ИЗЧИСЛЯВАНЕ НА РАЗМЕР НА РОТАМЕТЪР
Методически указания за изпълнение на курсова работа
по академична дисциплина
"Технологични измервания и устройства на химическата промишленост"
Изчисляване на скалата на ротаметъра
2. Основи на експериментални и аналитични техники
изчисляване на ротаметри. 3
3. Начални данни за изчислението. 4
4. Процедурата за извършване на изчислението. 6
5. Списък на използваните източници. 8
1. ОБЩА ИНФОРМАЦИЯ
Ротаметрите принадлежат към класа на разходомерите с постоянно диференциално налягане, които са устройства за измерване на дебита, използвани за измерване на дебита на течност, газ или пара. Тяхното действие се основава на трансформацията на вертикалното движение на поплавъка (или буталото), възникващо в конусовидна тръба, разширяваща се нагоре, в зависимост от дебита.
Измервателната тръба на ротаметъра може да бъде стъклена (за основния тип инструменти с видим поплавък) и метална (за инструменти с дистанционно предаване).
Предимствата на тези разходомери са:
1. еднородна скала;
2. значителен обхват на измерване;
3. измерване на достатъчно ниски дебити (в сравнение с диафрагмите);
4. постоянство на относителната грешка в целия диапазон на скалата.
Недостатъците на ротаметрите включват: непригодност за измерване на високи дебити (l/h във вода и 40 m 3/h във въздух), както и среди със значително налягане (P> 0,5 MPa) и температура (T> 100 ° C), особено ако тръбата на разходомера е направена от стъкло.
Поплавъкът се движи през тръбата под въздействието на действащи сили (фиг. 1)
F = f (V, ρ, Sk) - сили на динамично налягане на потока;
P1S - сили на налягане на потока в долната равнина на поплавъка;
FT е силата на триене на потока срещу поплавъка;
P2S - сили от налягането на потока в горната равнина на поплавъка,
където V, ρ - среден дебит и плътност на средата, съответно;
Sк - площта на поточната среда в пръстеновидния отвор със сечение I-I, образувано от тръбата и най-голямото напречно сечение на поплавъка; S е най-голямото напречно сечение на поплавъка; Vp, ρп -обем и плътност на поплавъчния материал.
Промяна в скоростта на потока кара плувката да се движи, докато площта на отвора Sc се променя по такъв начин, че в момента на равновесие на силите спадът на налягането от двете страни на поплавъка остава постоянен () при всеки позиция на поплавъка, т.е. независимо от дебита, което дава основание да се наричат ротаметри с постоянни диференциални разходомери. [един]
Уравнението на потока, чието извеждане се основава на уравнението на Бернули, което свързва стойността на дебита, протичащ през ротаметъра, с площта на пръстеновидната междина Sк, може да бъде представено като:
(един)
където α е коефициентът на потока,
(2)
където N е константа в зависимост от свойствата на средата и конструктивните параметри на поплавъка.
Коефициентът на потока α за ротаметри зависи от голям брой величини (хидродинамични характеристики на потока и конструктивни параметри на тръбата и поплавъка) и на практика не се поддава на аналитично определяне и следователно ротаметрите се калибрират експериментално.