Способ измерения расхода вещества с помощью сужающего устройства

 

Изобретение относится к измерению расхода потоков жидкостей, газов и паров, может найти применение при создании расходомеров, измеряющих расход с помощью стандартных сужающих устройств, и направлено на повышение точности измерения расхода в области непостоянного коэффициента расхода. Периодически часть измеряемого вещества из потока до сужающего устройства 1 отводят через капиллярную трубку 5 в поток вещества за ним и дополнительно определяют перепад давления на сужающем устройстве 1 в период отвода вещества. По измеренным значениям перепадов давлений, а также плотности, диаметрам трубопровода 8 и сужающего устройства 1, зависимости коэффициента расхода в функции числа Рейнольдса, заложенных в память вычислительного устройства 3, определяют величину расхода. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (50 4 G 01 F 1/34

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTKPblTHRM

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21 ) 405827 7/24 -I 0 (22) 22,04.86 (46) 23,12.89. Бюл. ¹ 47 (7l) Азербайджанский институт неФти и химии им. М.Азизбекова (72) Н.Г.Фарэане и Э.Н.Фарэане (53) 681 121 (088.8) (56) Кремлевский П.П. Расходомеры и счетчики количества. — Л.: Машиностроение, 1 975, с . 98 -1 14, Правила измерения расхода газов и жидкостей стандартными сужающими устройствами РД 50-213-80. М.: Издательство стандартов, I 982 . (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ РАСХОДА ВЕЩЕСТВА С ПОМОЩЬЮ СУЖАЮЩЕГО УСТРОЙСТВА (57) Изобретение относится к измерению расхода потоков жидкостей, газов и паров, может найти применение при

„„SU„„1530911 А1

2 создании расходомеров, измеряющих расход с помощью стандартных сужающих устройств, и направлено на повышение точности измерения расхода в области непостоянного коэффициента расхода. Периодически часть измеряемого вещества иэ потока до сужающего устройства l отводят через капиллярную трубку 5 в поток вещества за ним и дополнительно определяют перепад давления на сужающем устройстве 1 в период отвода вещества. По измеренным значениям перепадов давлений, а также плотности, диаметрам трубопровода 8 и сужающего устройства 1, зависимости коэффициента расхода в функции числа Рейнольдса, заложенных в память вычислительного устройства

3, определяют величину расхода. 1 ип.

-1 53091 1

Изобретение относится к измерению расхода потоков жидкостей, газов и паров и может найти применение при создании расходомеров, взмеряющих расход при малых числах Рейнольдса, которые, в свою очередь, могут найти применение в любой отрасли народного хозяйства, где необходимо проведение контрольно-учетных операций вещества.

Пель изобретения — повышение точности при непостоянном коэффициенте расхода.

На чертеже показана схема одного из вариантов устройства, реализуюшего 15 предлагаемый способ.

Устройство содержит стандартное сужаюшее устройство I дефманометр 2, специализированное управляющее вычис— лительное устройство 3, устройство 4 вывода, капиллярную трубку 5, исполнительный механизм Ь, поворотную заслонку 7, трубопровод 8 с измеряемой жидкостью.

Один вход ди1 манометра 2 подклю- 25 чен к трубопроводу 8 до сужаюшего устройства I, а другой — после сужающего устройства 1, встроенного в трубопровод 8, выход дифманометра 2 сое динен с входом специализированного управляющего вычислительного устройства 3, один выход которого соединен с устройством 4 вывода, другой выход— с входом исполнительного механизма 6, выход которого соединен с поворотной

35 заслонкой 7, капиллярная трубка 5 одним концом через поворотную заслонку

7 соединена с трубопроводом 8 до сужаюшего устройства 1,, вторым — на прямую после сужаюшего устройства 1.

Способ осуществляется следующим образом.

При закрытой заслонке 7 весь поток вещества в трубопроводе 8 проходит через сужающее Устройство 1. Величина 45 перепада давления д P на сужаюшее уст— ройство при закрытой заслонке 7, измеренная дифманометром 2, поступает на вход управляющего вычислительного устройства 3. На выходе управляющего вычислительного устройства 3 периодически вырабатывается сигнал, управляющий исполнительным механизмом 6, который открывает заслонку 7.

