1. РОЗРАХУНОК ПАРАМЕТРІВ ПРИСТРОЮ ЗВУЖЕННЯ ПОТОКУ ВИТРАТОМІРІВ ЗМІННОГО ПЕРЕПАДУ ТИСКУ.
Розрахунок параметрів пристроїв звуження потоку витратомірів змінного перепаду тиску виконують з метою визначення геометричних характеристик пристрою звуження потоку, перевірки умов застосування витратоміра, оцінки похибки вимірювання витрати та кількості вимірюваного середовища (невизначеності результату вимірювання) та вибору засобів вимірювання.
Залежно від початкових даних виконують розрахунок:
- параметрів пристрою звуження потоку під задану верхню границю вимірювання перепаду тиску на пристрої звуження потоку;
- параметрів пристрою звуження потоку під задане значення максимальної втрати тиску на пристрої звуження потоку;
- параметрів пристрою звуження потоку витратомірів змінного перепаду тиску, оптимальних за точністю вимірювання витрати та кількості вимірю-ваного середовища;—
витрати за заданими параметрами пристрою звуження потоку. Цей розрахунок називають також зворотним розрахунком параметрів пристрою звуження потоку.
Нижче наведено основні принципи розрахунку параметрів пристроїв звуження потоку витратомірів змінного перепаду тиску.
Вказані розрахунки повинні базуватися на основі повної моделі витратоміра змінного перепаду тиску із пристроєм звуження потоку. Відповідно до повної, моделі витратоміра змінного перепаду тиску значення параметрів пристрою звуження потоку або значення витрати середовища розраховують сумісним розв'язуванням системи рівнянь за допомогою процедури ітераційного наближення.
2. ВХІДНІ ДАНІ ТА РЕЗУЛЬТАТИ РОЗРАХУНКУ
Таблиця 1. – Відні дані
Таблиця 2. – Результати розрахунку
Продовження таблиці 2.
3. РОЗРАХУНОК ПАРАМЕТРІВ ПРИСТРОЮ ЗВУЖЕННЯ ПОТОКУ ПІД ЗАДАНУ ВЕРХНЮ ГРАНИЦЮ ВИМІРЮВАННЯ ПЕРЕПАДУ ТИСКУ НА ПРИСТРОЇ ЗВУЖЕННЯ ПОТОКУ.
Такий розрахунок застосовується у тих випадках, коли апріорі заданий засіб для вимірювання перепаду тиску із відомим значенням верхньої границі вимірювання перепаду тиску .
Вказаний розрахунок виконують для таких вхідних даних, як:
- тип середовища;
- тип пристрою звуження потоку;
- спосіб відбору тиску (для діафрагми);
- мінімальне і максимальне значення витрати середовища;
- абсолютний тиск р середовища або надлишковий тиск середовища і атмосферний тиск;
- границя вимірювання перепаду тиску ;
- температура t середовища в °С або термодинамічна температура T;
- внутрішній діаметр трубопроводу на вході у пристрій звуження
потоку або вхідної циліндричної ділянки труби Вентурі за температури 20 °С
і коефіцієнта лінійного розширення матеріалу, з якого виготовлено трубопровід;
- середнє арифметичне відхилення профілю шорсткості або еквівалентна шорсткість внутрішньої поверхні вимірювального трубопроводу ;
- коефіцієнт лінійного розширення матеріалу, з якого виготовлений пристрій звуження потоку (при розрахунку діаметра отвору або горловини пристрою звуження потоку за температури t = 20 °С);
- початковий радіус вхідного канта (для діафрагми) та проміжок часу експлуатації діафрагми =0;
- для газоподібних середовищ густина за стандартних умов, фактор стискуваності за стандартних умов;
- густина середовища в робочих умовах (за наявності густиноміра);
Розрахунок діаметра отвору або горловини пристрою звуження по заданим значенням границі вимірювання перепаду тиску (вхідні дані) та характеристиками вимірюваного середовища виконують у такій послідовності:
а) при вимірюванні надлишкового тиску та атмосферного середовища визначають значення абсолютного тиску р середовища за рівнянням
р =+ ; (1)
р = 450000 + 100500 = 550500 Па
де - атмосферний тиск ;
- надлишковий тиск природного газу ;
б) розраховують термодинамічну температуру за рівнянням
T = t + 237,15 (2)
T = 6 + 237,15 = 243,15 °С
Де t – температура природного газу;
в) для газів перевіряють виконання нерівності
< 0,25p (3)
= 63000 < 137625;
Якщо нерівність (3) не виконується, то розрахунок припиняють, оскільки вимірювання втрати при ньому режимі потоку неможливе, або вибирають новий дифманометр з верхньою границею вимірювання зі стандартного ряду чисел 1,0; 1,6; 2.5; 4,0: 6.3 , яка б задовольняла нерівність (3);
г) розраховують значення властивостей середовища: для суміші газів заданого повного складу - ; для суміші газів - фактор стискуваності Z або коефіцієнт стискуваності К; для газоподібних середовищ (суміші газів, водяної пари) - к, для всіх середовищ - і ;
д) визначають коефіцієнт , що враховує зміну діамет-ра трубопроводу, зумовлену відхиленням температури середовища від 20°С;
= 0,99984 (4)
е) розраховують допоміжну величину для масової витрат середовища за рівнянням:
- для масової витрати середовища в робочих умовах за рівнянням (5)
- для об'ємної витрати середовища в робочих умовах за рівнянням (6)
(7)
- для об'ємної втрати газу, приведеної до стандартних умов, зарівнянням (8)
ж) для вибраного типу пристрою звуження потоку, визначають межі допустимих значень відносних діаметрів - і
з) визначають перше наближення відносного діаметра пристрою звуження потоку за рівнянням
(9)
и) для розраховують значення коефіцієнта швидкості входу ;
і) розраховують значення коефіцієнта витікання С;
й) для діафрагми розраховують значення діаметра отвору діафрагми за формулою:
d = (10)
d = м
к) розраховують коефіцієнти розширення (для рідких середовищ = 1 );
л) уточнюють відносний діаметр пристрою звуження потоку за рівнянням:
(11)
м) розраховують відносне відхилення результату розрахунку віднос-ного діаметра пристрою звуження потоку згідно із рівнянням (12)
де - i-те значення відносного діаметра пристрою звуження потоку;
- і-1-ше значення відносного діаметра пристрою звуження потоку.
Якщо значення відносного відхилення перевищує значення
> % то уточнення значення відносного діаметра продовжують з перерахунку и). Якщо ж значення відносного відхилення не перевищує значення , то уточнення значення відносного діаметра закінчують ;
н) розраховують значення діаметра отвору або горловини пристрою звуження потоку d при робочій температурі середовища за рівнянням (10) і порівнюють його значення з мінімально допустимим значенням, наведеним в таблицях.1 – 2. Якщо значення d с менше за допустиме значення, то необхідно перерахувати пристрій звуження потоку при інших вихідних даних;
с) визначають коефіцієнт , що враховує зміну діаметра отвору або горловини пристрою звуження потоку, зумовлену відхиленням температури середовища від 20 °С,