Способ измерения расхода вещества с помощью сужающего устройства

(511 4 С О 1 УДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ГКНТ СССР г,.с 01 Г 38 МВ с".1" ,:":ЫО ИЗОБРЕТЕНИЯВИДЕТЕЛЬСТВУ БгыО,;к 1(71) Азербайджанский институт неФти и химии им. М.Азизбекова(56) Кремлевский П.П. Расходомеры и счетчики количества. - Л.: Мащиностроение, 1975, с. 98-114,Правила измерения расхода газов и жидкостей стандартными сужающими уСтройствами РД 50-213-80. М.: Издательство стандартов, 1982.(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ РАСХОДА ВЕЕСТВА С ПОМОЩЬЮ СУЖАЮЩЕГО УСТРОЙСТВА (57) Изобретение относится к измерению расхода потоков жидкостей, газов и паров, может найти применение при анин раск од с помо устройств со ра ие точност асти непос расхода. Пемого вещестустройства тводя ую трубку 5 в и дополнительно о на сужанн вода веще дав е рио ениям перотности,такжевода 8 аВ расхода ва, заложенныхо устройстварасхода. 1 ип. ОПИСАНИ К АВТОРСКОМУ о измеряющихщ дартных сужаюи направлено на повыи измерения расхода вто янно го коэффициента риодически часть измеряева иэ потока до сужающегоо т через капилляроток вещества за нимпределяют перепадцем устройствевства. По измеренепадов давлений, адиаметрам трубопрожающего устройства 1, з висимости коэффициента функции числа Рейнольд в память вычислительно 3 определяют величинуИзобретение относится к измерениюрасхода потоков жидкостей, газов ипарон и может найти применение присоздании расходомерон, взмеряющихрасход при малых числах Рейнольдса,которые, в свою очередь, могут найтиприменение в любой отрасли народногохозяйства, где необходимо проведениеконтрольно-учетных операций вещества.Пель изобретения - повышение точности при непостоянном коэффициентерасхода.На чертеже показана схема одногоиз вариантов устройства, реализующего 15предлагаемый способ.Устройство содержит стандартноесужаюшее устройство 1, дефманометр 2,специализированное управляювее нычис -лительное устройство 3, устройство 4вывода, капиллярную трубку 5, исполнительный механизм Ь, поворотную заслонку 7, трубопровод 8 с измеряемойжидкостью.Один вход ди 1 манометра 2 подключен к трубопроводу 8 до сужаюгцегоустройства 1, а другой - после сужающего устройства 1, встроенного в трубопровод 8, выход дифманометра 2 соединен с входом специализированногоуправляющего вычислительного устройства 3, один выход которого соединенс устройством 4 вывода, другой выход -с входом исполнительного механизма 6,выход которого соединен с поворотной35заслонкой 7, капиллярная трубка 5 одним концом через поворотную заслонку7 соединена с трубопроводом 8 до сужаюшего устройства 1 вторым - напрямую после сужаюшего устройства 1,Способ осуществляется следующимобразом.При закрытой заслонке 7 весь потоквещества в трубопроводе 8 проходитчерез сужающее устройство 1. Величина 45перепада давления д Р на сужаюшее уст -ройство при закрытой заслонке 7, измеренная дифманометром 2, поступаетна вход управляющего вычислительного устройства 3. На выходеуправляюгцего вычислительного устройства 3 периодически вырабатываетсясигнал, управляющий исполнительныммеханизмом 6, который открывает заслонку 7,Часть нешества н трубопроводе 8через открытую заслонку 7 и капиллярную трубку 5 отводится н поток за сужающее устройство 1. Массовый расход вещества в трубопроводе а равен сумме массовых расходов вещестна через сужающее устройство и через капиллярную трубку а при открытой заслонке,кт.е.а- а,+ аИзмеренная дифманометром 2 величина перепада давления Л 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 диаметров трубопровода и сужающего устройстна, зависимость коэффициента расхода в функции числа Рейнольдса, попраночные множители и т,д. В вычислительном устройстве 3 происходит обработка результатов измерений и определяется искомьв расход. Полученный результат регистрируется устройством 4 вывода.Массовый расход а, определяемый с помощью сужающих устройств, выражается следующим образом:14д (2) где ю - ко эффициен т ра сх ода;Я - попраночный множитель на расширениее;д - диаметр отверстия сужающегоустройства;йР - перепад давления на суящющеиустройстве;р - плотность измеряемой сРеды.Значение массового расхода а связано с числом Рейнольдса, отнесенного к диаметру трубопровода Р выражениемКе0 0361В1) Рф(3) где кг - динамическая вязкость измеряемой среды.Для движения жидкости через капилляр справедливо уравнение Пуазейля11 гфа =к -- -раРн 3 кф(4) где а - массовый расход вещества через капиллярную трубку;г - радиус капилляра;1 - длина капиллярами1 Р к - перепад давления на капилляре;К - постоянный числовой коэффициент,,С К (Ве),Ц Е (Р, Р ). Таким образом, как видно из зависимости (11), по измерениям перепада давления ЛР на сужающем устройстве до отвода веще с тва и и е реп ада давления ЛР н период отво, определяютнеличину расхода Я,15 Формула изобретенияЗаказ 7942/41 Тираж 660 ПодписноеНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 13035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,10 Таким образом, из изложенного следует, что расход вещества (, коэффициент расхода о и число Рейнольдса Ке в общем виде могут быть представлены: Ке Е (Я, р), (7)10Подстанляя величину о( иэ зависимости (6) и значение числа Рейнольдса иэ (7) в выражение (5), получают 0(1 Рс Р) (8) В выражении (8) ЛР - перепад давления на сужающем устройстве при эакрытрй заслонке. Зависимость для расхода вещества через сужающее устройство при открытой заслонке имеет нид 0- Г,(дР,р),где дР - перепад давления на сужаю 9щем устройстве при открытойзаслонке, 25Расход вещества Ц через капиллярную трубку в соответствии с (4) за -висит от йР и р, т.е.0, - ,(дР, р),где ДРк - перепад давления на капиллярной трубке,Причем ДР к = дР, если осуществлять отвод вещества через капиллярную трубку на таком же расстоянии, на35 каком осуществляется отбор давлений до и после сужающего устройства. 11Подставляя зависимости (8), (8 ц) и (9) в уравнение (1) и решая его относительно р, получаютн= Г (дг, аг ). ( 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 щ и й с я 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.