant ištisinės linijos. Taškinės kreivės riboja C reikšmių diapazoną. Srauto koeficientai nustatomi purkštukams, sumontuotiems vamzdžiuose, kurių skersmuo yra 5,08 cm ar daugiau, o p reikšmės yra 0,3–0,75 diapazone (β yra 5,08 cm ir didesnio skersmens vamzdžiuose) Venturi antgalio ir dujotiekio žiočių angas). Deja, duomenų apie mažus Reinoldso skaičius ir vamzdžius, kurių skersmuo mažesnis nei 5,08 cm, yra labai mažai. Tačiau tai nėra kliūtis plačiai naudoti srauto matuoklius su Venturi antgaliu ir kitus kintamo slėgio srauto matuoklius, nes teorinis metodas srauto matavimo technologijoje naudojamas itin retai. Paprastai praktikoje slėgis matuojamas manometru, o srautas, atitinkantis kiekvieną slėgio skirtumą, nustatomas arba tiesioginio tūrio matavimo metodu, arba kitu iš anksto sukalibruotu matavimo prietaisu. Taigi taškai gaunami už slėgio kritimo ir srauto greičio diagramą. Matuojant srautą pakanka nustatyti slėgio kritimą ir iš grafiko rasti atitinkamą srautą.

Įprasti purkštukai. Ant pav. Pateikiamos 10.27 dviejų normalių purkštukų scheminės schemos. Įprasti purkštukai, kaip ir Venturi purkštukai, veikia kintamo slėgio perkryčio matavimo principu. Kadangi įprastų purkštukų įleidimo ir išleidimo angos skersmenų santykis yra didesnis, jie sukelia didesnį slėgio nuostolį, palyginti su Venturi purkštukais, nes labai padidėja turbulencija. Tačiau įprasti purkštukai turi pranašumą prieš Venturi purkštukus, nes jiems reikia mažiau vietos ir juos galima montuoti tarp dujotiekio flanšų.

Paprastai slėgis paimamas iš įprastų purkštukų trijuose taškuose. Kai slėgis išleidžiamas naudojant atskiras vamzdyne esančias angas (žr. 10.28 pav.), aukšto slėgio išleidimo taškas nuo purkštuko įleidimo angos atskiriamas atstumu, lygiu vienam vamzdyno skersmeniui, o žemo slėgio išleidimo taškas paimamas virš purkštuko išleidimo angos ties vieno dujotiekio skersmens atstumas nuo įleidimo antgalio angos, jei purkštukai turi didelę β reikšmę (β>0,25), arba pusantro purkštuko gerklės skersmens nuo purkštuko įleidimo angos, jei purkštukai su mažu β santykiu (β
Įprastame antgalyje, parodytame Fig. 10.29, antgalio gerklėje išgręžiamos slėgio sriegimo angos. Aukštas slėgis imamas taške, kuris nuo purkštuko įleidimo angos yra atskirtas atstumu, lygiu vienam dujotiekio skersmeniui. Antgalio žiočių sienelėje 0,15 gerklės skersmens atstumu nuo purkštuko išleidimo angos išgręžiama skylė žemo slėgio mėginiams paimti. Šis slėgio matavimo metodas leidžia valdyti tikrąjį slėgį purkštuko kameroje. Purkštuko angoje išgręžtos skylės yra naudingos, jei antgalis susisiekia su atmosfera.

Ant pav. 10.30 parodyti du būdai, kaip paimti slėgį iš siaurinimo įtaiso ties purkštuko flanšo ir dujotiekio vidinio paviršiaus sąsaja. Diagramoje, esančioje paveikslo viršuje. 10.30 pavaizduota žiedinė kamera, susisiekianti su vidine dujotiekio ertme su žiedine plyšiu (plotis ne didesnis kaip 0,02D) arba keliomis angomis, tolygiai paskirstytomis išilgai dujotiekio perimetro. Toks žiedinių kamerų išdėstymas leidžia impulsinius vamzdžius gręžti tiesiai per dujotiekio sienelę. Antrasis būdas (žr. 10.30 pav. apačią) yra išgręžti impulsų vamzdžių skyles kampu į slėgio čiaupą. Matmenys; skylės ir pasvirimo kampas parenkami taip, kad angos įvadinės dalies skersmuo po apdailos neviršytų 0,02 flanšo vidinio skersmens.

Slėgio ištraukimo per purkštuko gerklėje išgręžtas skyles metodas naudojamas palyginti retai, o tai paaiškinama: jungiamųjų vamzdžių tarp žemo slėgio kameros ir diferencinio slėgio matuoklio klojimo sudėtingumu. Be to, tokie matavimai kelia aukštus reikalavimus slėgio čiaupų paviršiaus švarai, nes srauto greitis juose pasiekia maksimalią vertę ir menkiausias šiurkštumas gali lemti dideles slėgio matavimo paklaidas. Slėgio mėginių ėmimo metodas naudojant impulsinius vamzdžius, sumontuotus kampu, pasižymi didžiausia paklaida, palyginti su kitais nagrinėjamais metodais. Be to, šiuo atveju svarbų vaidmenį vaidina ašinis skylės ilgis. Lengviausias būdas yra sumontuoti impulsinius vamzdžius, praleidžiamus per vamzdyno angas. Būtent toks atrankos būdas: inžinerinėje praktikoje dažniausiai naudojamas slėgis.

Norėdami nustatyti srautą, naudokite formulę (10.14).

Teorinis srauto nustatymo metodas pagal (10.14) formulę naudojamas labai retai. Įprastų purkštukų kalibravimas bandymų stende atliekamas ta pačia tvarka, kaip ir Venturi purkštukų gradavimas.

Įprastos diafragmos. Įprasta diafragma yra plonas plokščias diskas su koncentrine skyle. Vamzdyno, kuriame sumontuota diafragma, skersmuo turi buti didesnis nei diafragmos angos skersmuo (10.32 pav.). Dujotiekiu pratekėjęs skysčio srautas patenka į diafragmą, kuri susiaurina jos skerspjūvį. Kadangi srauto greitis angoje yra didesnis nei dujotiekyje, statinis slėgis ribotoje dalyje bus mažesnis nei slėgis vamzdyne prieš angą. Šis slėgio skirtumas gali būti konvertuojamas į greičio arba srauto dydžius.

