Цилиндрическое сужающее устройство степаненко в. и. для расходомеров

(71) Грозненский химический завод им, 50- летия СССР(56) Патент Франции М 1487438, кл,7 6 01 Р, 1966.Кабза. 3. Цилиндрические сужащие устройства для измерения расхода жидкости. - Теплоэнергетика, 1975, (Ф 10, с,82 - 85, (54) ЦИЛИНДРИЧЕСКОЕ СУЖАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО В,И. СТЕПАНЕНКО ДЛЯ РАСХО. ДОМЕРОВ Изобретение относится к технике измерения расхода жидкостей и газов методом переменного перепада давления создаваемого сужающими устройствами в трубах малого (менее 50 мм) и небольшого (менее 150 мм) диаметра и может быть использовано в нефтеперерабатывающей, нефтехимической промышленности, и других отраслях народного хозяйства.Целью настоящего изобретения является устранение указанных недостатков и расширение диапазона измерения расхода как в сторону малых; так и в сторону больших значений чисел Рейнольдса.Использование изобретения позволит увеличить область измерения расхода симметричными цилиндрическими соплами в трубах малого и небольшого диаметра, с повышенной надежностью их в работе эа счет;возможного неиспользования углового способа отборов перепада давления, в связи с чем, устраняются влияния подпаров ф ОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССРГОСПАТЕНТ СССР)(57) Использование: в технике измерения расхода жидкостей и газов в трубах малого диаметра. Сущность изобретения: устройство содержит симметричное цилиндрическое сопло с длиной цилиндрической части, равной 0,68 О, расположенное между входным и выходным патрубками измерительного участка трубопровода, а также отборы давления, расстояние между которыми выбирается равным (0,34 - 0,45)0, где О - диаметр измерительного участка трубопровода. 12 ил. давления у плоскостей сопла (входной и выходной) на результаты измерения, а также эа счет уменьшения модуля сужения и), а значит, уменьшения влияния шероховатости трубопровода на коэффициент расхода, в связи с чем, возрастает постоянство коэффициента расхода а в пределах шкалы прибора, при укороченной, с ростом (и, длины сопла (при этом уменьшается металлоемкость и упрощается их изготовление) у которых толщина (строительная длина) уравнительной камеры может оставаться постоянной для всех диаметров трубопровода выбранного диапазона.Все перечисленные преимущества, увеличат сферу их применения и создадут экономию в народном хозяйстве,Указанная цель, достигается тем, что в преобразующем устройстве введены новые соотношения элементов: определяющие оптимальную длину сопла Е0,68 О (где 0,68 - параметр связи), изменяюгцуюся между отборами Р 1 и Р 2, в зависимости от диа1811601 28 27 Таблицаб 1 -всЗваЧЕНИЕ аА И Рэ/аР 4 В - дяя1+а с сииметрнчньх цилиндрических сопел нового типеатею атаеваи таюгага ваее аваев еееевв ееветаеваевеав ае а аа. Рл/аР 4,Рээ/АРФ,ееее ееею вегаее вюгае веет геаваев агавееВ ааа. 0,04720,1000 0 2727 О, 03709 О, 08193 0,2525 У Оэ 7068 0 5439 0,3891 0,2570 0,1105 0,3865 0,2126 0,2002 0,1361 Э 0,31340,300 0,5374 0,3163 0,2682 0,0713 0,9850 0,9645 0,8484 0,6260 Оэ 4589 0,5263 0,6040 8 : 0,0100 0,51930 0,65524 0,86674 0,00755 0,0236 0,0805 О,000 0,08197 0 2465 0,229 Э 6а ве е а ею е а эта в е В т а е е в В эв а В е юеЕееееее ееаавагаа Таблица 7 Эмачеиил.