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