Способ определения расхода потока жидкости

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 51)4 С 01 0 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 14294399 о2 оУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЧНРЦТИЯМПРИ ГКНТ СССР(57) Изобретение касается измерениярасхода потока свободно падающейжидкости и может быть использованопри моделировании на воде процессовзаполнения литейных форм жидкимметаллом. Целью изобретения являетс Изобретение относится к областиизмерения расхода потока свободнопадающей жидкости и может быть использовано при моделировании на водепроцессов заполнения литейных формжидким металлом.Целью изобретения является расширение функциональных возможностейза счет обеспечения измерения расхода свободно падающей струи,На фиг,1 показано измерение припомощи трубок, диаметры О, и 0 которых превышают диаметр струи й; нафиг2 - измерение, когда диаметры О,и 01 трубок связаны с диаметром Йструи соотношением 0 ( й и с В801520341 расщирение функциональных возможностей. Поток жидкости, скорость которого Чд и площадь у, направляют в П-образную трубку, диаметр Э, Которой меньше диаметра Й потока,и рассчитывают скорость потока по Формуле у = Г 2 ЕП гле е - ускорение свободного падения Н - уровень подъема жидкости в П-образной трубке. Затем тот же поток направляют в 11-образную трубку диаметром Р.у, большим с 11, измеряют Нр и определяют д2 по Формуле ы = Р,е (1 - 1 в . в -), Для удобства одновременного измерения Н и Н можно испольэовать две 0-образные трубки разных диаметров, уста-новленные коаксиально. При этом должно соблюдаться условие ПЙ( Р. 2 э.п.ф-лы, 2 ил.С: ЮСущность способа заключается вследующем.ЯАРПри подаче потока зпщкости диаметромс 1 п в нижний торец П-образной трубки,имеющей внутренний диаметр 0 большедиаметра потока Йдр в противоположной стороне трубки устанавливаетсяуровень подъема жидкости Н. При неизменном расходе жидкости этот урочвень со временем не изменяется,Известно, что сила, с.которой ееее 3струя жидкости воздействует на неподвижную преграду (стенку), равна25 вые часают посл 2 го б)о Ч о фо(5)Э и заполнении 0 бразной трубки етром ог больплоЩади сев трубку и вы. Тогда выражепотоко сти трубкивходящихее, равны ния струй, дящих из н 5 2о фо-Л. 2 я Р ормула (5) записыв нения Н тся в звестного урав юто т сечения трубки где Ь- п етр жидкост киН и бзя рассчии, потока 11-образ шим й. бки диаметром О, м где р - уиельая масса жидкости Тогда отношение Р/Р можно считать удельной силой или удельным давлением, приходящимся на единицу площади сечения торца Н-образной трубки, а отношение Е = Р/Гт - полной удельной энергией струи потока жидкости.Иэ уравнения Бернулли известно, что удельная энергия жидкости Етрф находящейся в 11-образной трубке. для сечения, проходящего по входному тор" цу 11-образной трубки перпендикулярно оси потока, может быть определена по уравнениюгЧт РЕ = - + - -+ Н, (2)Р 2 я где Ч - скорость потока вытекающегоЭиз трубки навстречу потокупадающей жидкости;Р - избыточное давление на поверхности входного торца трубки, принимаемое равнымР= О,Учитывая, что по закону неразрывности жидкостиЧо 2 Чтр Г, (2) а также равенство энергийЕс = Ттр, (4) и приравнивая пра ти уравненийи (2), получ е преобразования уравнение т.е, высота подъема жидкости в противоположном торце 11-образной трубки равна разнице удельных энергий струй жидкости, поступающей в нее, и вытекающей из 0-образной трубки,При заполнении 11-образной трубки потоком жидкости диаметром д, меньшим диаметра трубки О высота заполнения противоположного гонца трубки Н, зависит от скорости Ч и площади , потока жидкости и может быть - рассчитана по уравнению Зная уровень наполнения Противоположного конца тру площадь этой трубки 1,нель тать скорость Ч и площадь жидкости, ноступающео в нижний торец трубки,Для определения скорости Ч и 5площади Ф потока жидкости его надоонаправить в другую 11-образную трубку диаметром Пг большим или меньшимдиаметра трубки П но при обязательном сохранении условия 0 г 7 д.Тогда высота заполнения противоположного конца трубки Нг может бытьрассчитана по уравнению1 где Р - площадв сечения трубки диаметром РгРешая совместно уравнения (6) и 20 (7), получают для рассчета площадипотока ы и скорости потока Ч,где Г, и Рг - площади поперечногогсечения измерительныхтрубок диаметром О, иВ,5Устройство для измерения скоростии расхода потока диаметром Йпредставляет собой две 0-образные измерительные трубки разных диаметров 40 Ж, и Р) подаваемые поочередно подструю потока жидкости диаметром Й(фиг.1). При этом выполняются условия5 1Для определения скорости потока жидкости Ъ и его площадки Со, первоначально определяют уровень подъема жидкости Н, в Б-образной трубкЕ, диаметр которой Р, меньше диаметра потока О и рассчитывают скорость потока Чо по формуле;= Г 2 ды (8) а затем поток жидкости этого же диаметра Й направляют в Б-образную трубку диаметром Р 2 большем Йзамеряют уровень подъема жидкости Н2 и определяют площадь потока жидкости сдо, полученной после подстановки (8) и (7), и имеющий видсд = Р (1 - 1 -) (9) Ч 2 о Н 12 КН 12 ьа оа ( О)РР,2 Н 2 2 И,Р 1 РНг Н 1Р, Р,15 5203 ч 6аметр которых не равен пиаметруструи,измеряют уровень подъема жидкости вкаждой из них и определяют скоростьструи и площадь ее сечения, по ко 5торым рассчитывают величину расхода.2. Способ по п.1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что свободно падающую струю направляют в две трубки,диаметр которых превышает диаметрструи, а величину скорости струии площади ее сечения определяют поформуламЧодля удобства одновременного измерения величин Н и Н 2 можно испольэовать две Б-образные трубки разных диаметров, установленные коаксиально. При этом диаметр потока жидкости Й, направляемый на входные отверстия трубок с внутренним диаметром Ри наружным диаметром Р 2, связан соотношением Р, ( Й( 11. Формула изобретения1, Способ измерения расхода потока жидкости путем измерения скорости по уровню подъема жидкости в изогнутой измерительной трубке, установленной навстречу потоку, о т л и ч а - ю щ и и с я тем, что, с целью расширения функциональных возможносттей за счет обеспечения измерения расхода свободно, падающей струи, . струю направляют сверху вниз в две П-образные измерительные трубки, ди 1 де Н, и Н 2 - уровень жидкости в большем по высоте кольцеИ-образных трубок;25Р и Р - площади их поперечного2сечения.3. Способ по п.1, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что свободно падающуюструю направляют в две измерительныетрубки, диаметры которых связаны сдиаметром струи неравенством Р, ((д ( Р 2, а величину скорости и площади сечения струи определяют по форму- лам Ч = "28 Н,;,Н 2 ы Р (1 - 1 -- -) о 2 Н 1ставитель И.Олоничехред М.Ходанич Бл анар ректор Т.Палий акт Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 10 акаэ 6745/41 Тираж 660 НИИПИ Государственного комитета по 113035, Москва, Жизо5, Р Подписноетениям и открытиям при ГКНТ СССская наб., д. 4/5