Diafragmos yra koncentrinės, ekscentrinės ir segmentuotos. Koncentrinėse diafragmose diafragmos ir dujotiekio angos ašys sutampa. Ekscentrinėse diafragmose skaitiklio ašis yra tokia pati kaip dujotiekio skersmuo. - Segmentinis ir ekscentrinis yra apskritimo segmentas, kurio skersmuo maždaug toks pat kaip dujotiekio skersmuo. Segmentinės ir ekscentrinės diafragmos naudojamos tik esant ypatingoms aplinkybėms, kurioms reikia ypatingų sąlygų (pavyzdžiui, visiškai nusausinti dujotiekį), todėl šios diafragmos toliau nenagrinėjamos.

Yra penki skirtingi būdai, kaip paimti spaudimą iš įprastų diafragmų.

1. Per flanšus vedami impulsiniai vamzdžiai. Šiuo atveju flanšo išleidimo angos ašis aukšto slėgio pusėje turi būti 2,54 cm atstumu nuo priekinio diafragmos paviršiaus, o flanšo išleidimo angos ašis žemo slėgio pusėje turi būti 2,54 cm atstumu. cm nuo priešingo diafragmų paviršiaus (žr. apatinę dalį 10.32 pav.).

2. Slėgis imamas taškuose, atskirtuose nuo diafragmos atstumais, lygiais vienam skersmeniui ir pusei dujotiekio skersmens. Aukšto slėgio pusėje atstumas tarp impulsinio vamzdžio ašies ir priekinio diafragmos paviršiaus turi būti lygus vienam vamzdyno skersmeniui, o žemo slėgio pusėje – pusei dujotiekio skersmens nuo to paties diafragmos paviršiaus. Šie atstumai išlieka pastovūs visoms reikšmėms (žr. 10.32 pav. viršuje).

3. Impulsinis vamzdelis įvedamas į susiaurėjusią srauto sekciją trumpiausiu atstumu nuo diafragmos galinio paviršiaus. Dukrai paimamas aukštas spaudimas; atstumu nuo priekinio diafragmos paviršiaus atstumu, lygiu 1/2-2 dujotiekio skersmenų; paprastai šis atstumas lygus vienam dujotiekio skersmeniui. Atliekant žemo slėgio mėginių ėmimą, impulsinis vamzdelis įkišamas į susiaurintą srauto sekciją mažiausio slėgio taške; statinio slėgio pokyčio už diafragmos pobūdis išreiškiamas kreivėmis, parodytomis fig. 10.33.

4. Impulsiniai vamzdeliai įvedami į dujotiekio sujungimo su diafragma taškus. Slėgis imamas ir prieš diafragmą, ir po jos, dujotiekio vidinės sienelės ir diafragmos disko sandūrose. Impulsinių vamzdžių sujungimo su šiuo matavimo metodu parinktys parodytos fig. 10.30 val. Visų tipų siaurinimo įtaisams šios parinktys yra vienodos.

5. Išilgai dujotiekio sumontuoti impulsiniai vamzdžiai. Šiuo atveju slėgis matuojamas tuose taškuose abiejose diafragmos pusėse, kur srautas yra pastovus. Tiesą sakant, taip nustatoma neatkuriamo slėgio praradimo diafragmoje reikšmė. Slėgiai matuojami 272 vamzdyno skersmenų atstumu prieš ir 8 vamzdyno skersmenis už priekinio diafragmos paviršiaus. Šis slėgio mėginių ėmimo metodas naudojamas palyginti retai, nes šiuo atveju išmatuotas slėgio kritimas mažiau atspindi srauto pokyčius, palyginti su kitais išvardytais metodais. Dėl to didelė paklaida rodmenyse matavimų metu.

Apskaičiuota koncentrinių angų srauto formulė yra tokia:

Santykį tarp Q ir P 1 -P 2, kai anga veikia tam tikromis sąlygomis, galima nustatyti bandymų stende, naudojant kitą tiesioginio tūrio matavimo prietaisą, kaip aprašyta pirmiau dėl Venturi antgalio. Grafikas, gautas kalibruojant; praktiniams matavimams naudojama slėgio kritimo Р 1 -Р 2 priklausomybė nuo srauto Q.

Venturi purkštukų, normalių purkštukų ir angų lyginamoji analizė. Ant pav. 10.35-10.37 parodytos statinio slėgio pasiskirstymo kreivės, sudarytos remiantis eksperimentiniais duomenimis, kai vamzdyne sumontuoti įprasti purkštukai, Venturi purkštukai ir normalios diafragmos. Didžiausias slėgio kritimas pastebimas diafragmoje, mažiausias - Venturi antgalio, o vidutinis - įprastas purkštukas. Kuo didesnis slėgio kritimas, tuo didesni energijos nuostoliai, susiję su sūkurių susidarymu ir srauto trintimi į dujotiekio sieneles. Taigi neatkuriami slėgio nuostoliai Venturi antgalyje yra daug mažesni nei purkštukuose ir diafragmose. Ant pav. 10.38 parodytos įprastų angų įtaisų slėgio nuostolių kreivės, išreikštos slėgio kritimo vertės procentais, kaip β funkcija, purkštuko gerklės arba diafragmos angos ir vamzdyno skersmenų santykis. Kaip ir tikėtasi, visų tipų susiaurėjimo įtaisams slėgio nuostoliai yra mažesni, tuo didesni β, nes didėjant β, srauto greitis ir turbulencija mažėja. Aukščiau pateikti grafikai taip pat rodo, kad slėgio nuostoliai Venturi antgaliuose yra daug mažesni nei purkštukuose ar diafragmose, o tai yra; Pagrindinis Venturi antgalio privalumas.

Venturi purkštukai pasižymi dideliu matavimo tikslumu ir nereikalauja dažno kalibravimo kaip įprasti purkštukai ar diafragmos, nes yra atsparesni dilimui, o tai ypač svarbu dirbant su skysčiais, kuriuose yra mechaninių priemaišų. Tačiau Venturi purkštukai reikalauja žymiai daugiau montavimo vietos ir yra brangesni. Kalbant apie kainą, atsparumą dilimui, statinio slėgio pasiskirstymo pobūdį ir reikiamą tiesios dujotiekio atkarpos ilgį, įprasti purkštukai užima tarpinę padėtį tarp Venturi purkštukų ir diafragmų. Svarbi sąlyga norint gauti gerų rezultatų taip pat yra kruopštus įprastų purkštukų montavimas vamzdynuose. Diafragmas gana lengva montuoti ir joms nereikia ilgos tiesios dujotiekio atkarpos, tačiau jos greitai susidėvi ir jas reikia dažnai kalibruoti. Dėl mažo mechaninio stiprumo jie dažnai sugenda esant staigiems slėgio pokyčiams. Tuo pačiu metu diafragmos yra pigesnės nei visi svarstomi sutraukiantys įtaisai, todėl jos plačiai naudojamos.

