Расходометр - терминология и единицы измерения

Терминология и единицы измерения Расход количество вещества (объем, масса), проходящего в единицу времени через сечение трубопровода. Расходомер это прибор, который измеряет расход жидкости, пара или газа. Счетчик количества (счетчик) прибор, который измеряет объем вещества (массу) пара, жидкости или газа. Счетчик-расходомер это прибор, который измеряет количество и расход вещества (жидкости, газа, пара).

Вышеперечисленные термины используются в сочетании с названием измеряемых веществ, например: расходомер пара, расходомер воды со счетчиком, счетчик газа. устройство, которое непосредственно воспринимает расход (это может быть мембрана, диафрагма, напорная трубка сопло) и преобразует его в величину, удобную для измерения (к примеру, в перепад давления). прошедшего через устройство может измеряться единицах объема (м3, см3 ), в единицах массы (кг, тн, г ). Массовый расход вещества gm это расход массы в единицу времени (кг/с, кг/ч... ). вещества go это расход объема в единицу времени (м3/с, м3/ч... ). Величина объемного расхода газа приводится к стандартным показателям: температура = 293,15 К, давление = 760 мм рт. ст.

, так как количество вещества (газа, пара) в единице объема зависит от давления и температуры. Требования к расходомерам, ротаметрам, счетчикамТребования к расходомерам различаются в зависимости от приоритета решаемых задач. Можно выделить 7 основных характеристик расходомеров и счетчиков:1. Надежность2. Точность измерения3. Незначительная погрешность измерения при изменении плотности вещества4. Быстродействие прибора5. Широкий и очень широкий диапазон изменения6. Возможность измерения расхода в обычных и критических рабочих условиях7. Способность расходомеров (счетчиков) измерять потоки (расходы) различных веществК сожалению, приборы не могут сочетать в себе все вышеперечисленные требования одновременно. Поэтому при выборе расходомеров (счетчиков) потребитель будет исходить из приоритетности требуемых характеристик к измерению расхода (количества) вещества.

1. Надежность : время, в течение которого прибор безотказно работает и показывает изначальную точность. Это зависит от производителя и модели (типа) расходомера или счетчика и от условий его эксплуатации. Например, ротаметры финской компании Kytola рассчитаны на срок работы не менее 10 лет. Меньший срок службы у тахометрических счетчиков и расходомеров, так как у них движущийся ротор и высокая зависимость от чистоты измеряемой жидкости и ее смазыва\ющих характеристик.

Ряд тур\бинных расходомеров имеют 6-летний межповерочный период. 2. : принципиальная характеристика, особенно при измерении не мгновенного расхода, а массу или объем проходящего вещества Теперь погрешность в пределах 0,2-0,5 % считается нормой, хотя в прошлом погрешность 1,5-2 % была достаточной. 0,2-0,5 %-достаточно малая погрешность, измеряемая лопастными, ролико-лопастными счетчиками жидкостей. В трубопроводах больших диаметров как правило используют расходомеры с сужающими устройствами.

Для улучшения точности применяют преобразователи температуры, давле\ния или плотности. От преобразователей сигналы поступают в программные устройства, которые корректируют показания расходомера. Некоторые вихревые, тахометрические, ультразвуковые, электромагнитные расходомеры имеют точность измерения в пределах 0,25-1,0 %, но лишь отдельные расходомеры из них можно применять в трубопроводах с большим диаметром. 3. при изменении плотности вещества. Только тепловые (массовые) расходомеры способны относительно точно давать показания расхода при варьирующейся плотности вещества. Для расходомеров других конструктивных принципов измерения необходимы устройства корректирующие меняющуюся температуру, плотность, давленияе измеряемой среды (для измерения расхода газа это принципиальный вопрос).