Часть вещества в трубопроводе 8 через открытую заслонку 7 и капиллярную трубку 5 отводится в поток за сужающее устройство 1 . Массовый расход вешес тва в трубоп роводе С1 равен сумме массовых расходов вещества через сужающее устройство и через капиллярную трубку Q при открытой заслонке, к т.е.

Q- Q,+ а„

Измеренная дифманометром 2 величина перепада давления 8 Р> на сужающем устройстве 1 при открытой заслонке в период отвода вещества через капиллярную трубку также поступает на вход управляющего вычислительного устройства 3. В памяти вычислительного устройства хранятся необходимые данные диаме тров трубоп ровода и сужающего устройства, зависимость коэффициента расхода в функции числа Рейнольдса, поправочные множители и т,д. В вычислительном устройстве 3 происходит обработка результатов измерений и определяется искомый расход. Полученный результат регистрируется устройством 4 вывода.

Массовый расход Q, определяемый с помощью сужающих устройств, выражается следующим образом: ф д 1

er;

4 о ° (2) где g — ко эффициен т ра сх ода;

E — попраночный множитель на расширение, !

d — диаметр отверстия сужающего устройства; йР— перепад давления на сулщющеи устройстве; р — плотность измеряемой среды.

Значение массового расхода Q связано с числом Рейнольдса, отнесенного к диаметру трубопровода D выражением

Re 0 0361

В

D P (3) где ц — динамическая вязкость измеряемой среды.

Для движения жидкости через капилляр справедливо уравнение Пуазейля

1Гr

0 н 111 (4) где Q — массовый расход вещества через капиллярную трубку; г — радиус капилляра, 1 — длина капиллярае Р к — перепад давления на капилляре;

К вЂ” постоянный числовой коэффициент.

15309

5 (5) (6) Q - f,(Û, 4Р); ,С f (Re);

Q * f (4Р, dPg) .

Таким образом, как видно из зависимости (I I ), по измерениям перепада давления 4Р на сужающем устройстве до отвода веще ства и перепада давления 4Р> н период отво,.ьа определяют нелич ину расхода

Формула изобретения (9)

Состав итель Н . Вурбело

Редактор А .Мотыль Техред Л.Сердюкова Корректор Т.Палий

Заказ 7942/41 Тираж 660 Подписное НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР !

13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Проиэводстненно-иэлательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101

Таким образом, из изложенного следует, что расход вещества Q коэффициент расхода с(и число Рейнольдса Ке в общем виде могут быть представлены:

Re Е (С1, p) . (7)

Подстанляя величину о(иэ зависимости (6) и значение числа Рейнольдса иэ (7) в выраже ние (5), получают

4(к- (8)

В выражении (8) d P — перепад давления на сужающем устройстве при эакрытрй заслонке. Зависимость для расхода вещества через сужающее устройство при открытой заслонке имеет нид

Q Г (4Р, р), где dP — перепад давления на сужаю9 щем устройстве при открытой заслонке. 25

Расход вещества Ц„ через капиллярную трубку в соответствии с (4) за— висит от dP è р, т.е.

Q - f,(dP„, р), где ДР— перепад давления на капиллярной трубке.

Причем dP = 4Р, если осуществлять отвод вещества через капиллярную трубку на таком же расстоянии, на

35 каком осуществляется отбор давлений до и после сужающего устройства.

11 1

Подставляя зависимости (8), (8ч) и (9) в уравнение (I ) и решая его относительно р, получают

Н fñ(4Р (I О)

Подставляя (1 О) в выражение (8), получают

Способ измерения расхода вещества с помощью сужающего устройства, включающий измерение перепада давления на сужающем устройстве при изнестной плотности вещества, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерений при непостоянном коэффициенте расхода, периодически часть вещества из потока до сужающего устройстна отводят через капиллярную трубку н поток вещества за ним, дополнительно определяют перепад давления на сужающем устройстве в период отвода вещества и по измеренным значениям перепада давления на сужающем устройстве до отвода вещества и н период отвода определяют величину расхода .