Материал: Расходомеры и счетчики количества веществ. Расходомеры переменного перепада давления, расходомеры переменного уровня, тахометрические расходомеры и счетчики

где xnn — период поверки в годах; т — относительное время; тт — текущее время эксплуатации в годах; гн — начальное значе­ ние гк в мм, определяется путем измерения или принимается равным 0,05 мм.

при тПвП= 1 год имеем гк = 0,0292 + 0,850гн.

Подсчитав по этим формулам гк (или гк ), можно, пользуясь кривой на рис. 19 или ее аналитической зависимостью, получен­ ной В. А. Айрапетовым, и приведенной в ГОСТ 8563-97,

Кп = 1,0547 - 0,057е~149г«/а,

найти поправочный множитель, соответствующий реальной сте­ пени притупления входной кромки гк.

1.9. ИЗНОСОУСТОЙЧИВЫЕ ДИАФРАГМЫ

Чем чаще по времени будет определяться множитель гк, тем точнее будет результат измерения расхода. Чтобы избежать это­ го, можно рекомендовать другой, более рациональный путь — применять диафрагмы с наперед притупленной входной кромкой, так называемые износоустойчивые диафрагмы.

Предложены два способа притупления входной кромки. Пер­ вый состоит в закруглении входной кромки радиусом гк = 0,3 мм. При втором способе [78] с острой входной кромки стачивается под углом 45° фаска высотой 0,25 мм. Диафрагмы, изготовленные тем и другим способами, после года эксплуатации сохранили неизмен­ ные значения своих коэффициентов расхода а. Для ряда диаф­ рагм с т = Р2, равными 0,1,0,3,0,5,0,6 и 0,7, которые имеют кром­ ку с закруглением радиусом гк = 0,3 мм и установлены на глад­ кой трубе диаметром 100 мм, X. А. Алланиязов на образцовой установке определил соответствующие значения коэффициента расхода а, равные 0,6269,0,6524,0,7112,0,7555 и 0,8182. Они хоро­ шо соответствуют значениям а для стандартных диафрагм с ост­ рой кромкой, умноженными на поправочный коэффициент йп, по­ лученный Горнингом (см. рис. 18). Исследования показали, что области чисел Рейнольдса, в пределах которых (в зависимости от т) сохраняется практическое постоянство а, соответствуют тем, кото­ рые указаны для стандартных диафрагм в правилах 28-64. Значе­ ния та от т (J32) для износоустойчивых диафрагм даны в табл. 3.

Износоустойчивые диафрагмы со снятием фаски под углом 45° высотой 0,25 мм нормированы в РД 50-411-83 и в МИ 2333-95 [78]. Эти диафрагмы следует рекомендовать для применения вза­ мен стандартных с острой входной кромкой, когда диаметр отвер­ стия d < 125 мм. Исходя из условия =125/(3 = 125/V m в

52

Т а б л и ц а 3

Значения та в зависимости отD нт для износоустойчивыхдиафрагм

табл. 4 даны значения £ min в зависимости от (3 и т , начиная с которых целесообразно применять стандартные диафрагмы с ос­ трой входной кромкой.

Согласно МИ 2333-95, для износоустойчивых диафрагм по­ правочный множитель Кп в формуле Штольца (35) в зависимос­ ти от глубины h снятой кромки выражается формулой

Таблица 4

Диаметрыизносоустойчивыхдиафрагм в зависимости от р н т

53

Рис20. Зависимость поправоч­ ного множителя Кп от относи­ тельной высоты h/dснятой фас­

ки на кромке диафрагмы

Кп = 0,99947 + 9,22632(h/d )-

Минимально допустимые числа Рейнольдса Remin в зависимо­ сти от т следующие:

0,04 < т < 0,2; R e ^ = 104 для 0,2 < т < 0,59; Remin = 2 •104 для 0,59 < m < 0,64. Наибольшее допустимое число Рейнольдса Remax = 108. Погрешность исходного значения коэффициента истечения 6с = 0,4 % при т < 0,4 и 8С = (1,6т - 0,2) при т > 0,4.

Поправочный множитель Кш на шероховатость трубопровода практически тот же, что и для стандартной диафрагмы, хотя в МИ 2333-95 дана уточненная формула для Кш. Погрешность 6е та же, что и для стандартных диафрагм.