траничэаэх чисел РейнолдсаВе ээээ и Ве ээээээ. лля сиииетричэчэх 4 иээинлрических солелнового типа 1 веи ювиювеЕииеегиие иееаваевтаетаеиаеаааееЕ ЬВии ОВ.25 ии агава иавва гигиа еЕеЕав вава; йа йЕЭ, аа ЭВМ гиевт юв гввЕат аеив 136 2566 116 - 2366 560 9060 466 . 8566иЕюаа ээ В 32 Эаэ иагигеат йе г игаи ОО 6566 0666 606гфооф : Угфгеофф Фгф3066 . 96656666 98 о66006 206076666 2 ВОО80066 35 РР96660 456650660 5566 80 25606 1 ООО, 46666 гфоо 48666 2566 066 3 оо 65666 4509 75000 52 оо82666 бооо 92666 6866 166606 7560 150606 800 2 ооооои 75661566 16666гфооф 2066 30606 35660 45066 52606 6206 Р 76606 85666 95660 156666 г 6666 366666 350000460000 45 оооо 5 ооооо 550600 6 ооооо 65 оооо 3266 . 206 5266 65 РР Уофо Оооо г г га вг итиегига ивтаитиюгвитии иигиигиаюг юии и ю и и и г и и юг т ее ггиггеае30 1811601 29 Тхбпнцай Значение С в области граничных чисел Реднопкдсадлл гннметричных цилиндрических сопел проо тип 61624 4076 699) 0649067метра трубопровода О, расположенныесимметрично относительно центра сопла нарасстояниях;11= 12=(0,34 - 4,5) О,При этом возможны следующие варианты использования:1. 1 = 12 = (0,34-4,5) О - величина постоянная,Тогда диапазон применения диаметров трубопровода определится из соотношения:1 =20,34 - 4,52, 11= 12 = (0,34 - 4,5) О - величина перем.енная,Тогда 11 = 2 выбирается в зависимости отзначения О и значений йаходящихся меЖду0,34 и 4,5,Новые геометрические соотношенияэлементов в измерительном устройстве выгодно отличают его от прототипа, преждевсего, равноудаленностью отборов перепада.давления от плоскостей сопла и наличием в нем условия совпадения сил инерции исил вязкостного трения гидравлический резонанс), при которых наблюдается отсутствие зависимости между диаметромрэсточки сопла с и длиной его цилиндрической части 2, в результате:чего, коэффициент расхода а становится выше, а потеринапора Р меньше,Это означает, что при одном и том жерасходе, уменьшается перепад давленияЬР 2 или уменьшается модуль сужения в,За счет уменьшения Ь Р 2, увеличивается точность измерения, так какуменьшаетсясредняя квадратическая погрешностьоа исходного коэффициента расхода,С уменьшением п 1 - существенноуменьшается значение нижней границычисла Рейнольдса, начиная с которого допускается применение указанных сужающих.устройств, а значит увеличивается областьизмерения.С уменьшением гп - снижается влияниена коэффициент расхода .шероховатоститрубопровода, а также, сокращаются длиныпрямых участков трубопровода до и послесужающего устройства, так как уменьшается влияние на коэффициент расхода а де формации потакавы)званными местнымисопротивлениями,С увеличе,-,.;-,ем а" ",цлина,сопла 2 значительно уменьшается, в сравнении с прототипом, ввиду того, что она зависит только отдиаметра трубопровода О и не зависит от б,Выбирая первый вариант использова. ния соотношений, обеспечивают удобствоприменения уравнительных камер с постоянством мест отбора для выбранного диапазона диаметров трубопровода (например,1 = 2 = 25,4 мм или 11 = 12 = 50,8 мм) иразмещения преобразующего устройства втрубопроводе, при этом градиент величины5 а= фд) для каждого диаметра трубопроводаприобретает свои конкретные значения,Выбирая второй вариант использования соотйошений - изменением значения11"2 в пределах 0,34-4,5 О, возможно пол 10 учение необходимого градиента величиныа =т(т) первого варианта.Далее по модулю в = 0,1, влияние диаметров трубопровода О и размещения местотборов 1= 2 на результаты измерения рас 15 хода незначительны или вообще отсутствуют.