(Камерних) лічильників
ПРОТОКОЛ ПОВІРКИ
Повірюваний витратомір №______________тип____________
границі вимірювання_________________клас точності_______
Взірцевий прилад №________________тип_________________
границі вимірювання_________________клас точності_______
Абсолютний тиск газу_______Робоча температура газу______
№ досліду | Покази взірцевого витратоміра | Покази повірюваного витратоміра | Варі ація, м3/год | Приве-дена по-хибка | |||||
мм вод стовп | Па | Ви- тра та , м3/год | Поділки, м3 | Час проход-ження контрольного об’єму, с | Ви- трата, м3/год | ||||
На по-чатку | В кін-ці | ||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Варіація показів не перевищує ___________________________
заключення ___________________________________________
придатний, не придатний
Повірку виконав_________ ______________________
(Підпис) (Прізвище, ім’я, по батькові)
________________________
Дата
Запитання до самоконтролю
6.1) В чому полягає принцип дії витратоміра змінного перепаду тиску ?
6.2) В чому полягає принцип дії ротаційного лічильника газу?
6.3) В чому полягає принцип дії мембранного лічильника газу?
6.4) Як проводиться повірка робочого витратоміра за допомогою взірцевого ?
6.5) Чим відрізняється ротаційний лічильник газу від мембранного?
Лабораторна робота № 7
7 Вивчення застосування, будови і принципу дії витратомірів швидкісного напору
Мета заняття: вивчити принцип дії і будову витратоміра швидкісного напору на базі трубки Піто. Провести практичні вимірювання швидкості і об’ємної витрати газу в трубопроводі.
Прилади і обладнання: трубка Піто.
Тривалість: 2 год.
Основні теоретичні положення необхідні для виконання роботи. Опис засобів вимірювання, які застосовуються в роботі
Для визначення швидкості і об’ємної витрати рідин і газів у випадку великого діапазону зміни вимірюваних величин (від одиниць до сотень м/с відповідно до швидкостей і від одиниць до десятків тисяч м3/год) і/або жорстких вимог, до створення гідравлічного опору (газоходи, вентиляційні системи, напірні трубопроводи, факельні лінії) в нафтогазовій промисловості використовують витратоміри швидкісного напору.
Вимірювання витрати ґрунтується на залежності динамічного напору від швидкості потоку вимірюваного середовища.
Згідно рівняння Бернуллі різниця між повним і статичним напором буде:
,
звідси швидкість:
м/с, (7.1)
де pn– повний тиск в Н/м2;
pc– статичний тиск в Н/м2;
pv– динамічний тиск в Н/м2;
v – швидкість руху вимірюваного середовища в м/с;
ρ– густина вимірюваного середовища в кг/м3.
Динамічний напір, а відповідно, і швидкість вимірюють швидкісними трубками в комплекті з диференційним манометром (рис. 7.1). Під час показу на схемі розташованою з ліва відкритою трубкою вимірюють статичний тиск, а правою (відкритою і зігнутою під кутом) – повний тиск [22].
Диференційний манометр, який з’єднує обидві трубки, показує різницю між повним і статичним тиском, тобто динамічний тиск. Якщо під час цього різниця рівнім робочої рідини в дифманометрі h, то динамічний тиск становить:
, (7.2)
де ρ1 – густина робочої рідини в дифманометрі в кг/м3;
g – прискорення сили тяжіння в м/с2.
1 – швидкісна трубка; 2 – диференційний манометр;
3 – трубопровід; 4 – сальник
Рисунок 7. 1 – Схема вимірювання динамічного
тиску
Підставляючи значення pv з формули (7.1) у формулу (7.2), отримаємо:
. (7.3)
Розглянутий спосіб вимірювання одинарною напірною трубкою був вперше застосований Піто, для вимірювання швидкості води. Подальший розвиток цього способу привів до створення подвійних напірних трубок, в яких трубки для вимірювання повного і статичного тисків з’єднані разом.
Застосовується ряд конструкцій подвійних напірних трубок, пристосованих, як для лабораторних так і для промислових вимірювань витрат рідин та газів.
