Buderus-trade.ru

Теплотехника Будерус
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое расходомер

Что такое расходомер?

Одним из важных условий правильного ведения любого хозяйства является тщательный учет расходуемых во время конкретной деятельности материалов, веществ и так далее. Особенно это касается коммунальной сферы, которая в нынешнее кризисное время требует от каждого россиянина достаточно большую часть доходов. Одной из статей коммунальных услуг является пользование системой водоснабжения, которая также требует оплаты. Именно поэтому для контроля и возможности экономии личных средств желательна установка в каждой квартире или доме так называемого расходомера, или счетчика потребляемой жидкости.

Любой расходомер является устройством учета и измерения объема газа или жидкости, прошедшего через прибор. В быту этот прибор принято упрощенно называть счетчик, хотя это и не совсем верно. Любой расходомер монтируется непосредственно на магистрали, по которой проходит газ или жидкость, или же около нее. На данный момент существует несколько основных видов расходомеров, отличающихся принципом своей работы. Подробнее остановимся на индукционном, весовом, механическом, турбинном и ультразвуковом расходомерах.

Турбинные расходомеры

Такие приборы предназначены в основном для измерения количества химически неактивных жидкостей, для которых характерна низкая вязкость, а также газов. В принципе работы лежит объемный измерительный прибор. Жидкость или газ, проходя через механизм, вращает лопасти турбины. Частота вращений этих лопастей обрабатывается механически или электроникой, и в результате мы получаем значения объема в числовом выражении на шкале прибора. Классическим примером такого расходомера является обычный бытовой счетчик воды.

Механический расходомер

Принцип работы основан на колебаниях поршня внутри корпуса, через который проходит измеряемая жидкость или газ. По причине относительно больших размеров, такие приборы учета в основном используются в заводских условиях, а также там, где необходимо измерить расход вязких жидкостей. Также, подобные расходомеры способны работать при экстремальных температурах, без ущерба для точности. Принцип работы такого прибора основан на том, что измеряемая жидкость, после полного вытеснения воздуха из трубопровода, начинает двигать поршень, а сдвинув его – уходит в выходное отверстие, и дальше в трубу. При этом зазор между поршнем и корпусом прибора настолько мал, что объемом жидкости, которая прошла в обход поршня обычно пренебрегают. Каждый такой ход поршня соответствует определенному установленному объему, и благодаря зубчатой передаче, движения поршня транслируются на стрелочный указатель, который и показывает объем протекшей жидкости.

Весовой расходомер

Данный вид расходомера измеряет объем жидкости или газа любой плотности, а также абсолютно любой проводимости. Принцип работы данного вида счетчиков состоит в наличии двух трубок одинакового диаметра, изогнутых в форме греческой буквы «омега», которые колеблются в противоположных направлениях. Когда измеряемая субстанция проходит сквозь сечение, на трубку действует сила Кориолиса, которая в свою очередь деформирует саму трубку. Вот эта самое изменение формы трубки и является функцией величины расхода. Остается только обработать эти данные, и мы получаем числовое значение расхода.

Читайте так же:
Про 40 счетчик денег

Индукционный расходомер

Подобный тип счетчика является идеальным прибором для измерения объема любой жидкости, которые проводят ток. Является одним из самых точных измерительных приборов для учета расхода. Минимальный порог проводимости для измеряемой жидкости должен составлять 5 µS/см. Все остальные физические свойства измеряемого вещества, такие как температура, давление и плотность, не имеют значения. Это делает индукционные измерители одними из самых точных приборов для этих целей. В принцип измерения объема заложен закон Фарадея про индукцию напряжения в проводнике, который двигается. Этот закон говорит, что при движении проводника в магнитном поле, в нем возникает электрическое напряжение, значение которого прямо зависит от средней скорости, с которой этот проводник двигается. В подобных приборах проводником является сама жидкость, вокруг которой создается искусственное магнитное поле. Из-за движения потока жидкости, в нем возникает напряжение, которое считывается при помощи нескольких электродов. Величина этого электрического напряжения будет в прямой пропорции к средней скорости движения жидкости через расходомер. Зная сечение трубы, и скорость потока в ней, расход вычисляется при помощи элементарной формулы, а результат выводиться на табло прибора.