Фиг,1-12 поясняют изобретение,На фиг.1 изображен общий вид предложенного устройства, где в поперечном сече 20 нии неподвижного участка трубопровода 1размещено симметричное цилиндрическоесопло 3, с острыми. напорными кромками,совместно с уравнительной камерой 2 и от,борами перепада давления Р 1 и Р 2 распо 2- ложенные симметрично относительно центрасопла на расстоянии 1= 12,Устройство работает следующим образомВ трубопроводе 1, по которому протека 30 ет вещество, при проходе через сопло 3,создается местное сужение потока,В следствии перехода части потенциальной энергии в кинетическую, средняяскорость потака в суженном сечении повы 35 шается, в результате чего статическое давление в этом сечении становится меньшестатического давления перед сужающим устройством.Разность этих давлений Ь Ру тем боль 40 ше, чем больше расход протекающего вещества и, следовательно, может служить меройрасхода,Преобразующее устройство допускается к применению только в той области чиселРейнольдса, где коэффициент расхода а"можно считать постоянным.В новом устройстве, коэффициент расхода а зависит только от диаметра трубопровода О и относительного его сужения гп и50 определяется для массовых и объемных расходов жидкостей и газов, в общем виде, поформуламО255 е/р дрСЬжУ др4 рЬ,4 ысх 1 д" йе3 ряко дактор 1466 Тираж ПодписноеИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 аказ Гагарина, 1 изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужго Составитель В,Ст Техред М.Моргент ненко Корректор . М,Максимишинегделучайные о- У100 - относительны Уклонения,.выраженные в ф; В этих формулах ЬР измеряют в Па,т 1 - в м, Оп - в кг/с, Оо - в мз/с, р / в кг/мз.Для несжимаемой жидкости поправочный множитель на расширение измеряемойсреды (коэффициент расширения) я - 1.На фиг.2 (табл.1 и 2) - показаны кривые 5зависимости коэффициента расхода а отдлины сопла Е, при постоянных 11=2 = 25,4мм для различных е и О,На фиг.З (табл,1 и 2) - кривые той жезависимости, что и на фиг,2, но для О = 12,5 10мм, в более развернутом виде.Из которых видно, что силы вязкостноготрения имеют здесь значительную роль, таккак они мешают достигнуть больших эначений максимума коэффициента расходаа при совпадении их с вынужденнымисилами - силами инерции потока.Так, для О = 12,5 мм, при в0,57 иЛоан = 8,5 мм = 0,68 О, максимум а очень 20резкий. Это свидетельствует о малой силетрения.При большой силе трения, когдав = 0,01, такого резкого максимума нет.Трение является, также причиной того, 25что максимальные значения коэффициентарасхода а достигаются при не вполне точном совпадении точек перегиба. кривых коэффициента расхода а от оптимальнойдлины сопла Е в диапазоне применяемых в. 30Но ввиду их пологости (см. фиг.2 и 3 итабл,2) коэффициент расхода а не имеет существенных различий, если ввести нижеследующий допуск к оптимальному размерудлины сопла Е. 35Еоп = 0,68 О +0,01 с.Это соответствует незначительной погрешности, определяемой из ниже приведенных уравнений.