Išcentriniai srauto matuokliai. Kreivinės vamzdyno atkarpos, kuriose pasireiškia išcentrinių jėgų veikimas skysčio sraute, taip pat gali būti naudojamos srauto matavimui. Veikiant išcentrinėms jėgoms, srautas išspaudžiamas į išorinę išlenktos sekcijos sieną, todėl slėgis išorinei išlenktos sekcijos sienelei bus didesnis nei vidinėje. Slėgio skirtumas, išmatuotas dviejuose srauto skerspjūvio taškuose, gali būti konvertuojamas į greičio reikšmes. Ant pav. 10.39 ir 10.40 schematiškai pavaizduoti šiuo principu veikiantys debitmačiai. Vienas iš jų pagamintas ant dujotiekio alkūnės, o kitas yra kilpos formos vamzdis. Kampinis srauto matuoklis paplito, nes jį lengviau pagaminti, jis niekada neužsikemša ir gali ilgai veikti be perkalibravimo iki reikiamo tikslumo. Pastarasis paaiškinamas padidėjusiu kampinio srauto matuoklio atsparumu dilimui. Impulsiniai vamzdeliai slėgio mėginiams paimti yra išdėstyti išilgai bendrosios alkūnės išorinės ir vidinės sienelių lenktų atkarpų simetrijos ašies (žr. 10.39 pav.).

Pito vamzdžiai. Pitot vamzdžiai taip pat yra tarp debitmačių, veikiančių kintamo slėgio skirtumo matavimo principu. Paprastai jie naudojami dujų srauto matavimams, tačiau Pitot vamzdžiai taip pat gali būti naudojami skysčio srauto matavimams. Pito vamzdis susideda iš dviejų kamerų (10.41 pav.) – vidinės ir išorinės. Vidinė kamera atviru galu nukreipta į išmatuotos medžiagos srautą; išorinėje kameroje yra numatyta anga, kurios ašis statmena judančio srauto krypčiai. Slėgis Pitot vamzdžio vidinėje kameroje yra statinio ir dinaminio srauto slėgių suma (visa aukštis); išorinėje kameroje matuojamas tik statinis slėgis. Slėgio kritimą, išmatuotą dviejose kamerose, iš tikrųjų dinamiškai lemia srauto slėgis ir jis yra susijęs su srauto greičiu.

Matematiškai bendras slėgis P t yra dinaminio slėgio P d ir statinio slėgio P S suma:

Masė ir svoris yra susiję taip:

Atlikę paprastas transformacijas gauname

Srauto kinetinė energija lygi dinaminiam slėgiui. Todėl (10.16) lygtį galima parašyti taip:

Paprastai Pitot vamzdeliai yra pagaminti iš mažo skersmens, kad būtų sumažinta matuojamos terpės nehomogeniškumo įtaka. Pito vamzdžiai matuoja greitį bet kuriame srauto skerspjūvio taške, o srauto greitis kinta visame skerspjūvyje, todėl nustatomas vidutinis srauto greitis, kuris paprastai yra apie 0,83 didžiausio greičio (Beckwith ir Buck, 1961). Pito vamzdis montuojamas išilgai dujotiekio ašies, o srauto greitis matuojamas sekcijos centre. Šią reikšmę padauginus iš 0,83 (pataisos koeficientas), gaunamas vidutinis srauto greitis, kuris pakeičiamas į tęstinumo lygtį. Lygčių sistemos sprendimas duoda srauto greitį.

Pitot vamzdžiai turi būti sumontuoti prieš judantį srautą, kad jie reaguotų į dinaminį slėgį. Kampas tarp judančio srauto ašies ir Pito vamzdžio ašies (nukrypimo kampas) turi būti lygus nuliui, kitaip atsiras reikšmingų klaidų.

Kintamo slėgio skirtumo srauto matavimo prietaisai buvo aptarti nesuspaudžiamiems skysčiams, tokiems kaip gėlas arba sūrus vanduo. Visi jie taip pat gali būti naudojami matuoti suspaudžiamas terpes, tokias kaip oras, tačiau šiuo atveju į darbo srauto formulę įvedamas pataisos koeficientas, kuris atsižvelgia į suspaudžiamumo poveikį, kai oras praeina per sutraukiamąjį įtaisą. Suspaudžiamų skysčių svarstymas nebuvo įtrauktas į autoriaus užduotį, todėl šiuo klausimu besidomintys skaitytojai gali remtis Amerikos mechanikos inžinierių draugijos išleistu darbu „Srauto matuokliai. Teorija ir taikymas“ (1959).

Pastovaus diferencinio slėgio debitmačiai

Rotacinis srauto matuoklis. Tarp prietaisų, veikiančių srauto matavimo esant pastoviam slėgio perkryčiui principu, yra sukamasis srauto matuoklis. Šiuo atveju srauto skerspjūvis yra kintamas, o slėgio kritimas išlieka pastovus visais srautais. Pagal rodmenų perdavimo būdą rotometras, parodytas fig. 10.42 nurodo rotametrus su tiesioginiu rodymu tiesine skale. Prietaisas susideda iš vertikalaus, kūgiškai besiplečiančio permatomo vamzdelio ir jame laisvai judančios „plūdės“. Kadangi "plūduriuojančios" medžiagos tankis yra didesnis nei skysčio tankis, pavadinimas "plūdė" yra savavališkas. Prietaiso vamzdis turi būti sumontuotas griežtai vertikaliai. Išmatuotos medžiagos srautas patenka per siaurą vamzdžio įleidimo dalį ir teka iš apačios į viršų. Plūdę veikia dvi jėgos: jos gravitacija ir tėkmės veikimo sukeliama pakėlimas. Plūdė kyla tol, kol šios jėgos bus subalansuotos. Nuo šio momento plūdė kabo tam tikrame aukštyje. Ant vamzdžio paviršiaus uždedama skalė, kuri leidžia nustatyti tikslią plūdės padėtį skalės pradžios atžvilgiu. Kadangi plūdės aukštis yra srauto matas, svarstykles galima kalibruoti tiesiogiai litrais per minutę arba kitais srauto vienetais, tačiau dažniau naudojamas skalės klasifikavimo be matmenų vienetais nuo 0 iki 100 metodas. konvertuojamos į faktines srauto vertes naudojant kalibravimo kreives.

Matematiškai skysčio, einančio per rotametrą, srautą galima išreikšti taip (Schoenborn ir Colburn, 1939):

1 indeksas reiškia skystį, 2 indeksas – plūdę.

