Рис. 63. Уравнительные сосуды, рекомендуемые ИСО
Для дифманометров компенсационного типа, имеющих очень малую величину VH, уравнительные сосуды можно [12] заменять короткими изолированными горизонтальными трубками.
При очень высокой температуре пара для предохранения сужа ющего устройства от попадания холодной жидкости из трубок ИСО рекомендует непосредственно перед сужающим устройством рас полагать ловушку типа кармана, объем которого примерно равен объему уравнительного сосуда.
6.3. УСТРОЙСТВА, ПРИМЕНЯЕМЫЕ ПРИ ИЗМЕРЕНИИ РАСХОДА ВОДЫ И НЕАГРЕССИВНЫХ ЖИДКОСТЕЙ
При измерении расхода жидкостей дифманометр желательно устанавливать ниже сужающего устройства, чтобы воздух, выде лившийся в соединительных трубках, мог уйти в трубопровод. Если необходимо установить дифмано метр выше сужающего устройства, то еще выше дифманометра надо помес тить сборники воздуха, а соединитель ные трубки, присоединяемые к сужаю щему устройству при горизонтальном трубопроводе в плоскости горизонталь ного диаметра или немного ниже, надо сперва опустить вниз на 100-200 мм и лишь затем вести их кверху. Диаметр сборников воздуха 25-60 мм, высота равна четырем диаметрам. В случае загрязнения измеряемой жидкости надо несколько ниже сужающего уст ройства поместить отстойные камеры.
На рис. 64. показана схема с отстойны-
Рис. 64. Схема соединений при измерении рас хода воды в дифманометре, находящемся выше диафрагмы:
1 — отстойные камеры: 2 — сужающее устройство: 3 — дифманометр; 4 — воздухосборник
177
12 П. П. Кремлевский
ми камерами и сборниками воздуха при дифманометре, установ ленном выше сужающего устройства.
В случае опасности замерзания воды в соединительных труб ках применяют электрический или паровой обогрев. Но при этом надо обеспечить равномерность нагрева обеих трубок и избежать испарения воды в трубках. Если температура жидкости в трубо проводе более 120 °С, то для обеспечения равенства плотностей жидкости в обеих соединительных трубках следует установить уравнительные сосуды (как и при измерении расхода пара).
6.4. УСТРОЙСТВА, ПРИМЕНЯЕМЫЕ ПРИ ИЗМЕРЕНИИ РАСХОДА АГРЕССИВНЫХ И ВЯЗКИХ ЖИДКОСТЕЙ
При измерении расхода агрессивных и вязких жидкостей надо предотвратить их проникновение в соединительные трубки и дифманометр. Для этого применяют сосуды с разделительными жид костями, вялые мембраны (но не для вязких жидкостей) и непре рывно продувают или промывают соединительные трубки.
Разделительные сосуды с разделительными жидкостями. Этот метод защиты от агрессивных и вязких жидкостей наиболее рас пространен. Для его применения необходима разделительная жид кость, которая не должна смешиваться или взаимодействовать с измеряемой жидкостью и манометрической жидкостью дифманометра. Она не должна быть вязкой при температуре среды, окружа ющей соединительные трубки и дифманометр, и быть нейтральной по отношению к материалам, из которых они изготовлены. В каче стве разделительных жидкостей применяют: глицерин, водоглице риновые смеси, дибутилфталат, этиловый спирт, этиленгликоль, водоэтиленгликолевые смеси и др. Хорошо себя зарекомендовали при измерении расхода сильных кислот, щелочей, окислителей и вос становителей фтороуглеродистые жидкости Б-1 и М-1, имеющие температуру застывания -17 °С и -14 °С и вязкость при 20 °С от 1,5 •10“5 до 3,5 •1СГ5 м2/с и от 5 •1(Г5 до 11 •10“5 м*/с соответ ственно. Плотность этих жидкостей 2000 кг/м3. Они диэлектри ки и не взаимодействуют с металлами. Их можно применять,
вчастности, для измерения расхода хромовой кислоты, дымящей ся азотной кислоты, перманганата калия, перекиси водорода, га логенов и концентрированной серной кислоты до 200 °С.
Для измерения расхода вязких и коксующихся веществ (гуд рона, битума, рециркулянта), подаваемых поршневыми насосами,
вработе [10] рекомендуется заполнять сосуды чистым диэтилен гликолем, а в соединительные трубки ставить гасители пульса
ций (капилляры) и применять компенсационные дифманометры, имеющие ничтожный измерительный объем.
Разделительной жидкостью заполняют дифманометр, соедини тельные трубки и половину объема разделительных сосудов, уста навливаемых около сужающего устройства (рис. 65). В остальной
178
Рис. 65. Схема расположения разделительных сосудов и соединитель ных трубок: а — разделительная жидкость тяжелее измеряемой; б — разделительная жидкость легче измеряемой;
1 — сужающее устройство; 2 — вентиль; 3 и 8 — уравнительные вентили; 4 — раздели тельный сосуд; 5 — измеряемая жидкость; б — разделительная жидкость; 7 — конт рольный вентиль; 9 — запорный вентиль; 10 — дифманометр; 11 — соединительная трубка при верхнем расположении дифманометра
части этих сосудов находится измеряемая жидкость, передающая давление р\ и Р2 в дифманометр через разделительную жидкость. Если плотность разделительной жидкости рр больше плотности из меряемой, то она заполняет нижние половины сосудов (рис. 65, а), в противном же случае — верхние (рис. 65, б).
