Перепаду тиску - раздел Образование, ЧАСТИНА 1 – МЕТРОЛОГІЯ
Основна Залежність Між Масовою QМ (Чи Об’Єм...
Основна залежність між масовою QМ (чи об’ємною Qоб) витратою і перепадом тиску (р1 – р2), отримується із розв’язку
системи рівнянь для закону збереження енергії:
(6.1)
і нерозривності струменя:
(6.2)
де і - відповідні зміни швидкості і тиску середовища, що протікає в перерізах потоку під час його звуженя і розширеня; F – площа перерізу потоку в довільно вибраному перерізі трубопроводу; r - густина вимірюваного потоку газу. Під час цього вважаємо, що трубопровід горизонтальний [2].
Відношення найменшої площі (горла) струменя FВ до площі отвору діафрагми F0 називають коефіцієнтом звуження струменя і зазвичай позначають через . Звідси:
. (6.3)
Коефіцієнт вказує ступінь додаткового звуження потоку, що відбувається під впливом сил інерції, на виході із звужуючого пристрою. Для діафрагм знаходиться в межах від 0,6 до 0,78. Для сопла, що має плавний вхід, =1.
Відношення площі отвору звужуючого пристрою F0 до площі поперечного перерізу трубопроводу FА називається відносною площеюm, що раніше називалася модулем звужуючого пристрою і визначається відношенням:
. (6.4)
Із врахуванням рівнянь (6.3) і (6.4) із рівняння (6.2) випливає:
. (6.5)
Під час проходження через звужуючий пристрій густина газу внаслідок зниження тиску зменшується, в результаті чого масова QМ (чи об’ємна Qоб) витрата віднесена до початкової густини, дещо збільшиться (збільшення швидкості потоку в звуженні із-за зменшення густини газу). Для врахування цього, вводять поправочний множник на розширення газу , мен-ший за одиницю. Для рідини e = 1.
У такому випадку рівняння для визначення масової і об’ємної витрати набувають вигляду:
(6.6)
, (6.7)
де, - коефіцієнт швидкості виходу, a - коефіцієнт витікання, який розраховується за формулою:
, (6.8)
де, - коефіцієнти Коріоліса потока в перерізах А і В, характеризують розподіл швидкостей в трубопроводі і залежать від числа Re і шорсткості стінок; - коефіцієнт гідравлічного опору пристрою звуження потоку; - коефіцієнти швидкісного напору потоку у перерізах А і В, визначаються місцезнаходженням відбору тиску p1 i p2, які залежать від способу відбору [2].
Ці рівняння є основними залежностями між витратою газу і перепадом тиску на звужуючому пристрої.
Залежність густини газу в робочих умовах , кг/м3, від температури і тиску визначається за формулою:
(6.9)
де - густина сухого газу в нормальних умовах, тобто під час тиску = 1,0332 кгс/см2 (1,01325×105 Па) і температурі =293,15 К; - нормальний тиск газу; - нормальна температура газу; - абсолютний тиск газу перед звужуючим пристроєм, кгс/см2; - температура газу перед звужуючим пристроєм, К; z – коефіцієнт стисливості газу.
Підставляючи у формулу (6.9) цифрові значення густини і температури під час нормальних умов, отримаємо формулу, яка використовується на практиці, для визначення густини газу в робочих умовах за допомогою значень під час нормальних умов, температурі і тиску:
(6.10)
Абсолютний тиск середовища р1 дорівнює сумі надлишкового тиску р1н, що вимірюється перетворювачем тиску чи манометром, і барометричного (атмосферного) тиску рб:
(6.11)
Із формули (6.9) маємо, що із збільшенням абсолютного тиску р1 і зниженням фактичної температури газу Т1 густина газу за робочих умов збільшується, а під час зменшення тиску і підвищення температури – зменшується.
Коефіцієнт стисливості газу z вказує на відхилення поведінки реального газу від ідеального. Вплив коефіцієнта стискуваності z на густину газу під час різних тисках і температурах досить суттєвий. Так, для природного газу значення z може змінюватися від z =1 (під час рн =1,0332 кгс/см2 і Тн = =293,15 К) до z = 0,5 (р1=100 кгс/см2 і Т1=223,15К) [3].
Рівняння, що зв’язує витрату газу, приведену до нормальних умов, з витратою газу в робочих умовах, набуває вигляду:
. (6.12)
Підставляючи в це рівняння значення фактичної густини газу із виразу (6.9) і значення об’ємної витрати , отримаємо формулу об’ємної витрати газу, приведеного до нормальних умов:
(6.13)
де - об’ємна витрата газу, приведена до нормальних умов, нм3/год.