Ультразвуковые расходомеры

Подобный тип приборов используется для измерения расхода в заполненных трубах, а также закрытых и открыты каналах подачи жидкости. Главной особенностью этих устройств является получение данных исходя из разности времени, необходимого для прохождения сигнала. Ультразвуковой сигнал подается и в сторону направления движения потока, и в обратную сторону. Разность времени прохождения этих двух сигналов дает возможность узнать скорость, с которой двигается измеряемая среда. Остается лишь преобразовать эти данные в номинальные значения, чтобы отразить их на шкале измерения расхода.

Прогноз параметров счетчиков жидкости

Предлагавшиеся ранее методы оценки эффективности СИ для определения расхода и количества жидкостей показывали способность прибора отвечать тем или иным требованиям эксплуатации, при этом в явном виде не оценивалась эффективность конструктивного решения, реализующего принцип работы СИ, не указывались пути совершенствования конструкции СИ. В большинстве случаев требования к СИ противоречивы, и улучшение одних характеристик, как правило, достигается за счет ухудшения других. В частности, расширение диапазона функциональных возможностей СИ за счет усложнения его конструкции (увеличения количества деталей) снижает надежность расходомеров и счетчиков жидкости вследствие возрастания количества подверженных отказам элементов. Или, например, требование увеличения эффективности систем автоматической компенсации погрешностей, вызванных влиянием колебаний параметров внешней среды, усложняет электронные схемы приборов, а увеличение пропускной способности вызывает отказы механических частей прибора вследствие коррозионного износа проточных деталей и т. п.

Таким образом, имеются проблемы сопоставительной оценки конструкций СИ и прогнозирования параметров конструкции в пределах типоряда приборов, основанного на одном физическом принципе действия средства измерения. Следует отметить многообразие различных признаков, по которым классифицируются расходомеры и счетчики (например, по точности, диапазонам измерений, виду выходного сигнала и т. п.), однако наиболее общей является классификация по тем физическим явлениям, с помощью которых измеряемая величина преобразуется в выходной сигнал первичного преобразователя расходомера. Можно предположить, что параметры СИ — это проявления технического совершенства прибора, характеризующие уровень современного развития металлообработки и (или) электронной техники, реализующие принцип преобразования потока измеряемой жидкости. Также можно отметить, что колебания параметров потока жидкости и окружающей среды, отрицательно влияющие на свойства прибора, устраняются специальными техническими решениями.

Читайте так же:
Перепрограммировать счетчики ночной тариф

Для поиска аналитических зависимостей между параметрами счетчика воспользуемся анализом размерностей физических параметров «p-теоремой» (Бэкингема) как одним из простых и наиболее эффективных способов объединения нескольких переменных эксперимента; проводимый при этом анализ размерностей позволит получить алгебраическое выражение безразмерного критерия, который отразит близость (подобие) физических процессов, протекающих в анализируемом ряде счетчиков, а для приборов, использующих электронные преобразователи физических величин, искомые закономерности будут распространяться только на гидравлическую (проточную) часть счетчика. Все соответствующие безразмерные характеристики (критерии), основанные на параметрах прибора, отражают совокупность подобных явлений и имеют одинаковое численное значение — критерий подобия в данном случае выступает в роли показателя совокупности свойств (качества) счетчика как физического объекта.

Из выводов p-теоремы следует, что общая форма записи любого критерия подобия должна иметь вид формулы (1) при соблюдении обязательного условия «безразмерности» критерия:

Ku = X1 · X2 · … · Xn,(1)
где Xi — единица, описывающая физический параметр (показатель); Zi — показатель степень (размерность) при единице основной величины.