Так, каждая кривая перегиба изображенная на фиг.2 и 3 достаточно хорошо описывается квадратичной зависимостью,выраженное уравнением вида:аР)=а+ Ы-а,у которой экстремум точка перегиба) достигается при Е = -Ь/2 с или при решении уравнения, приравняв нулю его первуюпроизводную а Д и определены для каждого уравнения оценки точности(среда квадратические погрешности отклонения) рядаизмерений, выраженные в процентах, вычисленные по формуле Бесселя У - значения величины, полученной путем однократного измерения;Ур - значения той же величины, полученной с помощью выведенного уравнения;п - число измерений одной и той жевеличины.Чем меньше средняя квадратическаяпогрешность, тем больше точность измерения,Табл.2 - см. слева - направо:первый столбик цифр - значения 2, вмм;второй столбик цифр - значения а:третий столбик цифр - значения ар,рассчитанное по выведенному уравнению;четвертый столбик цифр - значения р, 70;последняя строка каждого четвертогостолбика цифр - значения (2, О ;верхние цифры - значения коэффициентов ниже приведенных уравненийниже, показаны координаты точек перегиба 2.и а, Здесь а - незначительно отличается от оптимального значенияОЬп (Хоп - 0,68 0), которые не имеют существенного отличия,Для О = 12,5 мм и т = 0,57.а = 0,30427+ 0,26637 Е - 0,01605 Е .Уравнение справедливое при7,5 мм Е 10 мм,Погрешность су -0,117 ь.Для О = 12,5 мм и гп 0,5а = 0,30636+ 0,22367- 0,01333 2,Уравнение справедливое при7,0 2 10 мм.Погрешность аа =0,13.Для 0 =125 мм и е "04а = - 0,45392 + 0,36507 Е - 0,02158 Е,Уравнение справедливое при75 Е 10 мм,Погрешность ау =0,29.Для 0=12.5 мм и и) =0,2а = - 0,18857+ 0,24832 Е - 0,01434 Е.Уравнение справедливое при7,5 210 мм,Погрешность аа = 0,35.Для О = 12,5 мм и гп = 0,01а = 0,43743+ 0,07031 Е - 0,00405 2.Уравнение справедливое при7 0 110 ммПогрешность о - 0,24;4.Для О = 30 мм и в 0.5а = 0,54660+ 0,053222 - 0,00132 ЛУравнение справедливое при14,5Е25 мм,Погрешность р 2 =0,18.Для 0=50 ммищ =0,5а = 0,53457+ 0.02436 Е - 0,0003 б 2,Уравнение справедливое при28 240 мм.Погрешность оа = 0,16 о,.На фиг.4 (табл,3) - показаны кривыезависимости коэффициента расхода 5Сот е.В табл.4, занесены числовые значениязависимости п 1 от е а, для которых выведены ниже приведенные уравнения и, аналогично, определены оценки точности для 10. ряда измерений, выраженные в .Табл. 3 - см. слева - направо:первый столбик цифр - значения в;второй столбик цифр - значения а;третий столбик цифр - значения ар,рассчитанные по выведенному уравнению;четвертый столбик цифр - значения р,в;последняя строка каждого четвертогостолбика цифр - значения сто, в %.Верхний цифры - значения коэффициентов ниже приведенных уравнений.Таблица 4 - см. слева-направо:. первый столбик цифр - значения гпту;второй столбик цифр - значения в;третий столбик цифр - значения вр,рассчитанные по выведенному уравнению;,четвертый столбик цифр - значения, р;последняя строка каждого четвертогостолбика цифр - значения съ , %;верхние цифры - значения коэффициентов ниже приведенных уравнений:1, Для 1 = 1 г = 0,5080 О, если О = 50 мм,то 11 = 1 г = 25,4 м ма = 0,801809 + 0,220114 в - 0,605567е + 1,47026 в .Уравнение справедливое при0,048 гп 064,Погрешность сна = 0,43, (кривая 1) 40п 1 = 1,23424(ва ) - 0,0289904(еа )0,965755(ва ) + 0,520571(еа )",Уравнение справедливое при0,039п 1 а0,69.Погрешность Оп, = 0,45%. 452. Для 1=г = 0,79375 О, если О =32 мм,то 11 = 1 г = 25,4 ммсЪ = 0,789452+ 0,370178 е - 0,942114 е+ 2,27627 вУравнение справедливое приО 01 пч057,Погрешность сто= 0,26%. (кривая 4)е.= 1,31794(е а ) - 1,30384(е а )г ++1,00636(еа ) - 0,359791(п 1 а)Уравнение справедливо при0,075 ща 0,76,Погрешность (Ъ = 0,30 о .