У більшості практичних випадків, що мають місце в газовій промисловості, витрата газу за нормальних умов виражається в кубічних метрах за годину, діаметр отвору діафрагми d – в міліметрах, перепад тиску - в кілограм-силах на квадратний метр, тиск в кілограм-силах на квадратний сантиметр. В цьому випадку формула (6.13) де рн= =1,0332 кгс/см2 і Тн = 293,15 К набуде вигляду:
(6.14)
Перевагами даних витратомірів є універсальність застосування (вони придатні для вимірювання витрати будь-яких однофазних середовищ, а в деякій мірі і двохфазних; вимірювання витрат різної величини в трубах, практично, будь-якого діаметру і, практично, за будь-якого тиску і температури), зручність масового виробництва (індивідуально виготовляється тільки перетворювач витрати – звужуючий пристрій, а всі інші частини виготовляються серійно), відсутність необхідності еталонних установок у випадку застосування, як перетворювачів витрати стандартних звужуючих пристроїв, що встановлені в трубопроводах з діаметром не менше 50 мм.
До найбільш важливих недоліків відносять: квадратичну залежність між витратою і перепадом тиску, наслідком чого є нерівномірність шкали, малий діапазон вимірювання Qmax/ Qmin = 3/1 і труднощі, які виникають за умови їх застосування, для вимірювання змінних витрат; обмежена точність і швидкодія і наявність ртуті в деяких видах дифманометрів. Інерційність витратомірів зростає із збільшенням довжини трубок, що з’єднують звужуючий пристрій з дифманометром.
Похибка вимірювання може лежати у досить широких межах, в залежності від стану звужуючого пристрою, діаметру трубопроводу, постійності тиску і температури вимірюваль-ного середовища. В середньому гранична приведена похибка складає плюс/мінус 1 до 3 %. ДСТУ3383-96 визначає її, як 4 %.
Область застосування цих витратомірів регламентована ГОСТ 8.563.1. Вона відноситься перш за все до однофазних турбулентних потоків за чисел Рейнольдса від 3,2×10 3 до 10 8 і стандартизованих конструкцій звужуючих пристроїв, які повинні монтуватися в трубопроводах певного внутрішнього діаметра: 50-1000 мм – діафрагми; 50-500 мм – сопла ISA 1932; 65-500 мм – сопла Вентурі; 100-800 мм або 50-250 мм або 200--1200 мм – труби Вентурі відповідно з вилитим, додатково підготовленим чи зварним конструктивним виконанням вхідної конічної частини [4].
ЧАСТИНА МЕТРОЛОГІЯ... ОСНОВИ МЕТРОЛОГІЇ СТАНДАРТИЗАЦІЇ і КОНТРОЛЮ... ЛАБОРАТОРНИЙ ПРАКТИКУМ...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:
Перепаду тиску
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
ЗАГАЛЬНІ МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ
Державний стандарт України ДСТУ 2681-94 "Метрологія. Терміни та визначення" лаконічно визначає метрологію, як науку про вимірювання. Деталізуючи це визначення, можна сказа
ЛАБОРАТОРНИХ РОБІТ
На першому занятті викладач повідомляє студентам план виконання лабораторних робіт, кількість балів за лабораторні роботи, строки їх виконання і захисту, рекомендує їм необхідну лі
Види вимірювань. Класифікація похибок
Вимірювання прийнято розділяти на два основні види – прямі і непрямі (опосередковані). Ті вимірювання, під час яких числові значення фізичних величин отримуються за допомогою вимірювального прил
Будова і принцип роботи штангенциркуля і мікрометра
В даній лабораторній роботі для вимірювання сукупної товщини пластинок використовується штангенциркуль і мікрометр.
Штангенциркуль (рис. 1.3) – це засіб вимірювальної тех-ніки для в
Порядок виконання роботи
1) Отримати у викладача дві пластинки для визначення їх сукупної товщини.
2) За допомогою штангенциркуля і мікрометра провести багаторазові (
ЗАПИТАННЯ ДО САМОКОНТРОЛЮ
1.1) Охарактерезуйте задачі вимірювань.
1.2) Які бувають види вимірювань?
1.3) Які вимірювання називають прямими?
1.4) Як класифікуються похибки?
Будова і принцип роботи технічних терезів
В даній лабораторній роботі для вимірювання лінійних розмірів взірця з метою обчислення його об’єму, використовується штангенциркуль або мікрометр (див. лаб. №1). Для вимірюван
Порядок виконання роботи
1) Отримати у викладача взірець для вимірювання густини матеріалу з якого виготовлений даний взірець. Замалювати ескізне креслення взірця з нанесенням буквених позначень розмірів, які необхідно вим
ЗАПИТАННЯ ДО САМОКОНТРОЛЮ
2.1) Які вимірювання називають непрямими?