Srauto koeficiento C vertė turėtų būti nustatyta empiriškai konkrečiam skysčiui ar dujoms, su kuriomis bus naudojamas rotametras. Rotametrų kalibravimas gali būti atliekamas naudojant bandomąjį matuoklį su srauto matavimu tiesioginiu matavimu arba naudojant kitą kalibruotą srauto matuoklį, kaip aprašyta. Sukurta kalibravimo kreivė yra plūdės padėties aukščio, stebimo rotametro skalėje, priklausomybė nuo srautų, neviršijančių reikiamų matavimo ribų. Paprastai rotametrams ši priklausomybė išreiškiama taip: tiesia linija.Toliau nustatykite plūdės padėtį prietaiso skalėje ir, naudodami kalibravimo kreives, nustatykite tinkamą srautą.

Būtina sąlyga norint gauti patikimus matavimus yra griežtai vertikalus rotametro montavimas. Rotametrai negali būti naudojami skysčių, kuriuose yra daug mechaninių priemaišų, ypač didelių dydžių, tėkmės greičio matuoti, taip pat nepermatomiems skysčiams. Aukštos temperatūros ir slėgio skysčių srauto matavimo prietaisai yra labai brangūs. Tačiau rotametrai turi daug privalumų, palyginti su kitais srauto matuokliais. Tai apima: linijinės skalės, apimančios visą prietaiso matavimo diapazoną, patogumą ir nuolatinį slėgio kritimą visais srautais. Prietaiso matavimo ribas lengva keisti, tam pakanka paimti kitą vamzdelį ar plūdę. Rotametrai ypač patogu matuoti korozinių skysčių, tokių kaip sūrus vanduo, srautą, nes paviršiai, besiliečiantys su išmatuojama medžiaga, gali būti pagaminti iš bet kokios medžiagos, pavyzdžiui, stiklo, plastiko ir kt. Plūdė pagaminta arba visiškai iš metalo arba padengtas plastikiniu apvalkalu. Korozijai atsparių medžiagų naudojimas padidina įrenginio kainą. Veikimo metu galite stebėti srautą.

Panardinamas stūmoklinis srauto matuoklis

Specialūs srauto matuokliai

Srauto matavimo metodas naudojant karšto laido anemometrus yra gana patogus ir užtikrina aukštą matavimo tikslumą. Tačiau jo taikymo sritis yra ribota dėl itin didelio šildomo laido trapumo. Vieliniai termoanemometrai pirmiausia skirti dujų srautui matuoti ir tik išskirtiniais atvejais naudojami skysčių srautui matuoti.

Turbininiai skaitikliai. Prietaisų komplekte yra sparnuotė arba sraigtas ir skaičiavimo įtaisas, kuris sparnuotės sukimosi greitį paverčia impulsais (10.44 pav.). Turbinos sukimosi greitis yra proporcingas išmatuoto srauto greičiui, nes mentės yra sumontuotos ant jos korpuso tam tikru kampu sukimosi ašies atžvilgiu, o turbinos sukimosi ašis sutampa su srauto kryptimi. 10.45 paveiksle pavaizduotas pramoninis pavyzdys su vamzdiniais srauto lygintuvais ir elektromagnetiniais prietaisais, kurie suvokia turbinos sukimąsi.Šis prietaisas tinka debitams matuoti didelio skersmens vamzdynuose, atviruose kanaluose, upėse, taip pat matuoti srovių greitį Vandenynuose ir ežeruose. Yra daugybė turbininių matuoklių variantų – nuo ​​taurės tipo prietaisų, kuriuos meteorologai naudoja vėjo greičiui nustatyti, iki pavyzdžio, parodyto 10.45 pav. Srauto matavimams atviruose kanaluose, upėse, ežeruose ir vandenynuose – šio pavyzdžio modifikacija. naudojamas, kuris turi standžiai prie debitmačio išorinio paviršiaus pritvirtintą plokštę, lygiagrečią sparnuotės sukimosi ašiai. Šio paprasto prietaiso paskirtis – išlaikyti srautą. metras tam tikroje padėtyje, kai sparnuotės sukimosi ašis lygiagreti srautui. Veikiant srautui, plokštė nuolat sukasi, stengdamasi užimti tokią padėtį, kurioje jos pasipriešinimas tekėjimui būtų mažiausias.

Turbininiai debitmačiai plačiai pritaikomi atliekant matavimus nestacionariomis sąlygomis, nes, užtikrindami pakankamą matavimo tikslumą, yra mechaniškai patvarūs, lengvai valdomi ir nereikalauja sudėtingų registravimo prietaisų. Kitas šio įrenginio pranašumas yra maža kaina. Pramoninių prietaisų matavimo paklaida neviršija 0,5 % viršutinės matavimų ribos.

Elektromagnetiniai debitmačiai Elektromagnetinių debitmačių principas (10.46 pav.) yra toks, kad judanti terpė, kurios elektrinis laidumas turi būti bent minimalus, laikoma laidininku, judančiu magnetiniame lauke. Vamzdynas įrengiamas magnetiniame lauke taip, kad tekėjimo kryptis būtų statmena magnetinio lauko linijoms. Skystyje sukeltas EML nukreipiamas statmenai magnetinio lauko linijoms ir skysčio srautui. EMF pašalinamas dviem elektrodais, kurie nukreipia gautą signalą į potencialų skirtumą matuojantį įrenginį.

Pagal Faradėjaus dėsnį, indukuoto emf vertė

Kadangi pati terpė laikoma judančiu laidininku, skystyje sukeltas EML yra proporcingas srauto greičiui.

Yra dvi pagrindinės elektromagnetinio srauto matuoklio modifikacijos. Viename iš jų vamzdžiu, pagamintu iš stiklo, plastiko ar kitos nelaidžios medžiagos, praleidžiamas mažo elektros laidumo skystis. Elektrodai yra įmontuoti į dujotiekio sieneles ir tiesiogiai liečiasi su skysčiu. Šio tipo įrenginiai skleidžia silpną signalą, kurį reikia sustiprinti. Antrasis variantas, skirtingai nei pirmasis, numato elektrodų išdėstymą ant išorinės dujotiekio sienelės, pagamintos iš elektrai laidžios medžiagos. Šiuo atveju skystis taip pat turi turėti didelį elektros laidumą (pavyzdžiui, skystas metalas) – tai sąlyga, būtina šio tipo srauto matuoklių veikimui. Šioje sistemoje nėra tiesioginio skysčio ir elektrodų kontakto. Prietaiso naudojimas nereikalauja iš naujo įrengti esamą vamzdyną ir nesukelia techninių sunkumų montuojant. Paprastai tokio srauto matuoklio išvesties signalas yra didesnis; tuo didesnis išmatuoto skysčio elektrinis laidumas ir gali būti perduodamas tiesiai į įrašymo įrenginį be išankstinio stiprinimo.