В результате видим, что средние квадратические погрешности малы, это свидетельствует о хорошем соответствииуравнений исходным данным.На фиг,5 (табл.5) - показана зависимость коэффициента расхода аот 11/о = Ьо,которая дает возможность оценить не только погрешность измерения расхода при неточности размещения отверстий для отборадавления, на и определить оптимальное.значение е, при котором расположениемест отборов давления незначительно влияют на результаты измерения.Как видно, при значении в " 0.1 и сизменением 1110 = Ьо в широких пределах,коэффициент расхода а изменяется незначительно, здесь допуск на неточность разметки мест отборов - велик,При значении, например, е = 0,55 в результате высоких градиентов; . а= т(11/о = г о),не точность в разметке мест отборов давления - меньше,Как подмазали испытания, все системыотборов от 11 = 1 г = 0,340 до 4,5 О равноценны с точки зрения величины измеряемого перепада давления.Табл.5 - см, слева - направо:первый столбик цифр - , значения 1/о = =г/о:второй столбик цифр - значения а;третий столбик цифр - значения с, рассчитанные по выведенному уравнению;четвертый столбик цифр - значения р, в опоследняя строка каждого четвертого столбика цифр - значения аи, в;верхние цифры-значения коэффициентов ниже приведенных уравнений:1, Для а =0,55а = - 0,1945 + 5,03435(1//о = 2/о - 8,01602(11/о = 12/ф 2 + 6,50055(1/о = 12/о - 2,70243(1/о=г/о) + 0,54661(/о = г/о) 0,04234(1/о: г/о)Уравнение справедливо при0,345(1/о = г/о) 4,5.Погрешность Яу = 0,00020/33.2. Для а =+0,00281(1/о = г/о)Уравнение справедливое при0,3455(1/о = г/о)4,5.Погрешность Цу = 0,0001.Согласно уравнение, для указанных е,допуск к основному размеру г = г = (0,34-4,5) О + 0,01(1 = г) - имеет незначительноевлияние на коэффициент расхода а. Для двух сравниваемых зависимостей аот в, у которых новая - имеет оптимальноезначение Е = 0,68 О и гп = 0,1, а другая(прототип) - имеет значение 2 " (2,2-2,3)б с5 модулями 0,09 - 0,25, отнесенные х одному итому же диаметру трубопровода, точка пересечения определяется, например, для 2 = 2,2б, следующим значениемв = (б/О)г = (0,6872,2)г = 0,095537"0 соответствующее, например, для О - 32 мм,при котором, коэффициент расхода а, длина сопла Е и потери напора Рп в обоих случаях становятся одинаковыми,На фиг.6 (табл,4) - показана зави 15 симость относительной потери напора1 - паРп/ ЬРг = + , , от относительной1+ гпаплощади сужающего устройства в, гдеобозначены:1 - для1=г = 0,50800 и 7. = 0,68 О, О=12,5 мм;5 - для1=г = 3,1750 О и Е, 0,68 О, О30 =8 мм.На фиг,7-11 (табл.5 и 6) - показаны кривые граничных чисел Рейнольдса для области коэффициента расхода а спогрешностью оа + 1, для указанных35 диаметров трубопровода, в мм, и определялись по формуле:Ве 0354 Огде у- кинематическая вязкость,м /с;гО - диаметр трубопрово/а, мм;СЬ - объемный расход, м /ч;из которых видно, что граничные числа Рейнольдса сдвинуты как в сторону малых, таки больших чисел Рейнольдса, для каждого45 диаметра трубопровода,На фиг.12 - показана схема стенда дляградуировки сужающего устройства, гдеобозначены;1 - водопровод с технически гладким50 состоянием внутренней поверхности трубы;2 - запорный вентиль; 3 - форкамера; 4 -регулировочный вентиль; 5 - измерительный водопровод; 6- кольцевые измерительные камеры, для определения55 безвозвратной потери напора сужающегоустройства; 7- испытываемое сужающее устройство с кольцевыми зазорами шириной1-1,5 мм; 8 - контрольный бак; 9 - вод/казатель; 10 - продувочные краники; 11 - секундомер, кл. точ.2 с макс. погрешностью за(установившийся).