При применении разделительных сосудов появляется система тическая погрешность измерения расхода 8д (% ) из-за разности плотностей рр и ри, определяемая уравнением
(Рр Рu)g
8,, = -400
Пdl APmax
где Уи — измерительный объем дифманометра; dc — диаметр разделительного сосуда; Артах — предельный перепад дифмано метра.
Для учета этой погрешности надо в показания расходомера вво дить поправку 8д или же рассчитывать сужающее устройство не на перепад Артах, а на перепад Дрр, определяемый формулой
АРр = АРтах ®^и(Рр ~~ Ри)£ / ndc *
179
12*
Знак плюс в правой части этой формулы при
Рр > Ри> а знак минус — при рр < ри.
При измерении расхо да вязких жидкостей раз делительные сосуды обо гревают, а при измерении расхода сжиженного газа — термоизолируют.
Диаметр сосудов dc надо выбирать тем боль ше, чем больше Уи и чем меньше АртаХ' При до статочно большом dc погрешностью можно пренебречь.
Разделительные сосу ды с гибкими перегородками. Такие сосуды применяют, когда подбор разделительной жидкости с необходимыми химическими и физическими свойствами затруднен и когда измеряемое веще ство образует осадок или содержит механические примеси (к та ким веществам относятся различные пульпы и гидросмеси).
На рис. 66 показано применение в качестве разделителей гиб ких мембран 2 из резины или полиэтилена, укрепленных в верти кальной плоскости между фланцами сосудов 3 сегментообразной или шаровой формы. Измеряемая жидкость 1 передает свое давле ние через мембраны 2 нейтральной жидкости (обычно воде 4), находящейся в трубках 5 и дифманометре 6. Мембраны должны иметь нулевую или ничтожно малую жесткость при перемещении объема не меньшего, чем измерительный объем дифманометра. Разделительные резиновые мембраны применяли, в частности, при измерении расхода гидроторфа с помощью труб Вентури [6].
На рис. 67 показана схема, нашедшая применение [8] для из мерения расхода пульп на алюминиевых заводах. На рис. 67 обо значено: 1 — труба Вентури; 2 — вставка из твердого сплава; 3 — разделительные сосуды; 4 — вялые перегородки в виде цилинд рических мешков из тонкой резины. Во избежание засорения и закупорки отверстия для отбора давлений pi и р2 У трубы Венту ри направлены кверху. В случае необходимости к разделитель ным сосудам может быть подведена вода.
Известны случаи конструктивного объединения разделительных мембран с сужающим устройством. Так, для измерения расхода жид кости, откачиваемой из водопонижающих скважин и содержащей песок и пузырьки газа, разработана [4] диафрагма с камерами боль ших размеров, каждая из которых разделена на две половины вер тикальными кольцевыми перегородками из мембранного полотна, передающими давление разделительной незамерзающей жидкости.
180
Рис. 67. Труба Вентури с защитными резиновыми раздели тельными элементами
Непрерывная продувка или промывка соединительных тру бок. Данный способ защиты заключается [14] в непрерывной по даче в соединительные трубки воздуха (при продувке) или воды (при промывке) от постороннего источника, давление которого выше, чем давление в трубках.
На рис. 68 изображена схема устройства для защиты дифманометра посредством непрерывной продувки трубок воздухом. По линии 1 воздух от небольшого компрессора или от сети сжатого воздуха проходит через регулировочные игольчатые вентили 2 и указатели расхода воздуха 7, заполняет трубки 3 и 4, а затем выходит в производственный трубопровод 6 в точках отбора дав лений pi и р2 (точки а). Дифманометр следует устанавливать выше сужающего устройства 5, необходимо иметь наклон трубок 4 в сторону последнего для удаления влаги и конденсата из воздуха. Чтобы разность давлений в точках б, измеряемая дифманометром, равнялась разности давлений р\ - Р2>надо иметь одинаковое паде ние давлений в обеих трубках на участках б—а, а для этого требу ется равенство скоростей воздуха в них, что достигается с помо щью регулировочных вентилей 2 и указателей расхода 3. Чтобы нарушение равенства скоростей продувки при изменении расхода измеряемого вещества и изменении pi - Р2 было пренебрежимо ма лым, надо иметь сопротивление вентилей 2 с участками трубок в—б во много раз больше, чем сопротивление участков трубок б—а.
Чем меньше расход воздуха на продувку, тем точнее разность давлений в точках б соответствует разности давленийpi ~Р2>но при этом увеличивается запаздывание показаний дифманометра с умень шением расхода измеряемого вещества. Для снижения запаздыва ния желательно иметь небольшие диаметры и длины как соедини тельных, так и воздушных трубок, но не нужно уменьшать проход ные сечения на участках б—а. При измерении установившихся и маломеняющихся расходов расход воздуха на продувку каждой труб-
181