Стандартные сужающие устройства.

Для всех стандартных сужающих устройств коэффициенты расхода в широком диапазоне достаточно достоверны и воспроизводимы, поэтому указанные устройства можно применять без индивидуальной градуировки.

К стандартным (нормализованным) сужающим устройствам отно-

сятся диафрагмы (ГОСТ 8.586.2-2005), сопла и сопла Вентури (ГОСТ

8.586.3-2005), а также трубы Вентури (ГОСТ 8.586.4-2005).

Стандартные диафрагмы (рис.4.8) являются самым распростра- ненным типом сужающего устройства. Она представляет собой тонкий ме- таллический диск с круглым концентрическим отверстием, которое имеет со стороны входа острую цилиндрическую кромку, а далее расточено под

углом φ =30÷600.Диафрагмы бывают двух основных типов: камерные (рис.

4.8, а) и бескамерные (рис. 4.8, б). Бескамерные диафрагмы отличаются от

камерных отсутствием кольцевых камер, а также наличием металлическо-

го ушка, приваренного к боковой поверхности диска.

Камерные диафрагмы используются для трубопроводов с условным диаметром Dу от 50 до 500 мм, а бескамерные - от 300 до 1000 мм.

 

 

Рис. 4.8. Диафрагмы:

а – камерная; б – бескамерная.

 

а) б)

Камерная диафрагма состоит из диска и корпусов кольцевых камер

(рис. 4.9), служащих для замера статического давления.

 

2 1 2

 

 

Рис. 4.9. Камерная диафрагма:

1 – диск; 2 – кольцевые камеры.

 

 

Рис.4.10. Сечение диафрагмы:

1 - входной торец диафрагмы;

2 - выходной торец диафрагмы

 

а)

 

б)

 

Рис.4.11. Отбор давления: а - диафрагма с фланцевым способом отбора давления; б - диафрагма с угловым способом отбора давления

Поперечное сечение в осевой плоскости стандартной камерной диа- фрагмы приведено на рис. 4.10.

Толщина диафрагмы E не должна превышать 0,05 D, где D – диаметр тру- бопровода. Диаметр отверстия диа- фрагмы d должен быть больше 12,5 мм. Определение этого диаметра – сложная расчетная процедура, определяемая ГОСТом.

Диафрагму можно изготовлять из любых материалов, при выборе которых следует учитывать свойства контроли- руемой среды. Разъедание (притупле- ние) острой входной кромки резко из- меняет коэффициент φ;, измерения ста-

 

новятся неточными. Наиболее подхо- дящие материалы – нержавеющие стали (например, 12Х18Н9Т).

При измерении расхода газов и жидкостей допускается применять как угловой (рис.4.11,а), так и фланцевый (рис.4.11,б) способы отбора перепада давлений на диафрагмах.

Перепад давлений при фланцевом способе отбора следует измерять через отдельные цилиндрические отверстия.

Допустимые интервалы диамет- ров трубопроводов D и коэффициента β для диафрагм должны находиться в

следующих пределах: 50 мм ≤ D ≤ 1000

мм; при 0,1 ≤ β ≤ 0,75.

В случае измерения расхода газа

отношение абсолютных давлений на выходе из сужающего устройства и

входе в него должно быть больше или равно 0,75.

Стандартное сопло (рис.4.12) – тип стандартного сужающего уст- ройства, имеющего плавно сужающуюся часть на входе, переходящую на выходе в горловину. Сопла могут применяться без индивидуальной гра-

дуировки в трубопроводах 50 мм ≤ D ≤ 630 мм, при условии, что 0,2 ≤ β ≤

0,65.

Сопло особенно удобно для измерения расхода газов и перегретого пара, если ((Р 1- Р 2)/ Р 1) < 0,1, а также для измерения расхода пара высокого

давления и агрессивных газов в трубопроводах диаметром D ≤ 200 мм.

По сравнению с диафрагмами они

менее чувствительны к коррозии, загряз- нениям и обеспечивают несколько боль- шую точность измерения.

Профильная часть отверстия сопла должна быть выполнена с плавным со- пряжением дуг. Поверхность входной части сопла не должна быть шерохова-

той; для цилиндрической части исключа-

 

Рис.4.12.Стандартное сопло

ется конусность. Выходная кромка ци-

линдрической части отверстия должна

быть острой, без заусенцев, фаски или закругления. Для изготовления со-

пел обычно применяют те же материалы, что и для диафрагм.

Стандартное сопло Вентури (рис.4.13) - сопло, которое состоит из входной части в виде сопла, горловины и

а)

 

б)

 

Рис.4.13 Сопло Вентури:

а – короткое;

б – длинное

выходной части в виде расходящегося конуса (диффузора).

Они могут применяться без инди-

видуальной градуировки для диаметров

трубопроводов 65 мм ≤ D ≤ 500 мм, при

0,316 ≤ β ≤ 0,775 и при d ≥ 50 мм.

Сопло Вентури состоит из про-

фильной входной части, цилиндрической средней части и выходного конуса. Со- пло Вентури может быть длинным и ко- ротким: у первого наибольший диаметр

выходного конуса равен диаметру трубопровода, у второго –меньше. Пе-

репад давлений следует измерять через кольцевые камеры.

Стандартные трубы Вентури (рис.4.14) можно применять в трубо-

проводах диаметром от 50 до 1200 мм при условии, что 0,3 ≤ β ≤ 0,75. Тру-

ба Вентури называется длинной, если наибольший диаметр выходного ко-

нуса равен диаметру трубопровода, или короткой, если указанный диаметр меньше диаметра трубопровода.

 

 

 

 

Рис.4.14.Труба Вентури

 

Давления в горловине и входном патрубке следует отбирать через отверстия в стенках и через усредняющие камеры.

К преимуществам труб Вентури следует отнести меньшую потерю дав-

ления по сравнению с потерями в сужающих устройствах других типов.