w urządzeniu do pomiaru przepływu opartym na równaniu Bernoulliego ciśnienie w dolnym biegu przeszkody będzie niższe niż ciśnienie w górnym biegu. Aby zrozumieć dysze, dysze i mierniki Venturiego, konieczne jest zbadanie równania Bernoulliego.,vation (m, in)

zakładając jednolite profile prędkości w przepływie upstream i downstream – równanie ciągłości można wyrazić jako

q = v1 A1 = v2 A2 (2)

gdzie

q = natężenie przepływu (m3/s, in3/s)

a = obszar przepływu (m2, in2)

Połączenie (1) i (2), przy założeniu A2 < A1, daje równanie „idealne”:

q = A2 1/2 (3)

dla danej geometrii (a) natężenie przepływu można określić mierząc różnicę ciśnień P1 – P2.,

teoretyczne natężenie przepływu q będzie w praktyce mniejsze (2 – 40%) ze względu na warunki geometryczne.,

idealne równanie (3) może być zmodyfikowane za pomocą współczynnika rozładowania:

q = cd A2 1/2 (3B)

gdzie

cd = współczynnik rozładowania

współczynnik rozładowania cd jest funkcją rozmiaru strumienia lub otworu otworu.

area ratio = AVC/A2

gdzie

AVC = area in „vena contracta” (m2, in2)

„vena contracta” to minimalny obszar strumienia, który pojawia się tuż za ograniczeniem., Efekt lepkości jest zwykle wyrażany w postaci niewymiarowego parametru liczby Reynoldsa-Re.

dzięki benoulliemu i równaniu ciągłości prędkość płynu będzie najwyższa, a ciśnienie najniższe w „Vena Contracta”. Po urządzeniu dozującym prędkość spadnie do tego samego poziomu, co przed przeszkodą. Ciśnienie odzyskuje się do poziomu ciśnienia niższego niż ciśnienie przed przeszkodą i dodaje utratę głowicy do przepływu.,

równanie (3) można modyfikować za pomocą średnic do:

równanie (4) można modyfikować za pomocą przepływu masowego płynów poprzez pomnożenie przez gęstość:

m = cd (π / 4) D22 ρ 1/2 (5)

gdzie

m = przepływ masowy (kg/s)

podczas pomiaru przepływu masy w gazach konieczne jest uwzględnienie redukcji ciśnienia i zmiany gęstości płynu. Powyższy wzór może być stosowany z ograniczeniami w zastosowaniach ze stosunkowo niewielkimi zmianami ciśnienia i gęstości.,

Płyta Kryzy

miernik kryzy składa się z płaskiej płyty kryzy z wywierconym w niej okrągłym otworem. W górę od płytki kryzy znajduje się kranik ciśnieniowy, a drugi tuż za nią. Zasadniczo istnieją trzy metody umieszczania kranów. Współczynnik licznika zależy od położenia kranów.

  • lokalizacja kołnierza – lokalizacja kranu ciśnieniowego 1 cal w górę i 1 cal w dół od czoła kryzy
  • lokalizacja”Vena Contracta” – lokalizacja kranu ciśnieniowego 1 średnica rury (rzeczywista wewnątrz) przed i 0,3 do 0.,8 średnica rury w dół od czoła kryzy
  • lokalizacja rury-położenie kranu ciśnieniowego 2,5-krotna nominalna średnica rury w górę i 8-krotna nominalna średnica rury w dół od czoła kryzy

współczynnik rozładowania – cd – zmienia się znacznie wraz ze zmianami stosunku powierzchni i liczby Reynoldsa. Współczynnik rozładowania cd = 0,60 może być przyjęty jako standard, ale wartość zmienia się zauważalnie przy niskich wartościach liczby Reynoldsa.

odzyskiwanie ciśnienia jest ograniczone dla Płyty kryzy, a stały spadek ciśnienia zależy przede wszystkim od stosunku powierzchni., Dla stosunku powierzchni 0,5 utrata głowy wynosi około 70-75% różnicy otworów.