Зовнішній діаметр напірної трубки повинен бути невеликим, щоб не викликати помітного звуження потоку в місці встановлення трубки. Зазвичай зовнішній діаметр напірної трубки становить не більше 1/10 внутрішнього діаметру трубопроводу. Вимірюваний динамічний тиск зазвичай невеликий, тому під час малих швидкостях потоків застосовуються мікроманометри з похилою трубкою або чашкові мікроманометри.
Напірними трубками повний і статичний тиск вимірюють з деякою похибкою, яка залежить від конструкції напірної трубки. Пояснюється це тим, що практично неможливо сумістити в одній точці отвори для прийому повного і статичного тисків. Крім цього, ці отвори не ідентичні у всіх напірних трубок. Тому в формулу (7.3) вводиться поправочний коефіцієнт ξ, який враховує конструктивні особливості і неточності виготовлення трубок. Коефіцієнт ξ для різних конструкцій трубок визначається дослідним шляхом [23].
У загальному вигляді формула для визначення швидкості буде мати вигляд:
. (7.4)
Для ретельно виконаних трубок коли Re > 700 коефіцієнт ξ близький до одиниці, а коли Re < 700 коефіцієнт ξ зменшується і може значно відрізнятися від одиниці.
З усіх конструкцій швидкісних трубок найбільш поширеними є нормалізовані подвійні трубки з напівсферичним і конічним (гострим) наконечником (рис. 7.2). Для цих трубок коефіцієнт ξ = 1 [22].
1 – вимірювальний циліндр; 2 – тримач;
3 – металічні трубки; 4 – штуцер
Рисунок 7. 2 – Нормалізована подвійна швидкісна трубка Піто з напівсферичним наконечником
Нормальна подвійна трубка складається з вимірювального циліндра 1, який має центральний отвір а для сприймання повного тиску. На вимірювальному циліндрі є два або чотири отвори б для замірів статичного тиску. Один кінець вимірювального циліндру закріплений на тримачі 2 з овальним січенням, який несе два штуцера 4 для приєднання до диференційного манометра. Центральний отвір вимірювального циліндра з’єднується за допомогою наскрізного каналу всередині вимірювального циліндру і металевої трубки 3, розташованої в тримачі, з плюсовим штуцером.
Статичний тиск передається через кільцеву щілину, з’єд-нану з другою металевою трубкою 3, яка знаходиться всередині тримача.
Швидкісна трубка встановлюється в отворі, просвердленому в стінці трубопроводу, і закріплюється або на фланці, або на штуцері із сальниковим ущільненням (рис. 7.3). У всіх випадках бажано забезпечити можливість повздовжнього переміщення трубки. Швидкісні трубки встановлюються на прямих ділянках трубопроводу або після струминовипрямлячів [23].
Для визначення витрати рідини чи газу за допомогою напорометричних трубок використовують два методи.
Перший метод вимірювання витрати за швидкостю потоку в одній точці попереднього перерізу базується на закономірності турбулентної течії в трубах, згідно з якою швидкість потоку в певній точці перерізу труби пропорційна середній швидкості в даному перерізі. Під час визначення витрати даним методом необхідно за допомогою напорометричної трубки виміряти місцеву швидкість в одній точці поперечного перерізу труби і площу даного вимірювального перерізу.
Витрату , , визначають за формулою:
, (7.5)
де – відношення середньої швидкості потоку в даному
перерізі до швидкості потоку в точці вимірювання;
– місцева швидкість потоку, м/с;
– площа поперечного перерізу труби, .
1 – тубопровід; 2 – напорометрична трубка Піто;
3 – диференційний манометр; 4 – з’єднувальні трубки
Рисунок 7. 3 – Встановлення швидкісної трубки Піто в трубопроводі
Місцеву швидкість потоку вимірюють в точках, де вона рівна середній швидкості в даному переізі (в точках середньої швидкості) або на осі труби. Точки середньої швидкості під час розвинутої турбулентної течії вимірюваного середовища розміщені на відстані (0,242 плюс/мінус 0,013)r від внутрішньої поверхні стінки труби, де – внутрішній радіус труби у вимірювальному перерізі. Під час вимірювання швидкості потоку коефіцієнт залежить від гідравлічних характеристик труб і його необхідно визначати експериментально для кожного вимірювального перерізу [24].