При анализе размерностей учитывается возможность выбора произвольных единиц Xi, комбинаторно составленных из параметров прибора и удобных для решения конкретных задач, что расширяет диапазон структур используемых математических функций и функционалов, применяемых для моделирования физических законов, лежащих в основе работы счетчика. Автором предлагается применительно к счетчику как гидравлическому прибору следующая связь (2) между основными физическими параметрами счетчика (критерий подобия):

Ku = Qном · M · pр · Dу,(2)

где: Ku — численная величина критерия подобия; Qном — номинальная величина расхода измеряемой жидкости (характеристика мощности счетчика);
M — удельная масса (характеристика компактности конструкции счетчика); pр — рабочее давление (характеристика напряженности конструкционного материала, из которого изготовлен счетчик);
Dу — диаметр условного прохода счетчика (пространственная характеристика счетчика).
При использовании указанных параметров получаем формулу (3), описывающую критерий, в следующем виде:

Ku=[м 3 ·с-1]Z1*[кг 1 · м-3]Z2·[кг 1 ·м-1·с-2]Z3·[м 1 ]Z4 ,(3)

Соотношения основных физических единиц и показателей размерности для каждого из используемых в формуле параметров показаны в табл. 1. Значение показателя степени при каждой физической единице находится из требования безразмерности критерия из следующей системы уравнений, где уравнения описывают показатели степеней Z для основных физических величин: длины l, массы m, времени q, соответственно.

Таким образом, решение задачи моделирования сводится к решению системы уравнений (4–6), описывающих состояние показателей степени, т. е.:

Читайте так же:
Могут ли обязать ставить общедомовые счетчики

3·Z1 — 3·Z2 — 1·Z3 + 1·Z4 = 0, (4)

0·Z1 + 1·Z2 + 1·Z3 + 0·Z4 = 0, (5)

-1·Z1 + 0·Z2 — 2·Z3 + 0·Z4 = 0. (6)

После преобразований и решения системы уравнений (приняв
Z3 = 1) получим зависимость (7), описывающую критерий подобия:

Приведены результаты расчетов по предлагаемой формуле критерия подобия для счетчиков, используемых на предприятиях нефтепродуктообеспечения и в коммунальном хозяйстве. Надо отметить, что имеющиеся отклонения от средней величины критерия гораздо ниже допускаемого отклонения величины критерия ±30%.

Для сопоставления сравниваемых счетчиков можно пользоваться критерием для прогнозирования параметра Х (массы, рабочего давления и т. п.) проектируемого счетчика при прочих равных параметрах, т. е. условно принимаем Ku1 = Ku2, тогда при разных диаметрах приборов можно определить номинальную пропускную способность, или по иной величине рабочего давления измеряемой среды можно определить массу прибора.

Приборы для измерения и контроля расхода

В зависимости от принципа действия наиболее часто применяемые в промышленности расходомеры и счетчики жидкости, газа и пара могут быть классифицированы следующим образом.

Содержание

1. Расходомеры переменного перепада давления

Принцип действия расходомеров переменного перепада давления основан на зависимости перепада давления, создаваемого неподвижным устройством, устанавливаемым в трубопроводе, или элементом трубопровода, от расхода вещества.

К расходомерам переменного перепада давления относятся расходомеры:

  • с сужающим устройством (принцип действия основан на зависимости перепада давления, образующегося в сужающем устройстве в результате частичного перехода потенциальной энергии потока в кинетическую, от расхода);
  • с гидравлическим сопротивлением (принцип действия основан на зависимости перепада давления, образующегося на гидравлическом сопротивлении, от расхода);
  • с напорным устройством (принцип действия основан на зависимости перепада давления, создаваемого напорным устройством в результате перехода кинетической энергии струи в потенциальную, от расхода);
  • центробежные (принцип действия основан на зависимости давления, образующегося на закруглении трубопровода в результате действия центробежных сил в потоке, от расхода);
  • струйные (принцип действия основан на зависимости перепада давления, образующегося при ударе струи, от расхода) и др.

2. Расходомеры переменного уровня

У расходомеров переменного уровня уровень жидкости в сосуде при свободном истечении ее через отверстие в дне или боковой стенке сосуда зависит от расхода.

