14-12. Измерение расхода загрязненных жидкостей и газов

Для измерения расхода загрязненной жидкости, влажного или содержащего пыль газа находят применение сегментные диафрагмы и в меньшей степени диафрагмы с круглым отверстием, эксцентричным оси трубопровода. Сегментные диафрагмы широко применяют в Англии, ФРГ, США и других странах. Эти диафрагмы более удобны, чем нормальные сужающие устройства, для измерения расхода загрязненных жидкостей и газов в горизонтальных и наклонных трубопроводах, так как через них беспрепятственно могут проходить примеси, содержащиеся в потоке, и поэтому исключается образование осадков и отложений перед диафрагмой.

Сегментная диафрагма, показанная на рис. 14-12-1, представляет собой тонкий диск, имеющий отверстие в виде сегмента.

Рис. 14-12-1. Сегментная диафрагма. а — высота сегментного отверстия; b - хорда сегмента; с — длина дуги сегментного отверстия; h - высота сегмента .

Рис. 14-12-2. Коэффициенты расхода сегментных диафрагм в зависимости от . 1 - по Ломану; 2 — по Хериингу и Лугту; 3 — по Витте.

Прямоугольная кромка диафрагмы со стороны входа потока должна быть острой. Угол конусности со стороны выхода потока делают равным 35—45°. Отбор давлений до и после сегментной диафрагмы производят в верхней части ее со стороны, противоположной отверстию истечения. При выборе толщины диска сегментной диафрагмы, а также диаметра отверстий для отборов давления рекомендуется руководствоваться указаниями для стандартных диафрагм, изложенными выше. Требования к проточной части сегментных диафрагм те же, что и для стандартных диафрагм.

Исходные коэффициенты расхода сегментных диафрагм определялись экспериментально на трубопроводах диаметром от 80 до

Таблица 14-12-1 (см. скан) Значения а, та и зависимости от для сегментных диафрагм при угловом способе отбора давлений

304 мм. Результаты этих исследований опубликованы в ряде работ [71, 72]. Приведенные в этих работах значения коэффициентов расхода при угловом способе отбора давлений расходятся между собой не более чем на 1% (рис. 14-12-2). В табл. 14-12-1 по данным указанных работ приведены средние значения коэффициентов расхода сегментных диафрагм в зависимости от В этой таблице приведены также значения та и граничные числа Рейнольдса Значения коэффициентов расхода сегментных диафрагм немного меньше, чем у стандартных диафрагм. Поправочные множители к коэффициентам расхода сегментных диафрагм на неостроту входной кромки для имеют примерно такие же значения, как и у стандартных диафрагм, имеющих одинаковые При модуле сегментные диафрагмы менее чувствительны к неостроте входной кромки по сравнению со стандартными диафрагмами [72]. Значения поправочных множителей при измерении расхода газов могут быть определены по номограммам (см. рис. П14-4-1 и П14-4-2).

Рис. 14-12-3. Зависимость отношения от для сегментной диафрагмы.

Для определения расхода с помощью сегментных диафрагм можно пользоваться формулами (14-1-19) и (14-1-20). При этом площадь отверстия сегментной диафрагмы определяется по формуле

или

Обозначения в ормулах соответствуют принятым на рис. 14-12-1. Длина окружности с и хорда зависят от соотношения Выражая значения хорды и длины дуг через а и после преобразований получим:

Подставляя в это выражение значение из (14-12-1), имеем:

Это уравнение дает возможность определить зависимость от приведенную на рис. 14-12-3.

Потеря давления для сегментных диафрагм близка к соответствующим значениям у стандартным диафрагм.