2.2) Які бувають типи непрямих вимірювань?
2.3) Яким чином враховується вплив кожного аргументу під час обчислення похибк
Магнітоелектричної системи
Струм до рамки підводиться через затискачі 2 і дві спіральні пружини 9, які створюють протидіючий момент. Під час проходження струму через рамку на неї діє обертальний момент. Кут п
Електромагнітної системи
Вимірюваний струм, що проходить по котушці 3, створює магнітне поле. В це поле втягується осердя у вигляді стальної пластинки 4, закріпленої на осі 5. Намагніченість осердя і саме магнітне поле кот
Електродинамічної системи
Котушки в приладах електродинамічної системи залежно від призначення, їх з’єднують послідовно або паралельно використовуючи даний прилад, як амперметр, вольтметр чи ватметр.
Прилади електр
ПОРЯДОК виконання роботи
1) Ознайомитися з конструкцією і принциповими електричними схемами взірцевих і повірюваних приладів, використовуючи під час цього їх технічні описи, інструкції з експлуатації.
2) Скласти е
ЗАПИТАННЯ ДО САМОКОНТРОЛЮ
3.1) Які є системи електромеханічних амперметрів і вольтметрів і в чому полягає суть кожної з них?
3.2) Що таке клас точності вимірювальних приладів?
3.3) Які вимоги ставляться до
Одиниці вимірювання тиску
В результаті дії сили на поверхню тіла виникає тиск. Крім тиску від дії сили, на всі тіла на землі діє атмосферний тиск – тиск навколишнього повітря.
Існують наступні поняття
Класифікація засобів вимірювання тиску
Для вимірювання тиску і розрідження застосовують різноманітні прилади. Надлишковий тиск вимірюють манометрами, розрідження – вакууметрами, атмосферний тиск – барометрами. Крім
Манометр з трубчатою одновитковою пружиною
Основною частиною монометра (рис. 4.1) є трубка (пру-жина) 2 зігнута дугою на кут від 180 до 2700. Один кінець трубки закритий, а другий з’єднаний з основою 6. Для вимірювання тис
Проведення повірки манометрів
Під час повірки манометрів, під якою розуміють визначення їх похибки з метою встановлення придатності до дальшого використання, найважливішим питанням є вибір взірцевих приладів з відповідними діап
ПОРЯДОК виконання роботи
1) Ознайомитись з конструкцією використовуваних приладів, провести їх зовнішній огляд і переконатись у відсутності на них механічних пошкоджень.
2) Відкрити вентилі 6, 4 і
Манометричні термометри
Манометричний термометр (рис. 5.2) складається з термобалона, капілярної трубки і манометричної частини. Вся система приладу (термобалон, капілярна трубка, манометрична пружина) заповнена робочою р
Повірки біметалічного (манометричного) термометра
2) Скласти лабораторну установку для повірки біметалічного (манометричного) термометра згідно (рис. 5.1). Під час цього заповнюють посудину водою таким чином, щоб занурити повністю
Манометричних) термометрів
ПРОТОКОЛ ПОВІРКИ
Біметалічний (манометричний) термометр №_____
границі вимірювання__________ клас точності_____________
Вр
Запитання до самоконтролю
5.1) В чому полягає принцип дії біметалічних термометрів ?
5.2) В чому полягає принцип дії манометричних термометрів ?
5.3) Які переваги і недоліки біметалічних і манометричних те
Перепаду тиску
Основна залежність між масовою QМ (чи об’ємною Qоб) витратою і перепадом тиску (р1 – р2), отримується із розв
БУДОВА РОТОРНИХ ЛІЧИЛЬНИКІВ
Роторні лічильники складаються з вимірювального механізму; синхронізуючих шестерень; передаточного механізму; корпусу; головки (рис. 6.3).
Вимірювальний механізм складається із вимірювальн
ПРИНЦИП ДІЇ РОТОРНИХ ЛІЧИЛЬНИКІВ
Принцип роботи роторних лічильників ґрунтується на витисканні, під дією різниці тисків між входом і виходом лічильника, двома роторами вісімкоподібної форми по черзі порцій газу, які відсікаються
Лічильника газу
Похибки вимірювань роторних лічильників визначаються втратами в зазорах, між роторами, між роторами і корпусом. Через це під час малих витратах за рахунок падіння тиску на виході л
ПРИНЦИП ДІЇ МЕМБРАННИХ ЛІЧИЛЬНИКІВ
Вимірювання об’єму газу мембранними лічильниками відбувається шляхом почергового заповнення і спорожнення вимірювальних камер газом за допомогою золотникового розподілювача, який приводиться від
Порядок виконання роботи
1) На рис.6.9 наведено схему лабораторної установки. Ознайомитись з конструкцією використовуваних приладів, ва-ріантами переміщення вимірюваного середовища, провести зовнішній огляд приладів і пер
Швидкісної трубки Піто
Швидкісна трубка Піто 2 встановлюється на прямій ділянці дослідного трубопроводу 1 таким чином, щоб отвір трубки для прийому повного тиску був направлений назустріч потоку газу. Під
Порядок виконання роботи
1) За допомогою штангентциркуля провести вимірюван-ня діаметру дослідного трубопроводу 1 (рис. 7.6) в декількох перерізах. Усереднити отримані результати.
2) Провести розрахунок висоти
Запитання до самоконтролю
7.1) Який принцип дії і будова витратоміра швидкісного напору на базі трубки Піто?
7.2) Які переваги і недоліки витратоміра швидкісного напору на базі трубки Піто?
7.3) Що розумію
Вимірювальний перетворювач температури
У даній лабораторній роботі досліджується вимірювальний перетворювач температури охолоджувальної рідини. В таких вимірювальних перетворювачах використовуються властивості металів і напівпровідників
Вимірювального перетворювача температури
Лабораторна установка для дослідження метрологічних характеристик вимірювального перетворювача зображена на рис. 8.3 (аналогічна для лабораторної роботи № 5). Установка складається із посудини 5 з
Запитання до самоконтролю
8.1) Для чого застосовуються вимірювальні перетворювачі?
8.2) На які групи поділяють вимірювальні перетворювачі в залежності від фізичних явищ в чутливих елементах перетвор
ПЕРЕЛІК рекомендованих і ВИКОРИСТАНИХ джерел
1 О.М. Карпаш, А.В. Яворський, М.О. Карпаш Основи забезпечення якості в нафтогазовій інженерії: Навч. посібник.– Івано-Франківськ: Факел, 2008. – 439 с.:іл.
2 Основи метрол
Методика виявлення промахів
Для виявлення промахів в серії вимірів випадкових величин існує спеціальна методика. Нехай проведено
Вимірювання
В результаті прямих або непрямих вимірювань отримуються наближені значення. Цифри, що складають наближене число, можуть бути вірними, сумнівними і невірними. Цифра називається вірно
Механіних термометрів
(калібрування згідно DIN 16203)
Діапазон показів
Діапазон вимірювань
Похибка в діапазоні вимірювань
Продовженян додатка З
4) Писати числа у кожної масштабної мітки, якщо числа починають зливатися, не слід (див. вісь ординат на рис. К.1,а), але наносити їх слід через рівні проміжки. Крім масштабу на координатних осях н
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
(6.1)
(6.2)
і 
- відповідні зміни швидкості і тиску середовища, що протікає в перерізах потоку під час його звуженя і розширеня; F – площа перерізу потоку в довільно вибраному перерізі трубопроводу; r - густина вимірюваного потоку газу. Під час цього вважаємо, що трубопровід горизонтальний [2].
. Звідси:
. (6.3)
. (6.4)
. (6.5)
внаслідок зниження тиску зменшується, в результаті чого масова QМ (чи об’ємна Qоб) витрата віднесена до початкової густини, дещо збільшиться (збільшення швидкості потоку в звуженні із-за зменшення густини газу). Для врахування цього, вводять поправочний множник на розширення газу 
, мен-ший за одиницю. Для рідини e = 1.
(6.6)
, (6.7)
- коефіцієнт швидкості виходу, a - коефіцієнт витікання, який розраховується за формулою:
, (6.8)
- коефіцієнти Коріоліса потока в перерізах А і В, характеризують розподіл швидкостей в трубопроводі і залежать від числа Re і шорсткості стінок; 
- коефіцієнт гідравлічного опору пристрою звуження потоку; 
- коефіцієнти швидкісного напору потоку у перерізах А і В, визначаються місцезнаходженням відбору тиску p1 i p2, які залежать від способу відбору [2].
(6.9)
- густина сухого газу в нормальних умовах, тобто під час тиску 
= 1,0332 кгс/см2 (1,01325×105 Па) і температурі 
=293,15 К; 
- абсолютний тиск газу перед звужуючим пристроєм, кгс/см2; 
- температура газу перед звужуючим пристроєм, К; z – коефіцієнт стисливості газу.
(6.10)
(6.11)
. (6.12)
, отримаємо формулу об’ємної витрати газу, приведеного до нормальних умов:
(6.13)
- об’ємна витрата газу, приведена до нормальних умов, нм3/год.
- в кілограм-силах на квадратний метр, тиск 
в кілограм-силах на квадратний сантиметр. В цьому випадку формула (6.13) де рн= =1,0332 кгс/см2 і Тн = 293,15 К набуде вигляду:
(6.14)
Новости и инфо для студентов