На таком измерительном стенде можноизмерять коэффициент расхода со среднейотносительной квадратической погрешностью не превышающей й 1,Изобретение осуществляется . следующим образом.Пример.Произведем расчет цилиндрическогосужающего устройства для расходомера сновыми геометрическими соотношениями вцелях определения диаметра его отверстия(б) в зависимости от заданных значений характеризующих свойства измеряемого вещества, условия измерения, а такжезначений максимального и минимальногорасхода.1, Исходные данные.Измеряемая сила - фенол синтетический технический,Наибольший измеряемый расход (объемный) при рабочих условияхОовах = 16 м /ч,зМинимальный измеряемый объемныйрасход при рабочих условияхОовзх = 4,8 м /ч.эТемпература фенола перед сужающимустройством 1 = 65 о С,Избыточное давление фенола перед сужающим устройствомРи = 3 кгс/см .Барометрическое давление Рб = 736 ммрт,ст.Плотность фенола при 40 С р 40 = 1052кгlм .Вязкость фенола при 65 С 165,2,74 х 10 м /с.Перед сужающим устройствам расположено колено на расстоянии1 =1500 мм.4Расчет ведется с учетом "Правил измерения расхода газов и жидкостей стандартными сужающими устройствами" РД50-213 - 80,2, Выбор сужающего устройства, дифманометра и вспомогательных приборов.2,1, Тип сужающего устройства - симметричное цилиндрическое сопла с новымигеометрическими соотношениями:2=. 0,680 й 0,012 и 11= 12 = 0,508 О й:+0,01(11 = 12). Способ отбора перепада давления - неугловой.Материал - сталь 1 Х 18 Н 10 Т,2,2, Тип дифманометра - мембранный5 13 ДД 11, предназначенный для преобразования перепада давления в стандартныйпневмосигнал, Класс точности ЯЬ Р - 1,0.Предельный перепад давления дифманометра ЬРвах устанавливается с учетом10 допустимой потери напора Рп и полученияжелаемого е и выбирается из ряда 1; 1,6;2,51600; 2500 .кгс/м 2 и далее из ряда 0,4;0,631 кгс/см 2;При этом возможны два варианта:15 1. Задана предельно допустимая потерядавления Рп, чем она меньше, тем меньшенадо брать Ь Рвах и тем больше будет относительная площадь сужающего устройства т.20 2. Предельно допустимая потеря Рп незадана, Тогда Л Рвах следует выбирать так,чтобы получить наиболее целесообразноезначение в,В большинстве случаев выгодно иметь.25 небольшое значение в, ближе к оптимальному (гп= 0,1), находящиеся в пределах от0,05 до 0,5,Обычно эти значения щ соответствуютЬРпдх изменяющиеся в пределах 250 - 400030 кгс/м . Несмотря на это, бывают случаи,2когда необходимо их увеличить (вплоть досамых больших допустимых значений), еслитребуется максимально снизить потерюдавления или выгодно уменьшить Л Рвах/Р 135 увеличением а. ПринимаемЛРу = 1600 кгс/м 2,2.3. Манометр для измерения избыточного давления. Манометр показывающий,тип ОБМ, класс точности устанавлива 40 ется по заданному избыточному давлениюсогласно ГОСТ 2405-80 из ряда (1; 1,6;2,5; 4; 6),10", где и - любое целое число.Я,=1,О,Верхний предел измерения давления45 Р= 4 кгс/см 2.2.4, Барометр для измерения относительного давления. Диапазон измерения700-800 мм рт,ст,Максимальная абсолютная погреш 50 ностьРб = 1 мм рт.ст, = 1,3595 х 10 кгс/см 2.2.5. Прибор для измерения температуры фенола перед сужающим устройством.