. 4. актуально в устройствах автоматического регулирования потока (расхода) при измерении быстро часто меняющихся расходов. Динамические показатели принято оце\нивать величиной постоянной времени Т расходомера (это время, за период которого показания резкого перепада расхода от g1 до g2 меняется на 2\3 от величины (g2 -g1). Градация быстро\действия достаточно велика: от Т, измеряемого сотыми и тясячными секунды у расходомеров турбинных, до Т в десятки сек. у расходомеров тепловых. Для повышения динамических показателей у тепловых расходомеров используют дифференцирующие измерительные схемы. Промежуточное положение занимают расходомеры с СУ. Величина времени Т у них будет падать в зависимости от уменьшения длины соединительных трубок, измерительного объема дифманометра и предельного перепада давлений.

5. (gmax\gmin). Широкий диапазон: у расходомеров, имеющих линейную характеристику он варьируется от 8 до 20 и более, а у расходомеров с сужающими устройствами с квадратичными характеристиками, диапазон измерения находится в пределах от 3 до 10. В отдельных случаях диапазон измерения можно увеличить до 16, присоединив к сужающему устройству 2 дифманометра с разными D maxОчень широкий диапазон расходов. Разброс параметров расхода (потока) жидкости измеряется в диапазоне от 10-2 до 107-108 кг/ч, газов в диапазоне от 10-4 до 105-106 кг/ч, т.

е. измеряемые величины отличаются на 10 порядков. Предпочтительнее с точки зрения простоты измерять средние расходы. Труднее всего считывать самые малые и самые большие потоки (расходы). 6. при экстремально низких до -255`С (криогенные жид\кости) и экстремально высоких температурах (перегретый пар сверхвысокого давления до +600`С). Такие условия предполагают более жесткие требования к конструкции расходомеров, что в конечном итоге сказывается на стоимости оборудования. 7.. Измеряемая среда может быть не однородной и состоять из нескольких компонентов. В настоящее время актуальность приобретает вопрос расхода или измерения потока 2-фазных и более сложных.

Измерение расхода в 2-х фазных, 3-х фазных и более смесей технологически непростая, но решаемая задача, хотя методы измерения расхода были разработаны для жидкости, газа и пара, то есть 1-фазных сред. В зависимости от требований, предъявляемым к расходомерам, ротаметрам, счетчикам (точность, диапазон, быстродействие и т. д. ) было разработано несколько видов устройств. Выбирая расходомер, необходимо учитывать:условия, в которых эксплуатируется прибор и периодичность его поверкиПримерно расходомеры, ротаметры и счетчики подразделяются на группы:1. Приборы с гидродинамическим способом измерения:2. Расходомеры с постоянно движущимся телом:силовые (в т. ч. вибрационные) расходомеры3. Приборы, сконструированные на основе различных физических явлений:4. Приборы, основанные на измерении особыми методами:Группа 1: здесь используются расходомеры с сужающими устройствами (СУ), то есть приборы переменного перепада давления.

Ротаметры и поплавковые приборы используются при измерении малых расходов жидкостей и газов. Это так называемые расходомеры обтекания. В перспективе все большее место станут занимать вихревые расходомеры. Группа 2: это тахометрические расходомеры - шариковые, турбинные, камерные (роторные, овально-колесные и др. ). Овально-колесные расходомеры применяются как счетчики газа, счетчики нефтепродуктов и других вязких жидкостей. Группа 3: это электромагнитные расходомеры (измерение расхода электропроводящих жидкостей, расходомеры ультразвуковые (измерение расхода жидкостей и некоторых газов).

При измерении малых расходов используют тепловые расходомеры жидкостей и газов. Группа 4: это расходомеры концентрационные и меточные, которые используются при однократных измерениях (проверка расходомеров). При измерении 2-х фазных сред используют корреляционные расходомерыИнформация по классификации расходомеров, ротаметров и счетчиков вГОСТ 15528-86. Расходомеры переменного перепада давления это из-мерительная система, работающая по принципу зависимости расхода от перепада давления, которое появляется в трубопроводе за счет установленного в нем преобразователя расхода или установленного на трубопроводе колена.