3. Расходомеры обтекания

У расходомеров обтекания перемещение тела, воспринимающего динамическое давление обтекающего его потока, зависит от расхода вещества.

К расходомерам обтекания относятся расходомеры постоянного перепада давления (ротаметры, поплавковые, пружинные), поплавково-пружинные, с поворотной лопастью.

4. Тахометрические расходомеры

Принцип действия тахометрических расходомеров основан на зависимости скорости движения тела, установленного в трубопроводе, от расхода вещества.

В группу тахометрических расходомеров входят:

1) камерные расходомеры с одним или несколькими подвижными элементами, отмеривающими при своем движении определенные объемы жидкости или газа;

К камерным расходомерам относятся:

  • шестеренчатые (с вращающимися шестернями),
  • лопастные (с лопастями совершающими сложное вращательно-поступательное движение),
  • поршневые, роторные (с вращающимися роторами),
  • винтовые (с роторами винтовой формы),
  • кольцевые (с кольцевым поршнем, катящимся внутри цилиндрической камеры и одновременно движущимся вдоль перегородки) и др.;
Читайте так же:
Дезар 3 сброс счетчика

2) турбинные с вращающейся крыльчаткой;

3) шариковые с движущимся шариком.

5. Электромагнитные расходомеры

Принцип действия электромагнитных расходомеров основан на зависимости результата взаимодействия движущейся жидкости с магнитным полем от расхода.

6. Акустические расходомеры

Акустические расходомеры создают зависимый от расхода акустический эффект в потоке.

К акустическим расходомерам относятся ультразвуковые расходомеры, использующие звуковые колебания частотой свыше 2•10 4 Гц.

7. Вихревые расходомеры

Принцип действия вихревых расходомеров основан на зависимости частоты колебаний, возникающих в потоке в процессе вихреобразования, от расхода.

Кроме перечисленных, существует большое число расходомеров и счетчиков жидкости, газа и пара, принципы действия которых основаны на других зависимостях:

  • тепловые расходомеры,
  • оптические расходомеры,
  • ионизационные расходомеры,
  • меточные расходомеры,
  • парциальные расходомеры и др.

При измерении расхода вещества тепловым методом происходит преобразование скорости потока в температуру, которое осуществляется с помощью теплового преобразователя расхода, обтекаемого измеряемым потоком и являющегося основной частью теплового расходомера.

В оптических расходомерах измерение расхода производят по оптическому эффекту, сопровождающему процесс распространения света в измеряемом потоке. В качестве источников излучения применяют лазеры.

Ионизационными называют расходомеры, принцип действия которых основан на искусственной ионизации движущегося потока вещества, обычно газа, вызывающей возникновение ионизационного тока между электродами; величина тока зависит от расхода газа. Ионизация потока осуществляется изотопами или же с помощью электрического поля.

Меточными называют расходомеры, принцип действия которых основан на измерении времени прохода меткой определенного участка пути. Метки могут быть:

  • радиоактивные,
  • ионизационные,
  • химические,
  • тепловые,
  • магнитные,
  • оптические,
  • ядерно-магнитные и др.

Парциальный метод измерения расхода позволяет с помощью небольшого расходомера или счетчика количества контролировать поток в трубопроводе большого диаметра. В парциальных расходомерах производится измерение определенной доли расхода основного потока, для ответвления которой используется перепад давлений (на сужающем устройстве или участке трубопровода) либо динамическое давление потока.

Термины и определения основных понятий, применяемых в области приборов для измерения расхода и количества жидких и газообразных сред, установлены ГОСТ 15528—70*.

Счётчики жидкости

gallery/361

Литромер Л-500 ДУ 70 предназначен для учета расхода светлых нефтепродуктов на раздаточных установках нефтебаз, путем включения его в поток жидкости, протекающей потрубопроводу.

При раздаче нефтепродуктов с помощью счетчиков литромеров на АЗСдостигается точность учета расхода горючей жидкости, исключая потери и возможности злоупотреблений, благодаря закрытому способу раздачи топлива литромером, а также сокращаются сроки выдачи учитываемой горючей жидкости.