Термометр показывающий, класса точности55 я =ог.Верхний предел измерений устанавливается в зависимости от рабочей температуры,100ла в трубопроводе. сть труб выбирают ающих скорость жи жхЧх 360 где Ч - скорость фено Производительно пределах, не превыш кости в трубе 3 м/с. Выбирают Ч = 2,25 с. тд д .д д д д дГ. . дд,дд3;14 х 2,2 х 3600Согласно ГОСТ 8732-78 диаметр трубопровода принимается 0 = 57 х 3,5 мм.Внутренний диаметр трубопровода при 20 С 02 омм.Требование на отклонение ЬОф) диаметра О, те же, что и для сужающих устройств для малых и средних чиселРейнольдса.По выбранному диаметру трубопровода 02 о = 50 мм находим:22 о=0,680 й 0,01 Е -34 + 0,34 мм и1-2-0,508 О + 0,01(1" 12) -254 ++ 0,25 мм.3.5. Внутренний диаметр трубо при 65 С0 02 о(1 + д (т,45 5провода Согласно ГОСТ 5365-83, выбирают термометр с пределом измерения й = 100 С(373,15 К).3. Определение недостающих для расчета данных. 53.1. Абсолютное .давление (п.6,11,табл,7)Ра= Ри + РбР = 3+ - -4 кгс/см,.736 2735,5610где 735,56 мм рт.ст. соответствует 1 кгс/см .3.2, Абсолютная температура фенола .перед сужающим устройством (ф.40, "Правила")Т = 273,15+ ц 15Т = 273,5 + 65 338,5 К.3.3. Плотность фенола в рабочих условиях определяется по формулеРс =Р 4 о (1 - Р (г - 40,где Р - температурная поправка рассчитывается согласно справочнику "Расчеты основных процессов и аппаратовнефтепереработки" под ред, Судакова Б,Н.М., Химия, 1979 г.Р =0001828 - 0,00132 р 4 о х 10 з 25Р = 0,001828 - 0,00132 х 1052 х 10=- 0,41163411040 0,01252 х 50,03х ва = 0,4116где Ь Ру (кгс/м ) - наибольший перепад дав 2ления в сужающем устройстве, соответствующий Совах.5. Определение модуля сужения в =(б/0)5.1. Модуль сужения в, вычисляется по уравнению округленному - не менее четырех значащих цифр.в - 1,23424(ва ) - 0,0289904(ва )2 - 0,965755(ва) + 0,520571(ва ) =1,23424 х 0,4116 - 0,0289904 х 0,4116 =0,965755 х 0,4116 + 0,520571 х 0,4116 =0,4506998.в = 0,45069,5.2. Проверяем условие, на постоянство коэффициента расхода, находящегося в области граничных чисел Рейнольдса, по фор- муле Ве = 0,354= 123759500,т.е, условие выполняется.6. Определение диаметра отверстия сужающего устройства при температуре 20 С (Ф.162, "Правила").б 20= - х Йз0Кгде Кс - поправочный коэффициент на тепловое расширение материала сопла.К = 1 + % (т - 20); % = 0,165 х 10 1/ОС для стали 1 Х 18 Н 10 ТК 1 + 0,165 х 10 (65 - 20) = 1,0007425; Кс 1,007. где /4 - поправочный множитель на тепловое расширение материала трубопровода.Для стали 1 Х 18 Н 10 Т, В = 0,165 х 10 =- 1/ОС, тогда Обб = 501 + 0,165 Х 10 (65-20 = 50,037125 мм. Обб = 50,03 мм.4, Определение вспомогательной величины ва4.1. Вспомогательную величину ва вычисляют по уравнению, округленному - не менее четырех значащих цифр.овах050,03620 1 0007 77045069 -33 56 мм, Требование на отклонение Л бф) диаметра б цилиндрической части отверстия сужающего устройства от расчетного те же, что и для устройств для малых и средних чисел Рейнольдса, Конусообразность отверстия сопла оценивается разностью между диаметрами, измененными в начале и в конце цилиндрической части, уменьшенной вдвое - не должна превышать 2/1000 и сужение допускается в направлении движения потока, во избежание вредного влияния искажения формы струи.7. Определение коэффициента расхода й,7,1, Коэффициент расхода а вычисляется по уравнению, округленному - не менее четырех значащих цифр.а. = 0,801809+ 0,220114 а - 0,605567 а 2+ +1,47026 а,Поправка на претупление кромок сопла и на шероховатость трубопровода не вводится, так как трубопровод выбран гладким и сопло изготовлено с острыми кромками. Относительная шероховатость трубопровода ЯаИ не превышает значений табл.4. "Правил РД 50-213-80". а = 0,801809 + +0,220114 х 0,45060 - 0,605567 х 0,45069 + +1,47026 х 0,45069 = 0,912603,8, Проверка расчета (Ф,13),Озп 7 х = 0,01252 Х а Х К 1 Х б 2 О Х2 х ЛГ, м /ч, Р 5 Ооп 7 ах = 0 01252 х 0,912603 х 1,0007 хх 33,56 х 971600 = 15,983842 м/ч.1040Относительное отклонениед =( -- 1)х 100 =(1) хОэ 15,984Оопр 16х 100 - 0,10099 %Так как й(0,2) расчет выполнен верно.В противном случае необходимо скорректировать значение б, а затем уточнитьзначение а иа, и снова произвести проверку расчета,9, Определение потери напора и длинпрямых участков трубопровода прилегающих к сужающему устройству,9,1. Потеря напора Рп вычисляется поформулеР, 1 - аа 1 - 0,4116ХРг 1 + аа 1 + 0,4116Как видим, потери напора очень незначительны.9.2, Необходимые длины прямых участков трубопровода для местного сопро 5 тивления - колена, установленныхперед сужающим устройством и за нимдля а = 0,45 равны О = 24 х О = 1200 мм;2 = 7,50 = 375 мм, т,е, меньше заданногозначения (см. "Методические указания" РД10 50 - 411 - 83.10. Определение погрешности измерения,10,1, Правильность выведенных значений, проверяем по результатам градуиров 15 ки расходомера водой - на гидростенде, притемпературе воды 1 = 20 С с плотностьюф 2 о =998 кг/м (см. фиг.12).10.2, Результаты градуировки, в сравнении с заданными значениями2008=0 фх 1/Я =16 х Рф =16333 л/ч,Рв 998определялись по следующим параметрамизмерения:25 ЬРу=1600 кгс/м;0=50 мм;2=34 мм;11= 12=25,4 мм; =33,56, имея ввиду наличиепостоянства коэффициента расхода а приа = (33,56/50) = 0,45, йеп 7 ах = 0,354 х.х= 115637450000,16,33350 х 10Веп 7 ь = 0,354 х= 3468495004,89950 х 10(см. табл.7).35 Для определенияточности ряда измерений, вычисляется оценка стс 1 средней квадратической погрешности отклонений р,выраженное в о . 40 7098411974054952 9018712 4 055711 4 - 00454 40,187 6-3 ЦО =0,51,= 0,5173319 ,45 Как видим, выведенные с помощью расчета параметры сопла, хорошо согласуются по расходу заданного значения с экспериментальным.50 Это указывает на то, что новые устройства, с более лучшими эксплуатационными свойствами, можно рассчитывать не прибегая к их индивидуальной градуировки и могут служить преобразователями расхода, наравне с другими, для которых известна зависимость потери напора от расхода.Формула изобретения Цилиндрическое сужающее устройстводля расходомеров, содержащее симметричное цилиндрическое сопло, расположенное1811601 17 18между входным и выходным патрубками из- лых и больших значений чисел Рейнольдсэ, мерительного участке трубопровода, в кото- длина цилиндрической части сопла выбираром на одинаковом расстоянии от сопла вы-ется равной 0,68, а расстояния между отбополнены отборы давления, о т л и ч а:ю- рами давления и центром сойлэ 0,34 - 4,5 щ е е с я тем, что, с целью расширения диаметров измерительного участка трубопдиэпазона измения расхода в сторону ма- .5 ровода. Таблица 1 Значения 2, гл и а при ооствйнстве И Ь 2,44 0,25 мм,.для симметричных цилин-,дрических, еопвл нового типа