В измерительная система расходомера может дополнительно оснащаться устройствами контроля уплотнительной жидкости, датчиками давления, датчиками температуры и различными вычислительными устройствами. При оснащении измерительной системы расхода интегратором со счетным механизмом появляется возможность измерять объем (массу) вещества. В зависимости от преобразователя расхода, расходомеры переменного перепада давления делятся на:расходомеры с напорными усилителями работают по принципу возникающего перепада давления в зависимости от расхода вещества (жидкости или газа) в результате преобразования кинетической энергии некоторой части потока в потенциальную энергию.

Пример преобразователя расходомера с напорным устройством трубка Пито вместе с трубкой для отбора статического давления.

Преобразователи с напорным устройством могут быть конструктивно по исполнению нескольких типов:-комбинированное исполнение, то есть трубка Пито дифференциальная, которая создает перепад давления в зависимости от местной скорости потока-преобразователи с осредняющими напорными трубками по радиусу (диаметру), а при больших деформациях потока по двум диаметрам.

-напорное поворотное крыло 2-мя отверстиями, ориентированными к потоку под различными угламиРасходомеры с СУ работают по принципу измерения перепада давления, появляющегося в сужающем устройстве результате преобразования некоторой части потенциальной энергии в кинетическую энергию. Расходомеры с СУ получили большое применение в промышленных системах для измерения расхода газа, жидкости и пара. работают на принципе зависимости расхода жидкости, газа или пара от перепада давления, получающегося при ударе струи, которая вытекая из суженных отверстий трубки, создает давление во внутренней полости сильфона, где давление равно давлению уходящей жидкости.

Такие расходомеры применяют для изменения малых потоков жидкости и газа. работают по принципу измерения перепада давления, которое создает это сопротивление. Здесь создают ламинарный режим потока, чтобы перепад давления был пропорционален расходу жидкости, газа или пара. Используются для измерения малых расходов. Для больших расходов применяют преобразователи с шариковой набивкой. сконструированы на принципе измерения расхода в зависимости от перепада давления, которое образуется в закругленном элементе трубки под влиянием центробежных сил появляющихся в потоке.

это комбинированные устройства с преобразователем расхода, сочетающим сужающее и напорное устройство. Перепад давления является результатом местного преобразования кинетической энергии потока газа и частичного преобразования потенциальной энергии в кинетическую энергию. Это может быть сочетание трубки Пито и диафрагмы, или сочетание трубки Вентури и трубки Пито, или просто сдвоенная трубка Вентури. Напорные усилители используются, когда измеряют газовые потоки небольших скоростей и, если мал перепад давления, который создается одной дифференциальной трубкой Пито.

Это приборы, у которых под воздействием динамического давления потока перемещается обтекаемое тело (диск, поплавок, поршень). Величина перемещения напрямую связана с расходом вещества. Большинство расходомеров сконструированы таким образом, что обтекаемое тело перемещается вдоль вертикальной оси. Но в ряде приборов обтекаемое тело в виде лопасти или диска поворачивается вокруг оси подвеса. 1. Расходомеры постоянного перепада давления - поплавок в расходомере перемещается вертикально, а сила сопротивления потоку создается за счет веса поплавка. 2. Расходомеры с изменяющимся перепадом давления - имеют еще и пружину, которая противодействует потоку и обтекаемое тело может перемещаться в различных плоскостях.

3. Расходомеры с поворотной лопастью сопротивление потоку создается не только весом подвижной части, но еще и пружиной. В эту группу входят и расходомеры компенсационные, которые имеют поворотную лопасть, а сила сопротивления потоку образуется за счет постороннего источника энергии. Во всех расходомерах обтекания между подвижным телом и стенками прибора остается проходное сечение. относительно небольшая погрешность измерения расхода a (1,5- 2,5) %..