Конструкция литромера

По своей конструкци литромер Л-500 представляет собой гидравлический двигатель, приводимый в движение напором протекающей через него жидкости. Количества протекающей через него горючей жидкости (разовое и сумарное) регистрируются счетным механизмом.

Конструкция литромера обеспечивает точность работы этогооборудования для АЗС при положительных и отрицательных температурах окружающего воздуха в тяжелых условиях московского климата.

Читайте так же:
Как установить бесплатный счетчик посещений сайта

gallery/снимок

Счетчик жидкости ЛЖ-100

gallery/362

Счетчик расходомер дизельного топлива ППВ-100/1,6-СУ

gallery/363

Назначение расходомера топливного

Счетчик расхода дизельного топлива ППВ-100/1,6су применяется на нефтебазах для учета и измерения объемных количеств бензина, керосина, других видов топлива и масла. Отличительной особенностью этого расходомера является то, что рабочими элементами тут являются винты. Принцип действия винтовых счетчиков дизельного топливазаключается в том, что два винта находящиеся в зацеплении, вращаются под действием потока измеряемой жидкости, отмеряют при каждом обороте некоторый объем. В качестве вторичного прибора на АЗС может применяться механическое счетное устройство СУ или устройство съема сигнала УСС. Также при учете на нефтебазах успешно применяютсчетчики топлива ППО-40.

Конструктивные особенности счетчика

Расходомер дизельного топлива ППВ-100/1,6су представляет собой более новую модель счетчика по сравнению с таким оборудованием как Л-500,ЛЖ-100, СЖШ-1000.

Технические возможности счетчика учета топлива ППВ-100 в отличите отсчетчика жидкости ППО-25 позволяют путем подбора счетного блока шестерен устанавливать класс точности: 0,5% и 0,25%. Класс точности 0,25% значительно повышает точность учета выдаваемых и принимаемых через расходомер дизельного топлива светлых нефтепродуктов как на стационарных базах выдачи и хранения нефтепродуктов, так и на передвижных пунктах заправки. Счетчик учета топлива ППВ-100 по своим температурным параметрам позволяет использовать его на всей территории России.

gallery/снимок

Счетчик жидкости ППО-25/1,6-СУ

gallery/364

Этот топливный расходомер в отличие от счетчика ППВ-100 имеет овальные шестерни. Счетчик жидкости ППО-25 используется для измерения объёма проходящих через него светлых нефтепродуктов. Точность измерений прошедшего через него объема топлива достаточно высока. Незаменимый для автозаправочночной станции счётчик расхода жидкости ППО-25 может применяться как на стационарных АЗС так и в передвижных пунктах заправки ГСМ исключающих воздействие прямых солнечных лучей и атмосферных осадков. В отличие от более дешевого варианта учета выданного объема топлива — литромера Л-500, счетчик количества жидкости ППО-25 может комплектоваться устройством съёма сигнала, вторичным прибором или другими аналогичными приборами. Для правильной эксплуатации на нефтебазе перед литромером необходимо устанавливать фильтр тонкой очистки топлива ФЖУ-25, который предотвратит попадание механических примесей в расходомер.

Описание принципа работы расходомера жидкости ППО-25

Принцип работы счетчика расхода жидкости состоит в прохождение измеряемого топлива через первичный преобразователь, вращая при этом овальные шестерни. На оси ведущей шестерни расходомера жидкости ППО-25 нарезан зубчатый венец, посредством которого передаётся вращение на магнитную муфту. Она в свою очередь передаёт вращение от ведущей овальной шестерни на счётное устройство. Учёт количества жидкости, прошедшей через него, основан на отсчёте числа оборотов овальных шестерен. Расходомеры ППО-25 подразделяются на два класса точности: 0,25% и 0,5%, каждый из которых определяется подбором сменного блока зубчатых колёс. Надёжная и безупречная эксплуатация счетчика количества жидкости на АЗС обеспечивается выполнением всех технических требований перечисленных в руководстве эксплуатации.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector