Дроссельные расходомеры и труба Вентури

Рисунок 7.1 - Cхемы дроссельных расходомеров

Один из способов измерения расхода жидкости в трубопроводе основан на связи изменения статического давления в дроссельном (сужающем) устройстве со скоростью потока: w = f(Dp) (дросселирование - это процесс понижения давления в потоке). В качестве измерительных устройств применяют диафрагмы (рисунок 7.1, а), сопла (рисунок 7.1, б ), трубы Вентури (рисунок 7.1, в). Измерение расхода основано на использовании уравнения Бернулли, записанного для сечений до и после сужающего устройства:

. (7.1)

Разница статических давлений р₁ - р₂ = Dр измеряется дифференциальным манометром, на « + » которого подается давление p₁, а на «-» - давление p₂. Отношение сечений в сужающем устройстве, равное (d/D)² = m называется модулем, а отношение скоростей w₁/w₂=f₂/f₁=m в соответствии с законом сплошности. После подстановки «m» в (7.1) получим:

,

откуда скорость перед сужающим устройством равна

, (7.2)

а расход жидкости

. (7.3)

Коэффициент сопротивления k_.мс. зависит от модуля «m» и вида сужающего устройства. Следует заметить, что наибольший перепад статических давлений в измерительном устройстве Dр и безвозвратные потери Dр_пот наблюдаются для диафрагмы, наименьшие - для трубы Вентури. Так, для m=0,5 потери составляют для диафрагмы 46, сопла 28 и трубы Вентури 6% от перепада давления. Однако диафрагмы, несмотря на большие энергетические затраты, на практике встречаются чаще, т.к. являются наиболее простыми, удобными и точными приборами.