Файл: Адабашьян А.К. Монтаж систем контроля и автоматики учебник для техникумов.pdf

то можно принять его равным 2/з шкального. В этом случае

&Рср 4 ДРн

~рГ = Т ' V

Величины АРСр, АРНи Р\ должны иметь одну и ту же раз­ мерность.

Для диафрагмы с коническим входом величину е можно принимать как среднее арифметическое величины е для стандарт­ ного сопла и стандартной диафрагмы. Для сопел «четверть кру­ га» величину е можно принимать по графикам стандартных диафрагм (см. «Правила 28—64 измерения расхода жидкостей, газов и паров стандартными диафрагмами и соплами» и «Альбом графиков Государственного комитета стандартов, мер и измери­ тельных приборов СССР»).

Чтобы построенный по основному уравнению расхода расхо­ домер давал правильные однозначные показания, нужно обеспе­ чить однозначную зависимость между перепадом давления на сужающем устройстве и расходом протекающей через устройст­ во измеряемой среды. Для соблюдения этого положения необ­ ходимо, чтобы сужающие устройства обладали следующими свойствами: коэффициент расхода а должен находиться в том диапазоне чисел Рейнольдса, в котором будет эксплуатировать­ ся расходомер; фактическое значение коэффициента расхода а должно быть практически равно расчетному значению; коэффи­ циент расхода а должен оставаться неизменным и равным его расчетному значению в течение срока эксплуатации расходоме­ ра. Чтобы соблюсти постоянство коэффициента расхода а, при­ меняют такой вид сужающего устройства, для которого а есть величина постоянная в требуемом диапазоне чисел Рейнольдса.

Равенство фактического значения коэффициента расхода рас­ четному обеспечивается выбором такого вида сужающего уст­ ройства, которое в условиях решаемой задачи не оказывает су­ щественного влияния на погрешности изготовления. Иначе гово­ ря, коэффициент расхода должен быть нечувствителен (постоя­ нен) к изменению основных размеров сужающего устройства при соблюдении предписанных данному виду сужающего уст­ ройства допусков на размеры, определяющие величину а.

Постоянство коэффициента расхода во времени достигается выбором такого вида сужающего устройства, которое в условиях решаемой задачи измерения расхода (диаметр трубопровода, агрессивность среды и т. п.) не изменяет своих основных раз­ меров, определяющих фактическую величину а, в течение вре­ мени между ревизиями сужающего устройства. Следовательно, необходимо использовать такие значения расчетных перепадов дифференциальных манометров ДРН, которым соответствуют расчетные размеры, обеспечивающие приемлемую эксплуатаци­ онную долговечность. Так, при расчете сопла профилем «чет­ верть круга» необходимо применять такие значения АРН (или

266

внутреннего диаметра трубопровода D), чтобы радиус входной поверхности г не был чрезмерно мал и обеспечивал механиче­ скую прочность сопла в процессе его эксплуатации. Подробно с расчетами сужающих устройств можно ознакомиться в Пра­ вилах 28—64 Госкомитета стандартов, мер и измерительных приборов СССР и руководящих материалах Государственного проектного института Проектмонтажавтоматика.

§ 83. Установка сужающих устройств

Поток, протекающий по трубопроводу, можно сузить с по­ мощью любого устройства, но зависимость между расходом и перепадом давления позволит измерить расход лишь при опре­ деленной форме сужающих устройств. К таким сужающим уст­ ройствам, называемым нормальными, относятся нормальная диафрагма, нормальное сопло, нормальное сопло Вентури и нор­ мальная труба Вентури, которую часто называют расходомер­ ной трубой или соплом с конусом. Наиболее распространена нормальная диафрагма.

При выборе сужающих устройств необходимо учитывать важность измерения данного расхода, допустимую погрешность измерения и стоимость сужающего устройства, свойства изме­ ряемой среды (агрессивность, наличие взвешенных частиц, вы­ зывающих загрязнение и повышенный износ сужающих уст­ ройств), число Рейнольдса для среднего расхода, допустимые потери давления в устройстве.

Для измерения расхода незагрязненной среды целесообразно применять нормальную диафрагму. Коэффициент расхода этой диафрагмы должен оставаться постоянным в интервале изме­ ряемых расходов, а потеря давления — не превышать допусти­ мую.

Расход агрессивных и загрязненных сред, а также потоков, протекающих с высокой скоростью, целесообразно измерять при помощи сужающих устройств, не имеющих острых кромок (различные виды сопл). Для измерения расхода газов, содер­ жащих взвешенные частицы, следует использовать сегментные диафрагмы.

Во всех возможных случаях необходимо применять стандарт­ ные сужающие устройства. Если числа Рейнольдса измеряемого потока меньше граничного числа Рейнольдса стандартных су­ жающих устройств, то можно применять нестандартные (специ­ альные) сужающие устройства с меньшими граничными значе­ ниями чисел Рейнольдса: например, сопла с профилем «четверть круга», сдвоенные диафрагмы.

При выборе стандартного сужающего устройства нужно иметь в виду следующее: труба Вентури вызывает меньшие по­ тери давления, чем диафрагмы и сопла; при одних и тех же значениях модуля сужающего устройства и перепада давления

267

сопла позволяют измерять больший расход, чем диафрагмы; изменение или загрязнение входного профиля сужающего уст­ ройства в процессе эксплуатации влияет на коэффициент рас­ хода диафрагмы в значительно большей степени, чем на коэффи­ циент расхода сопла.