На рис. 20 показана зависимость множителя Кп от h/d9 полу­ ченная Ю. М. Мунировым. Применение износоустойчивых диаф­ рагм с притупленной кромкой повысит точность измерения во всех случаях, когда d < 125 мм. А таких случаев на практике очень много (порядка сотен тысяч и более). Поэтому широкое внедрение износоустойчивых диафрагм (с притупленной кром­ кой) может дать очень большой технико-экономический эффект. Для контроля кромки износоустойчивой диафрагмы разработа­ ны соответствующие методы [7, 33, 36].

На последних трех международных конференциях (в Сеуле в 1993 г., в Пекине в 1996 г. и в Санкт-Петербурге в 1996 г.) некоторые специалисты настаивали на широком внедрении из­ носоустойчивых диафрагм, отмечена абсурдность применения ди­ афрагм с переменным значением коэффициентов С и а (из-за изнашивания кромки) и выбрасывания их, когда значения С и а стабилизируются. Предлагалось включить износоустойчивую ди­ афрагму в ИСО 5167. Сообщалось об экспериментальном иссле­ довании в Китае износоустойчивых диафрагм на трубах диамет­ ром 50, 80 и 100 мм. Отмечены четыре их преимущества: выиг-

54

рыш в точности (постоянство С и а), удлинение срока эксплуата­ ции, снижение расходов на изготовление и монтаж новых диаф­ рагм, упрощение изготовления при малых d.

1.10. ТРУБЫ ВЕНТУРИ

Наряду с рассмотренными диафрагмами и соплами к стандарт­ ным сужающим устройствам международный стандарт ИСО 5167, а также отечественные нормы относят так называемые расходо­ мерные трубы: классические трубы Вентури и сопла Вентури. Характерный их признак — расходящийся конус—диффузор, рас­ положенный на выходе после наименьшего сечения горловины трубы. Диффузор отрезает мертвые зоны, имеющиеся на выходе у диафрагм и сопел, в которых вследствие вихреобразования проис­ ходит потеря энергии, особенно большая при малых (3. Поэтому у расходомерных труб потеря давления во много раз меньше, чем у других сужающих устройств. Это их основное преимущество.

Труба Вентури была предложена в США еще в конце XIX в. Гершелем. Она состоит (рис. 21): из входной цилиндрической части, имеющей диаметр!), который может отличаться от диамет­ ра трубопровода не более чем на 0,010, и длину 0 = 0 ; конуса

55

камер для отбора давлений pi и должна быть не менее полови­ ны общей площади отверстий для отбора давлений, но эти пло­ щади следует увеличить в два раза, если перед трубой Вентури расположен короткий прямолинейный участок (минимально до­ пустимый) трубопровода. Значение параметра шероховатости ita горловины и прилежащих радиусов сопряжения должно быть не более l(T 5d.

Допускается делать выходной диаметр диффузора меньше ди­ аметра трубопровода D. Такие трубы Вентури называются укоро­ ченными. При этом разрешается уменьшать длину диффузора не более чем на 0,35 % .

Имеются три разновидности классических труб Вентури, обус­ ловленные способом изготовления внутренней поверхности вход­ ного конуса (конфузора) и профиля пересечения его с горловиной.

1.Обработанные трубы Вентури. Применяют для трубопро­ водов небольших диаметров D — от 50 до 250 мм. Изготовляются литьем. Входной конус, горловину и входную цилиндрическую часть обрабатывают. Переходы между коническими и цилиндри­ ческими элементами выполняют с закруглениями и без них.

2.Литые трубы Вентури. Применяют для трубопроводов сред­ них диаметров — от 100 до 800 мм. Изготавливаются литьем в песочную форму или другим способом. Обрабатывают только горловину сопла, а места перехода между коническими и цилин­ дрическими сегментами закругляют.

3.Сварные трубы Вентури с входным коническим конусом из листовой стали. Применяют для трубопроводов больших диа­ метров — от 200 до 1200 мм. Обычно изготавливаются сваркой.

Втрубах малого диаметра горловину обрабатывают. Характеристики всех трех разновидностей труб Вентури (со­

гласно стандарту ИСО 5167) приведены в табл. 5.

патрубка и конуса

56