Pagrindinis visų tipų elektromagnetinių srauto matuoklių trūkumas yra jų didelė kaina. Tačiau šį trūkumą kompensuoja įrenginio, kuriame nėra judančių dalių, patikimumas. Šio tipo debitmačių matavimų tikslumas yra gana didelis.

Ultragarsiniai srauto matuokliai. Šie skaitikliai naudoja 100 Hz ultragarso virpesius (Beckwith ir Buck, 1961). Ant dujotiekio kelių centimetrų intervalais montuojami pjezoelektriniai arba magnetostrikciniai elementai, kurių vienas tarnauja kaip ultragarso skleidėjas, kitas – kaip imtuvas. Ultragarso bangos sklinda per skystį skirtingu greičiu, priklausomai nuo to, ar garso sklidimo ir skysčio srauto kryptys sutampa, ar yra priešingos. Jutiklio registruojamas iš imtuvų sklindančių virpesių fazių skirtumas yra proporcingas skysčio greičiui. Grandinės jautrumą galima padidinti automatiškai pakeičiant poros pjezoelektrinių elementų funkcijas priešingomis. Spartus periodinis emiterio ir imtuvo poros funkcijų pasikeitimas (iki 10 kartų per sekundę) suteikia galimybę išmatuoti ultragarsinių virpesių fazių poslinkį, nukreiptą vienu metu prieš srovę ir pasroviui Ultragarsinių virpesių dažnių skirtumo išėjimo impulsas yra dvigubai didesnis, palyginti su pagrindine grandine esant tokiam pačiam srautui.

Srauto matavimas atviruose kanaluose

užtvankos. Vandens tekėjimo kliūtis, per kurią vyksta vandens perpildymas, vadinama išsiliejimu. Jis gali turėti įvairių formų išpjovas. Ant pav. 10.47 rodo vieną iš užtvankų. Kadangi užtvankos naudojamos tik atviruose kanaluose, jas galima naudoti tik skysčių srautui matuoti. Dauguma užtvankų inžinerinėje praktikoje yra skirti vandens srautui matuoti, ir tik keli iš jų, kaip taisyklė, laboratorinėmis sąlygomis yra naudojami kitų skysčių srautui matuoti.

Užtvankų tipai ir dizainai yra labai įvairūs. Užtvankos su aštria briauna (t. y. užtvankos, išilgai išpjovos perimetro pritvirtintas metalinis lakštas su aštriu kraštu) pagal sienoje esančios skylės formą skirstomos į stačiakampius, trikampius (V formos) užtvankas. , apvalios ir specialios sekcijos. Specialūs išsiliejimo takai apima trapecijos ir parabolines dalis. Šie profiliai užtikrina, kad srautas būtų pastovus arba kad srautas būtų tiesiogiai proporcingas slėgiui.

Ant pav. 10.48 parodyti pagrindiniai išsiliejimo matmenys. Užtvankos slenkstis (arba ketera) yra apatinė užtvankos pjūvio pusė. Slenksčio ilgis L matuojamas kaip atstumas tarp plyšio šoninių sienelių (žr. 10.48 pav.). Stačiakampio atkarpos slenksčio ilgis yra lygus užtvankos pjūvio pločiui. Trikampio skerspjūvio išsiliejimo vamzdyje slenksčio ilgis artėja prie nulio. Užtvankos statinė aukštis h – atstumas nuo užtvankos keteros iki aukščiausio laisvo vandens paviršiaus lygio, matuojamas virš užtvankos (žr. 10.48 pav.), nes laisvasis paviršius pradeda smukti dar prieš užtvanką.

Vandens srautas, praeinantis per užtvanką, vadinamas plokščia srove už užtvankos. Esant pakankamam srautui ir kritimui tarp išsiliejimo viršūnės ir horizonto pasroviui, erdvė po srove susisiekia su atmosfera. Tokia srovė vadinama laisva arba neužtvindyta. Laisvos srovės galvutės vertę lemia daugybė veiksnių, įskaitant užtvankos krašto aštrumą, keteros storį ir kt. Nustatyta, kad ši vertė turėtų būti nuo 1 iki 3 cm (ASME, 1959). Jei atstumas tarp slenksčio keteros ir horizonto žemiau užtvankos yra nepakankamas, erdvė po srove yra izoliuojama nuo atmosferos ir srovė prilimpa prie užtvankos sienelės. Tokia srovė vadinama užstrigusia arba užtvindyta.

Jei užtvankos ilgis mažesnis už kanalo Lk plotį (žr. 10.48 pav.), tokia užtvanka vadinama užtvanka su šoniniu suspaudimu, o per šią užtvanką pratekanti srovė – suspausta srove. Esant suspaustam srautui, matuojama ekstremalių srautų skysčio dalelių, tekančių į užtvankos išpjovą iš kanalo šoninių sienelių, judėjimo kryptis. Šiuo atžvilgiu, kai skystis teka per užtvanką, iš karto už užtvankos atsiranda plokščios srovės šoninė deformacija arba „srauto suspaudimas“. Kadangi srauto suspaudimas atsispindi sraute, į jį atsižvelgiama atliekant skaičiavimus taikant atitinkamą pataisą. Galima užtikrinti, kad tekančios briaunos srautai nesuspaustų srauto skerspjūvio. Tai įmanoma, jei skirtumas tarp kanalo pločio L c ir slenksčio ilgio L w yra bent 4 kartus didesnis už didžiausią numatomą aukštį. Matematiškai ši sąlyga gali būti išreikšta tokia formule:

Į srauto skerspjūvio deformaciją vertikalioje plokštumoje ir kai kuriuos kitus veiksnius atsižvelgiama taikant bematį koeficientą C, kuris įvedamas į teorinės srauto vertės nustatymo formulę ir yra santykis.

Taigi, stačiakampio išsiliejimo tako darbinio srauto formulė įgauna formą

Šis stačiakampio užtvankos matavimo metodas turi du apribojimus. Pirma, esant per dideliems srautams, srauto greičio padidėjimas pradeda reikšmingai atsispindėti slėgio vertėje, todėl ant išsiliejimo tako išmatuota slėgio vertė turi būti pakoreguota pagal dinaminę aukštį v 2 / 2g (v yra srauto greitis kanalas), kuris pridedamas prie vandens slėgio. Antra, stačiakampio formos užtvankos slenkstis turi būti bent 15 cm ilgio (ASME, 1959). Esant mažesnėms slenksčio ilgio vertėms, pastebimas įeinančių šoninių srautų maišymasis. Esant per mažam srautui, dėl kurio sunku laisvai perpilti skysčio stačiakampiuose užtvankose, kurių slenkstinis ilgis 15 cm, geriau naudoti trikampius užtvankas, kurios tokiais atvejais duoda geresnių rezultatų.

Praktiniams skaičiavimams naudojama srauto formulė gaunama iš (10.27) lygties, atsižvelgiant į koeficientą C, į kurį įeina konstantos (2/3 ir √ 2g):

Lygtis (10.29) yra pagrindinė stačiakampio užtvankos srauto formulė, gauta neatsižvelgiant į srovės sekcijos šoninį suspaudimą (t. y. su sąlyga, kad slenksčio ilgis yra lygus kanalo pločiui). Inžinerinėje praktikoje, norint ištaisyti šį koeficientą, daroma prielaida, kad efektyvusis užtvankos slenksčio ilgis yra 0,1 h kiekvienoje pusėje mažesnis už tikrąjį ilgį. Taigi, išsiliejimo su dvišaliu šoniniu suspaudimu efektyvusis slenksčio ilgis L w yra 0,2 h mažesnis už tikrąjį ilgį. Paskutinė sąlyga įvedama į srauto formulę (10.29), kuri dabar galutinėje formoje atrodys taip:

Srauto formulė trikampei užtvankai su stačiu kampu viršuje

Užtvankų privalumai ir trūkumai. Pagrindiniai užtvankų privalumai: didelis matavimo tikslumas; dizaino paprastumas ir minimali priežiūra; mažų dydžių mechaninės priemaišos gali laisvai prasiskverbti per užtvanką, nedarant įtakos srauto greičiui; ilgas tarnavimo laikas.

Užtvankos turi šiuos pagrindinius trūkumus: dideli slėgio nuostoliai sistemoje; galimybė užsikimšti dideliais intarpais, o tai turi įtakos vartojimo charakteristikoms ir reikalauja valymo, kuris paprastai atliekamas rankiniu būdu; matavimo tikslumo sumažėjimas keičiant kanalo dugno formą į išsiliejimą arba susikaupus reikšmingai aliuvinėms nuosėdoms.

Srauto gylio matavimas. Norint nustatyti srauto greitį naudojant užtvankas ir dūmtraukius, būtina nustatyti srauto gylį. Jis matuojamas mažiausiai 4h atstumu nuo užtvankos priekinės sienelės, t.y. prieš pradedant žeminti paviršiaus lygį. Paprastai gyliui matuoti naudojamas kablio gylio matuoklis, nes šis prietaisas yra labai tikslus. Gylio matuoklio (geriausia su buku kūgiu) kabliukas, sujungtas su kilnojamomis svarstyklėmis, iškeliamas iš vandens, kol jo galas pasirodo vandens paviršiuje. Judanti skalė, judanti pagal fiksuotą gylio indikatorių, rodo gylį matavimo taške. Didesniame gylyje turėtumėte naudoti šio įrenginio modifikaciją, kuri skiriasi tuo, kad gylio indikatorius savo ruožtu yra aprūpintas nonija, kuri leidžia padidinti matavimų tikslumą.

Yra keletas kitų gylio matuoklių variantų, tiek su tiesioginiais rodmenimis, tiek veikiantys kartu su įrašymo įrenginiais. Matavimo rinkinyje yra lygio jutiklis - įprasta plūdė arba prietaisas, jautrus slėgio pokyčiams, rodmenų skalė arba registratorius ir laikrodžio mechanizmas (įrašo tipo įrenginiui). Lygio jutikliai buvo išsamiai aprašyti aukščiau.

Kadangi skystis nepertraukiamai juda kanaluose su užtvankomis ar dujomis, matuojant gylį dažnai patartina naudoti specialias kameras, kuriose skystis bus ramybės būsenoje. Raminamoji kamera – tai vamzdžio gabalas arba dėžutė, anga sujungta su judančia srove. Ramybės kameros viduje vanduo pakyla iki lygio, atitinkančio upelio gylį. Mažas paviršiaus plotas, esantis raminimo kameroje, yra nejudantis, todėl galima labai tiksliai išmatuoti gylį. Šis matavimo metodas duoda gerų rezultatų, jei stabdymo kameros paviršiaus plotas yra apie 100 kartų didesnis už angos, jungiančios šią kamerą su judančiu srautu, plotą (Israelsen ir Hansen, 1962).

Užtvankos operacija. Kanalo plotis ir kanalo gylis priešais užtvanką arba užtvankos dėžėje turi būti pakankamas, kad tėkmės greitis artėjant prie užtvankos neviršytų 15 cm/s. Išsiliejimo dėžė sumontuota taip, kad jos vidurio linija būtų lygiagreti srauto krypčiai. Išsiliejimas įrengiamas griežtai vertikaliai su aštria briauna link išsiliejančio upelio. Atstumas tarp apatinio užtvankos išpjovos krašto ir kanalo dugno turi būti 2–3 val., o užtvankų su dvišaliu šoniniu suspaudimu atstumas nuo užtvankos išpjovos šoninio krašto iki kanalo šoninės sienelės turi būti ne mažesnis kaip 2A. Norint gauti gerų rezultatų, vandens gylis virš užtvankos keteros turi būti ne mažesnis kaip 5 cm. Stačiakampio ir trapecijos formos užtvankose h reikšmė neturi viršyti trečdalio slenksčio ilgio. Priklausomai nuo krentančios srovės tipo, srauto greičiui nustatyti naudojami skirtingi metodai. Vandens srovė už užtvankos atrodys kaip laisva srovė bet kokiomis srauto sąlygomis, nebent užtvanka yra specialiai sukurta užtvindytam srovei gaminti. Gylio matuoklio skalė turi būti sureguliuota taip, kad jos nulis sutaptų su slenksčio lygiu. Tai galima padaryti naudojant dailidės lygį arba lygį. Eksploatuojant užtvankas, būtina stebėti kanalo dugno būklę po užtvankos ir išlaikyti pirminę formą.