Установка нормальных сужающих устройств требует особого внимания и четкого выполнения «Правил 28—64 по измерению расхода жидкостей, газов и паров стандартными диафрагмами и соплами». Самые незначительные отклонения от указанных Правил приводят к серьезным погрешностям в работе расходо­ меров.

Прежде чем приступить к установке сужающих устройств, необходимо тщательно проверить соответствие фактического места установки устройства месту, указанному в проекте. Затем следует проверить диаметр трубопровода, тип и материал сужа­ ющего устройства, его расчетные данные, давление, температу­ ру и состав измеряемой среды и их соответствие величинам, принятым в проекте при расчете сужающего устройства. Непо­ средственно перед установкой сужающего устройства следует еще раз проверить направление движения измеряемой среды, правильность расположения на корпусе сужающего устройства знаков «+ » и «—» и положение сужающего устройства. Острая кромка диафрагмы располагается навстречу потоку.

При проверке диаметров трубопроводов значения диаметров d (диаметр отверстия сужающего устройства) и D (внутренний диаметр трубопровода перед сужающим устройством при рабо­ чей температуре t вещества) определяются по формулам в соот­ ветствии с условными обозначениями. Участок трубопровода, на котором устанавливают сужающее устройство, должен быть прямым и иметь круглое сечение (по результатам внешнего осмотра). Действительный внутренний диаметр участка трубо­ провода перед сужающим устройством определяется как сред­ нее арифметическое результатов измерений двух поперечных сечений: непосредственно в месте установки сужающего устрой­ ства и на расстоянии 2D2o от него. Результаты отдельных изме­ рений не должны отличаться от среднего значения более чем на 0,3%. Внутренний диаметр участка трубопровода на длине 2D2q за сужающим устройством может отличаться от внутреннего участка трубопровода перед сужающим устройством не более чем на ±2% . Действительный внутренний диаметр трубопрово­ да должен быть равен диаметру D2о, принятому для расчета сужающего устройства. Если сужающее устройство устанавли­ вают между приваренными встык фланцами, внутренний диа­ метр фланца должен быть равен действительному внутреннему диаметру трубопровода. При длине фланца, превышающей 2D20, допускается сопряжение отверстий фланца и трубопровода по переходному конусу, имеющему уклон в сторону сужающего устройства не более 1 : 10 и плавные скругления на концах. При

268

этом длина цилиндрической части отверстия фланца должна быть не менее 2DW. В качестве диаметра D2о в этом случае при­ нимается диаметр цилиндрической части отверстия фланца.

Уплотнительные прокладки между сужающим устройством и фланцами не должны выступать во внутреннюю полость тру­ бопровода. На внутренней поверхности участка трубопровода длиной 2D2o перед сужающим устройством и за ним не должно быть никаких уступов, а также заметных невооруженным глазом наростов и неровностей от заклепок или сварочных швов (это требование не предъявляется для участка трубопровода за соп­ лом Вентури). При установке сужающего устройства насадны­ ми фланцами торец трубопровода должен непосредственно при­ мыкать к сужающему устройству.

В трубопроводе допускается отверстие для удаления осадков или конденсата. Диаметр такого отверстия, если оно расположе­ но вблизи сужающего устройства, не должен превышать 0,08D2o, а расстояние от отверстия до места измерения перепада давле­ ния должно быть не менее 0,5D20. Оси этих отверстий не должны располагаться в одной плоскости, проходящей через ось трубы.

Не допускается устанавливать сужающие устройства непо­ средственно у местных сопротивлений (колен, угольников, зад­ вижек, вентилей, конических вставок). Регулировочные задвиж­ ки и вентили рекомендуется устанавливать за сужающим уст­ ройством. Допускается их установка перед сужающим устрой­ ством на расстоянии не менее КХЮ2о. Если перед сужающим устройством последовательно расположено несколько местных сопротивлений (кроме колен в одной плоскости), то наименьшая длина прямого участка трубопровода между сужающим устрой­ ством и ближайшим к нему сопротивлением определяется по за­ данному значению модуля, а необходимая наименьшая длина прямого трубопровода между двумя соседними сопротивлениями определяется как половина длины, найденной для того из двух сопротивлений, которое более удалено от сужающего устройства.

При монтаже камерных и дисковых диафрагм особенно осто­ рожно надо обращаться с диском, чтобы не повредить острую кромку рабочего отверстия (со стороны цилиндрической расточ­ ки), так как после расточки входную кромку нельзя дополни­ тельно обрабатывать ни шкуркой, ни напильником. В соответ­ ствии с указанными ранее размерами и толщиной прокладок между зеркалами фланцев оставляют пространство для уста­ новки диафрагмы. Толщина камерной диафрагмы ~ 65 мм. Ка­ мерная диафрагма поставляется либо только с трубками, либо с трубками и вентилями (по требованию заказчика). В обоих случаях расстояние между осями трубок составляет ~ 108 мм, а узлы заканчиваются штуцерами с наружной трубной резьбой У/'. Если в узел диафрагмы входят конденсационные сосуды, вентили ставятся после конденсационных сосудов. В этом слу­

269