Більш точним, незалежним від характеру потоку і форми перерізу трубопроводу, є другий метод з розбивкою перерізу трубопроводу на ряд ділянок з рівними площами і вимірювання швидкості у визначеній точці кожної ділянки. Даний метод використовується для трубопроводів з внутрішнім діа-метром більше 150 мм. Середню швидкість для повного перерізу трубопроводу можна визначити, як середнє арифметичне цих швидкостей:
,
де v1, v2, …, vn – швидкості, виміряні в різних перерізах;
n – число точок вимірювання.
Динамічний тиск, відповідний середній швидкості, дорівнюватиме:
,
де h1, h2, …, hn – динамічний тиск, відповідний швидкостям v1, v2, …, vn.
Середня швидкість потоку визначається за рівнянням:
(7.6)
Перерізи круглих трубопроводів (рис. 7.4) розбивають на n рівновеликих за площею концентричних кілець радіусами, проведеними з центру перерізу.
Радіуси обчислюються за формулами:
;
;
…………………
…………………
,
де r1, r2, …, rn – радіуси кіл, проведених з центру перерізу;
R – внутрішній радіус перерізу труби;
n – число кілець.
Рисунок 7. 4 – Схема розбивки перерізу круглого
- Загальні методичні вказівки
- Вимоги до виконання і оформлення лабораторних робіт
- Порядок виконання роботи
- Запитання до самоконтролю
- Лабораторна робота № 2
- 2 Непрямі вимірювання фізичних величин. Опрацювання результатів опосередкованих вимірювань
- Основні теоретичні положення необхідні для виконання роботи. Опис засобів вимірювання товщини
- Порядок виконання роботи
- Запитання до самоконтролю
- Лабораторна робота № 3
- 3 Вивчення методики і засобів повірки електромеханічних амперметрів і вольтметрів
- Основні теоретичні положення необхідні для виконання роботи. Опис засобів вимі-рювання, які застосовуються в роботі
- Магнітоелектричної системи
- Електромагнітної системи
- Електродинамічної системи
- Порядок виконання роботи
- Запитання до самоконтролю
- Лабораторна робота № 4
- 4 Вивчення принципу дії, будови і методики повірки манометрів з трубчатою пружиною за допомогою вантажопоршневого манометра
- Основні теоретичні положення необхідні для виконання роботи. Опис засобів вимірювання, які застосовуються в роботі
- Порядок виконання роботи
- Запитання до самоконтролю
- (Справа) біметалічного термометра
- Термометра
- Порядок виконання роботи
- Повірки біметалічного (манометричного) термометра
- Запитання до самоконтролю
- Лабораторна робота № 6
- 6 Вивчення принципу дії, будови і методики повірки об’ємних (камерних) лічильників за допомогою взірцевого витратоміра змінного перепаду тиску
- Основні теоретичні положення необхідні для виконання роботи. Опис засобів вимірювання, які застосовуються в роботі
- Перепаду тиску
- Лічильника газу
- Будова мембранних лічильників газу
- Порядок виконання роботи
- (Камерних) лічильників
- Трубопроводу на рівновеликі концентричні площі (вказано точки заміру)
- Цифрового диференційного манометра
- Швидкісної трубки Піто
- Порядок виконання роботи
- Запитання до самоконтролю
- Лабораторна робота № 8 Дослідження метрологічних характеристик вимірювального перетворювача
- Основні теоретичні положення необхідні для виконання роботи. Опис засобів вимірювання, які застосовуються в роботі
- Р исунок 8. 2 – Cхема вимірювання електричного опору вимірювального перетворювача температури
- Вимірювального перетворювача
- Порядок виконання роботи
- Запитання до самоконтролю
- Перелік рекомендованих і використаних джерел
- Додаток а Значення коефіцієнтів Стьюдента для визначеної кількості спостережень із заданою ймовірністю
- Додаток б Методика виявлення промахів
- Додаток в Наближені числа. Запис кінцевого результату вимірювання
- Додаток д Основні співвідношення між одиницями тиску
- Додаток е Додаткові умовні позначення, які наносяться на шкали приладів, призначених для вимірювання тиску середовища з певними властивостями
- Додаток з Графіки і таблиці