Vandens padėklai. Parshell flumes. Srauto greičio matavimo su Parshell tėkmėmis metodas pagrįstas vandens kiekio, tekančio per susiaurėjusią kanalo atkarpą, matavimu, o statinis aukštis iš dalies paverčiamas dinamine. Parshell kanalas sumažina srauto skerspjūvį horizontalia kryptimi, o tuo pačiu metu kanalo apačioje yra ruožas su nuolydžiu (10.53 pav.). Statinė galvutė matuojama nejudančioje kamerose A ir B. Esant laisvo skysčio srauto sąlygoms (t. y. kai B kameros statinė galvutė sudaro 60 % ar mažiau statinės galvutės A kameroje), gerų rezultatų galima gauti matuojant statinę galvutę. tik kameroje A. Lentelėje. 10.5 paveiksle pavaizduoti įvairių statinių galvučių srautai kameroje A esant laisvai skysčio tekėjimui Parshell kanale. Jei slėgis apatinėje kameroje B yra 70% ar daugiau, tai iškraipys matavimą viršutinėje kameroje. Tuo pačiu metu galima pasiekti pakankamai aukštą tikslumą net ir esant užtvindymo vertėms iki 90%, jei statinis aukštis matuojamas abiejose kamerose L ir B ir pataisoma pagal kameroje A gautą vertę. yra paskelbti specialiose lentelėse (Israelsen ir Hausen, 1962).

Dūmų matavimo tikslumui įtakos turi keli veiksniai, įskaitant tinkamą pasirinkimą ir montavimą, priežiūros lygį ir statinio galvutės matavimo tikslumą. Vandens nuotėkio pasirinkimas apima jo dydžio nustatymą, atsižvelgiant į konkrečias naudojimo sąlygas. Sprendžiant šią problemą, pateikiami didžiausi ir mažiausi debitai bei didžiausi leistini statiniai slėgio nuostoliai, kurie priklauso nuo kanalo hidraulinio nuolydžio ir antvandeninio borto aukščio (t. y. atstumo nuo vandens lygio iki viršutinio vandens lygio krašto). kanalo siena). Srauto judėjimas turi atitikti laisvo skysčio srauto reikalavimą.

10.1 pavyzdys. Parshell flume pasirinkimas. Pasirinkite dūmtraukį, kurio srautas yra nuo 0,2 iki 1,5 m 3 /s, su sąlyga, kad didžiausias slėgio nuostolis yra 18 cm, o srauto modelis atitinka laisvo skysčio srauto reikalavimą. Didžiausias leistinas gylis kanale yra 60 cm.

Sprendimas. Kadangi didžiausias leistinas srauto gylis prieš vandens skaitiklio kanalą yra 60 cm, statinis aukštis h a, išmatuotas šioje debito atkarpoje, negali viršyti 60 cm. Pagal lentelę. 10.5 galima pastebėti, kad esant 60 cm ar mažesnei galvutei ir 1,5 m/s debitui, reikalingas kanalas, kurio burnos plotis ne mažesnis kaip 180 cm.

Pageidautina išlaikyti laisvo skysčio tekėjimo režimą. Tam būtina, kad apatinės kameros užtvindymo laipsnis neviršytų 60% viršutinės kameros užtvindymo; kitaip tariant, galvos praradimas turi būti ne mažesnis kaip 40 % statinio slėgio ha, išmatuoto prieš srovę. Dėl hidraulinio kanalo nuolydžio ir reikalavimų vandens paviršiui didžiausias slėgio nuostolis neturi viršyti 18 cm. ).

Žemiau pateikiamos vandens tėkmės žiočių pločio vertės, priklausomai nuo statinio aukščio vertės prieš srovę maksimaliam debitui (1,5 m 3 /s).

Vandens gylis, išmatuotas viršutinėje kameroje pasirinktam vandens takui, neturi viršyti 60 cm.Todėl slenksčio aukštis bus 60 cm - slėgio nuostolis esant didžiausiam srautui = palangės aukštis;

60-16,8 \u003d 43,2 cm nuo dėklo dugno apatinės žymos.

Pageidautina, kad prieš kanalą būtų antvandeninis bortas. Kartais tam sumažinamas slenksčio aukštis, tačiau slenksčio per daug nuleisti nereikėtų, nes tai gali pažeisti laisvą skysčio tekėjimą.

Pramonė gamina standartinių dydžių vandens matavimo padėklus iš Parshell. Paprastai jie gaminami iš stiklo pluošto ar kitų panašių medžiagų. Tačiau kartais Parshell čiužinį reikia pagaminti vietoje. Lentelėje. 10.6 ir pav. 10.54 ir 10.55 rodomi visi standartiniai Parshell vamzdžių dydžiai. Jie gali būti pagaminti iš betono, plytų, medžio, metalo ar kitų medžiagų. Ypatingas dėmesys statant padėklus turi būti skiriamas pagrindinių matmenų laikymuisi.

Trapecijos formos tvoros. Šio tipo dūmtraukių schema parodyta fig. 10.56. Padėklas yra dirbtinai susiaurinta trapecijos formos skerspjūvio kanalo dalis plokščiu dugnu. Dėl srauto skerspjūvio susiaurėjimo jo greitis šioje atkarpoje didėja. Slėgio nuostoliai dūmuose yra tiesiogiai proporcingi tekančios medžiagos greičiui, todėl slėgio nuostoliai gali būti naudojami kaip srauto matas.

Šio tipo nuotakų takų indikacijos nepriklauso nuo vandens paviršiaus būklės pakeliui į jį. Tai leidžia išmatuoti srauto greitį, kuris svyruoja plačiame diapazone, esant santykinai nedideliam slėgio nuostoliui. Skirtingai nuo stačiakampių vandens skaitiklių takų, trapecijos formos vandens skaitiklių takams nereikia didelio gamybos tikslumo. Tuo pačiu metu trapecijos formos dūmų matavimo tikslumas yra šiek tiek mažesnis, o tai paaiškinama palyginti nedideliu slėgio kritimu. Pagrindinis šio tipo latakų kanalų privalumas yra tas, kad jo skerspjūvio forma sutampa su daugumos atvirų kanalų pagrindine skerspjūvio forma.

Trapecijos formos tėkmės greitis nustatomas pagal formulę (Robinson ir Chamberlain, 1960)

Koeficientas C priklauso nuo tekančio skysčio tipo, dūmų geometrinės formos, tėkmės greičio ir gylio. Šiuo atžvilgiu formulė (10.33) praktiškai taikoma ribotai. Trapecijos formos vamzdžiai turi būti individualiai sukalibruoti konkrečioms naudojimo sąlygoms.