  • kryza jest zalecana do czyszczenia i brudnych cieczy oraz niektórych usług gnojowicy.
  • zakres wynosi od 4 do 1
  • straty ciśnienia są średnie
  • typowa dokładność wynosi od 2 do 4% pełnej skali
  • wymagana średnica w górę wynosi od 10 do 30
  • efekt lepkości jest wysoki
  • koszt względny jest niski

przykład – przepływ Kryzy

otwór o średnicy D2 = 50 mm jest wkładany do otworu o średnicy rura stalowa 4″ Sch 40 o średnicy wewnętrznej D1 = 102 mm., Stosunek średnicy można obliczyć do

d = (50 mm) / (102 mm)

= 0.49

z powyższej tabeli współczynnik rozładowania można oszacować na około 0.6 dla szerokiego zakresu liczby Reynoldsa.

Jeśli ciecz jest wodą o gęstości 1000 kg/m3, a różnica ciśnień nad kryzą wynosi 20 kPa (20000 Pa, N/m2) – masowy przepływ przez rurę można obliczyć z (5) jako

m = 0,6 (π / 4) (0,05 m)2 (1000 kg/m3) 1/2

= 7,7 kg/S

kryza kalkulator

Kalkulator kryzy oparty jest na EQ., 5 i może być użyty do obliczenia przepływu masy przez otwór.

CD – współczynnik rozładowania

D2 – średnica otworu (m)

D1 – średnica rury (M)

p1 – ciśnienie w górę (Pa)

P2 – ciśnienie w dół (Pa)

ρ – gęstość cieczy (kg/m3)

Kalkulator obciążenia!

typowe wartości Kryzy Kv

  • American Society of Mechanical Engineers (ASME). 2001. Pomiar przepływu cieczy za pomocą precyzyjnych kryzomierzy o małych otworach. ASME MFC-14M-2001R.
  • Międzynarodowa Organizacja norm (ISO 5167-1: 2003)., Pomiar przepływu cieczy za pomocą urządzeń różniących się ciśnieniem, Część 1: kryzy, dysze i rurki Venturiego umieszczone w okrągłych przewodach o przekroju poprzecznym biegnących w całości. Numer referencyjny: ISO 5167-1: 2003.
  • Międzynarodowa Organizacja norm (ISO 5167-1) poprawka 1. 1998. Pomiar przepływu cieczy za pomocą urządzeń różniących się ciśnieniem, Część 1: kryzy, dysze i rurki Venturiego umieszczone w okrągłych przewodach o przekroju poprzecznym biegnących w całości. Numer referencyjny: ISO 5167-1: 1991 / Amd.1:1998 (E).
  • American Society of Mechanical Engineers (ASME). B16.,36-1996-kołnierze Kryzy

Miernik Venturiego

w mierniku Venturiego ciecz jest przyspieszana przez stożek zbieżny o kącie 15-20o, a różnica ciśnień między górną stroną stożka a gardłem jest mierzona i dostarcza sygnał do szybkości przepływu.

płyn spowalnia się w stożku o mniejszym kącie (5 – 7o), gdzie większość energii kinetycznej jest zamieniana z powrotem na energię ciśnienia. Ze względu na stożek i stopniowe zmniejszanie się obszaru nie występuje „Vena Contracta”. Obszar przepływu jest minimalny w gardle.,
wysokie ciśnienie i odzyskiwanie energii sprawiają, że venturi meter nadaje się tam, gdzie dostępne są tylko małe głowice ciśnieniowe.

współczynnik rozładowania cd = 0,975 może być oznaczony jako standard, ale wartość zmienia się zauważalnie przy niskich wartościach liczby Reynoldsa.

odzyskiwanie ciśnienia jest znacznie lepsze dla Venturiego niż dla płytki kryzy.

