7. РАСХОДОМЕРЫ ПЕРЕМЕННОГО ПЕРЕПАДА ДАВЛЕНИЙ
К группе расходомеров переменного перепада давлений относятся устройства, в которых расход определяется по разности давлений до и после неподвижной диафрагмы с отверстием (рис. VI.26) в двух точках сопла Вентури, помещенного в поток, и с помощью других подобных устройств [10] (1-1, 2-2, 3-3, 4-4-сечения
потока). Принцип действия таких расходомеров основан на измерении скорости в сжатом диафрагмой 2—2 потоке жидкости или газа. Как известно, для несжимаемой жидкости уравнение весового расхода имеет следующий вид:
где
— площадь отверстия диафрагмы 2;
— коэффициент сжатия струи;
— коэффициент диафрагмы;
— коэффициент, учитывающий часть энергии потока, затрачиваемую на трение и завихрения;
— плотность жидкости (несжимаемой) в
При измерении сжимаемой жидкости, если пренебречь трением и теплопроводностью, то течение можно считать адиабатическим. Весовой расход в этом случае
где
X — показатель адиабаты, и
При этом вследствие расширения сжатого сечения струи
Такие устройства являются самыми распространенными и весьма универсальными, пригодными для измерения расходов жидкости, газа и пара. Квадратичная зависимость перепада давления от расхода, влияние на показания расходомера изменения плотности среды, инерционность и недостаточная точность измерений несколько ограничивают их применение. Недостатком рассмотренных расходомеров является также трудность определения без специальной градуировки коэффициентов
Небольшие отклонения размеров переходного сечения дросселирующих устройств от расчетных приводят к значительным погрешностям при измерении скорости потока. Более высокая точность измерения расходов может быть получена с помощью устройств, в которых используются дифференциальные гидро- или пневмоусилители.
Рис. VI.26. Параметры потока, проходящего через диафрагму