Bibliografija

• ASME – Amerikos mechanikos inžinierių draugija (1959). Prietaisai ir aparatai. 5 dalis, Medžiagų kokybės matavimas. 4 skyrius, Srauto matavimas. ASME galios bandymo kodų priedas.
• Beckwith, T. G. ir N. Lewisas Buckas (1961). mechaniniai matavimai. Addb son-Wesley, Reading, Mass.
• Christiansen, J. E. (1935). Vandens drėkinimui matavimas. Kalifornijos Agr L kultūros eksperimentų stoties biuletenis 588.
• Ekmanas. Donaldas P. (1950). Pramoniniai instrumentai. Wiley, Niujorkas.
• Konservavimo praktikos inžinerijos lauko vadovas (1969). JAV Žemės ūkio departamentas, dirvožemio apsaugos tarnyba, Vašingtonas, D.C.
• Skysčių matuokliai, jų teorija ir taikymas, 5" leidimas (1959) Amerikos mechanikos inžinierių draugijos skysčių matuoklių tyrimo komiteto ataskaita. Amerikos mechanikos inžinierių draugija, Niujorkas.
• Frevertas. Richardas K., Glennas O. Schwabas, Talcottas W. Edminsteris ir Kennethas K. Barnesas (1962). Dirvožemio ir vandens tausojimo inžinerija, 3 spauda. Wiley, Niujorkas.
• Fribance, Austin E. (1962). Pramonės instrumentų pagrindai. McGraw Hill, Niujorkas.
• Israelsen. Orson W. ir Vaughn E. Hansen (1962). Drėkinimo principai ir praktika. Wiley, Niujorkas.
• Kingas, Horace'as W., Chesteris O. Wisleris ir Jamesas G. Woodburnas (1948). hidraulika. Wiley, Niujorkas.
• Nortonas, Harry N. (1969). Elektroninių matavimo sistemų keitiklių vadovas. Prentice Hall, Englewood Cliffs, N. J.
• Parshall, R. L. (1950). Vandens matavimas drėkinimo kanaluose su Paršalo kanalais ir mažomis užtvankomis. JAV Žemės ūkio departamentas, aplinkraštis Nr. 843, Vašingtonas, D.C.
• Robinsonas, A. R. (1959). Trapecijos formos matavimo dūmai, skirti iškrovoms stačiuose trumpalaikiuose upeliuose nustatyti. Kolorado valstijos universiteto tyrimų fondas, Civilinės inžinerijos skyrius. Fort Collins.
• Robinsonas, A. R. (1968). Trapecijos formos srautai drėkinimo kanaluose matuoti. Žemės ūkio tyrimų tarnybos leidinys ARS 41-140, Vašingtonas, D.C.
• Robinsonas, A. R. ir A. R. Chamberlainas (1960). Trapecijos formos srautai atviro kanalo srauto matavimui. Amerikos žemės ūkio inžinierių draugijos sandoriai 3(2): 120-124.
• Schoenborn, E. M. ir A. P. Colburn (1939). Srauto mechanizmas ir rotametro veikimas. Amerikos chemijos inžinierių instituto sandoriai 35(3): 359.
• Streeteris, Viktoras L. (1962). skysčių mechanika. McGraw Hill, Niujorkas.
• JAV Žemės ūkio departamento Ūkininko biuletenis 813.

VANDENS MATUOKLIS

tiekiamo ar suvartoto vandens kiekio matavimo prietaisas. Vandentiekio vamzdžiai naudojami: 1) tūriniam, tekančio vandens kiekiui matuoti pakaitomis užpildant tam tikrą tūrį ir fiksuojant pripylimų skaičių (Fraget vandens skaitiklis); šie V. pateikia tiksliausią informaciją, tačiau jie yra sudėtingi; 2) greitaeigis, pastatytas remiantis principu, kad vamzdyje tekančio vandens kiekis yra proporcingas jo judėjimo greičiui; 3) Venturi vandens skaitikliai ir diafragmos, kurių veikimas pagrįstas tuo, kad tekančio vandens kiekis yra proporcingas slėgio skirtumui plačiose ir susiaurėjusiose įrenginio atkarpose. Geležinkelyje. vandentiekio, labiausiai paplitę yra greitieji Voltmann vandens skaitikliai, montuojami siurblinėse, o "menteliniai" skaitikliai - skirstomajame tinkle, prie vandens išdavimo punktų. W. Woltman susideda iš celiulioidinio rato 1, dedamas į kūną 2, perdavimo mechanizmas 3 ir skaitiklis 4. V. įkišamas į tiesias vandentiekio dalis. Kai vanduo juda vamzdynu, suktukas sukasi ir kiekvienas apsisukimas atitinka tam tikrą tekančio vandens tūrį. Sukamojo stalo sukimasis perduodamas į skaičiavimo mechanizmą, kuris parodo per vandens skaitiklį prabėgusio vandens kiekį. „Sparnuotasis“ V. nuo V. Voltmano skiriasi tuo, kad vietoje patefono turi irklentę, o vandens judėjimas nukreiptas statmenai rato ašiai.

• - tiekiamo ar suvartoto vandens kiekio matavimo prietaisas. Vandentiekio vamzdžiams V. naudojami: 1) tūriniai, matuojant tekančio vandens kiekį pakaitomis užpildant tam tikrą tūrį ir ...

  Techninis geležinkelių žodynas

• - sviedinys sunaudoto vandens kiekiui nustatyti bet kuriame vandens tiekimo tinklo taške. Vandens skaitiklių sistemų, kurių yra labai daug, galima suskirstyti į dvi kategorijas, priklausomai nuo vandens tiekimo į ...

  Enciklopedinis Brockhauso ir Eufrono žodynas

• - ; pl. rezervuaras/rys‚ R....

  Rusų kalbos rašybos žodynas

• - rezervuaras / r,...
• - šliuzas-rezervuaras/r,...

  susiliejo. Atskirai. Per brūkšnelį. Žodynas-nuoroda

• - VANDENS SKAITIS, -a, vyras. 1. Prietaisas, rodantis vandens lygį kai kuriuose. prietaisas. 2...

  Aiškinamasis Ožegovo žodynas

• - VANDENS SKAITIS, vandens skaitiklis, vyras. ...

  Ušakovo aiškinamasis žodynas

• Efremovos aiškinamasis žodynas

• - vandens skaitiklis I m Prietaisas vandens lygiui arba srautui matuoti. II m. Mažas vabzdys, priskiriamas vabzdžiui, plonu kūnu ir ilgomis kojomis, galintis greitai judėti vandeniu; vandens bėgikas...

  Efremovos aiškinamasis žodynas

• - ...

  Rašybos žodynas

• - ...