  • rurka Venturiego nadaje się do czystej, brudnej i lepkiej cieczy oraz niektórych usług gnojowicy.,
  • zakres wynosi od 4 do 1
  • strata ciśnienia jest niska
  • typowa dokładność wynosi 1% pełnego zakresu
  • wymagana długość rury od 5 do 20 średnic
  • efekt lepkości jest wysoki
  • koszt względny jest średni
  • Międzynarodowa Organizacja norm – ISO 5167-1:2003 Pomiar przepływu cieczy za pomocą urządzeń różnicujących ciśnienie, Część 1: płytki kryzy, dysze i rurki Venturiego umieszczone w okrągłych przewodach o przekroju poprzecznym biegnących w całości. Numer referencyjny: ISO 5167-1: 2003.,
  • American Society of Mechanical Engineers ASME FED 01-Jan-1971. Wodomierze ich teoria i zastosowanie-Wydanie szóste

Dysza

dysze używane do określania natężenia przepływu cieczy przez rury mogą być w trzech różnych typach:

  • dysza ISA 1932 – opracowana w 1932 roku przez Międzynarodową Organizację Normalizacyjną lub ISO. Dysza ISA 1932 jest powszechna poza USA.
  • dysza o długim promieniu jest odmianą dyszy ISA 1932.,
  • dysza Venturiego jest hybrydą posiadającą sekcję zbieżną podobną do dyszy Isa 1932 i sekcję rozbieżną podobną do przepływomierza rurki Venturiego.
  • dysza przepływowa jest zalecana zarówno do czystych, jak i brudnych cieczy
  • zakres wynosi od 4 do 1
  • względna strata ciśnienia jest średnia
  • typowa dokładność wynosi 1-2% pełnego zakresu
  • wymagana długość rury upstream wynosi od 10 do 30 średnic
  • efekt lepkości wysoki
  • koszt względny jest średni
  • Stowarzyszenie inżynierów mechaników ASME Fed 01-Jan-1971., Fluidomierze ich teoria i zastosowanie-Wydanie szóste
  • International Organization of Standards – ISO 5167-1:2003 Pomiar przepływu cieczy za pomocą urządzeń różnicowoprądowych, Część 1: kryzy, dysze i rurki Venturiego umieszczone w okrągłych przewodach o przekroju poprzecznym biegnących w całości. Numer referencyjny: ISO 5167-1: 2003.

przykład – przepływ nafty przez miernik Venturiego

różnica ciśnień dp = p1 – p2 pomiędzy prądem a prądem wynosi 100 kPa (1 105 N / m2). Ciężar właściwy nafty wynosi 0,82.

,Gęstość nafty może być obliczona jako:

ρ = 0,82 (1000 kg/m3)

= 820 (kg/m3)

  • gęstość, ciężar właściwy i ciężar właściwy grawitacja – wprowadzenie i definicja gęstości, ciężaru właściwego i ciężaru właściwego. Formuły z przykładami.

Upstream i downstream area można obliczyć jako:

A1 = π ((0.1 m) /2)2

= 0.00785 (m2)

A2 = π ((0.06 m) /2)2

= 0.,002826 (m2)

przepływ teoretyczny można obliczyć z (3):

q = A2 1/2

q = (0.002826 m2) 1/2

= 0.047 (m3/s)

dla różnicy ciśnień 1 kPa (0,01×105 N/m2) – teoretyczny przepływ można obliczyć:

q = (0.002826 m2) 1/2

= 0.0047 (m3/s)

przepływ masy można obliczyć jako:

m = Q ρ

= (0,0047 m3/s) (820 kg/m3)

= 3.,85 (kg/s)

natężenie przepływu i zmiana różnicy ciśnień

Uwaga! – Natężenie przepływu zależy od pierwiastka kwadratowego różnicy ciśnień.

Z powyższego przykładu:

  • dziesięciokrotny wzrost natężenia przepływu wymaga stuletniego wzrostu różnicy ciśnień!,

Nadajniki i układ sterowania

nieliniowa zależność ma wpływ na zakres pracy przetworników ciśnienia i wymaga, aby elektroniczne Przetworniki ciśnienia miały możliwość linearyzacji sygnału przed przesłaniem go do układu sterowania.

dokładność

ze względu na Nieliniowość szybkość wyłączania jest ograniczona. Dokładność znacznie wzrasta w dolnej części zakresu roboczego.,

  • więcej o Przepływomierze jako Kryzy, Venturiego i dysze
  • Mechanika płynów
  • równanie Bernoulliego
  • równanie ciągłości
  • urządzenia do pomiaru obrotów i przepływu – wprowadzenie do pomiaru obrotów i dokładności pomiaru przepływu.