Сборник задач и вопросов по ТТИиП Кузнецов Н.Д. Чистяков В.С. (1013662), страница 32
Текст из файла (страница 32)
"Действительный коэффициент расхода а больше исходного вследствие шероховатости трубы и притупления входной кромки диафрагмы1 < ± 0 > 0 1 ;Л — < 1 + 0 , 0 1 ; ^ - < 1 ± 0 , 0 2 или А р < ± 0 , 0 2 р р .ГРрРрСледовательно, изменение плотности газа, вызванное изменениемвлажности, не должно превышать 2 % расчетного значения плотности;ViQ"' р V 0,01252aemD2 J 'Для условий задачи р=870,7 кг/м3. Перед определением а необходимо убедиться, что Re>Re МИНQM100-10 3Re = 0 , 0 3 6 1 - ^ - =0,0361= 1,28-106,Dp,200-14,1-10—6где ]х — динамическая вязкость воды, кгс-с/м2.Определяем ReMHH [16]: Re»niH = 104.
Следовательно, Re>ReMim. Определим значение исходного коэффициента расхода а и :р в . п = 0,8-0,03205 = 0,0256 кг/м 3 ;р = 0,8681 + 0 , 0 2 5 6 = 0,8937 кг/м 3 .Изменение показаний расходомера при постоянном расходе можетвызываться изменением относительной влажности газа, которое вызывает изменение плотности.Определим изменения действительных значений плотности относительно расчетных, вызывающих изменение показаний расходомера на±1%:Qc-.дyР293(0,2 — 0,8-0,00458), „Л „„„ "1 _ _ _ _ _ ^ _ в 0 ; 8 6 8 1 кг/м 3 ;6==Qo.P-Qo.n' (дАР1- Ш1чч а = а и £ ш = 1,08-1,0029= 1,083;/100-103\2(0.01252.1,083.1.0,5.200*) = 1 В 6 ' 1 ? К Г С / м 2 = ' '53 кПа.По [16] р п /Др=0,28. Следовательно, р п =43,8 кгс/м 2 =0,43 кПа.
Таким образом, при одних и тех же значениях расхода и относительнойплощади т потеря давления в сопле значительно меньше, чем в диафрагме.05.18. Сопло обладает следующими безусловными преимуществамипо сравнению с диафрагмой: точность измерения расхода газов и парапри использовании сопла выше, изменение или загрязнение входногопрофиля сужающего устройства в процессе эксплуатации мало влияетна коэффициент расхода сопла и в значительно большей степени влияетна коэффициент расхода диафрагмы.Количественная оценка преимущества какого-либо сужающего устройства может производиться по потере давления и длине прямых участков.
Определим эти параметры для сопла и диафрагмы:QM.U.100-Ю3.„„та=•^zzz—='—— = 0,3^о.0,01252D 2 )/~pAp0.01252-2002 У 870,7-400Для сопла по [16] тл = 0,33. Относительная потеря давления по [16]р п /Др = 0,46.Абсолютная потеря давленияр п = 0,46-400 = 184 кгс/м2 = 1,8 кПа.При наличии колена перед соплом между ними должен быть прямойучасток длиной/ ь определяемой по [16]:l1/DZo= 17; / 1 = 3400 мм.Для Диафрагмы по [16] /п = 0,487; потеря давления по [16] р п /Др=-=0,48; р„ = 0,48-400 =192 кгс/м 2 =1,88 кПа.Длина прямого участка/1/£>20 = 27;- / 1 = 5400 мм.Аналогичные расчеты прямых участков 12 за сужающими устройствами показывают, что для сопл они меньше.
Следовательно, при одних' и тех же значениях расхода и перепада давления потери давления вдиафрагме' и сопле приблизительно одинаковы (у сонла т получаетсяменьшим). Однако при этих условиях для сопла требуются более короткие прямые участки трубопровода.05.19. Коэффициент коррекции на число Рейнольдса kRe вводитсявследствие наличия слабой зависимости коэффициента расхода а от Re.При расходе 10 т/ч Re=0,0361 QM/D\i~ 1,25-105 (при заданных условияхр,=28,8-Ю - 8 кгс-с/м 2 ), при этом по [16] а и = 0,748.
При расходе 4 т/чRe=5-10 4 H <хи=0,756.Таким образом, если расчет диафрагмы производился на расход10 т/ч, то при расходе 4 т/ч показания расходомера будут заниженными.Во избежание этого показания его должны быть умножены на коэффициент kRe=0,756/0,748= 1,011.Поправочные множители на шероховатость трубопровода km и притупление входной кромки k„ не учитываются, так как не зависят от Re.05.20.
Изменится. В этом случае при Q M =10 т/ч <хи = 0,6356, при4 т/ч а н = 0,639 и, следовательно, £Re- = 1,005. Значение ^ п р и б л и ж а е т ся к единице при увеличении Re и уменьшении т, поэтому т для диаф»рагмы рекомендуется выбирать близким к 0,2. Дальнейшее уменьшениенецелесообразно из-за увеличения потери давления, хотя 1—fee приэтом уменьшалось бы.05.21.
Поправочный множитель на расширение измеряемой средыопределяется по значениям Др/р, т и х [16].Из общей" зависимостиQ= к Кд7определяем перепад при Q = 0,4QMaKo:Др = 0 , 4 3 Д р м а к с = 6,4 кПа.Определяем Др/р для обоих случаев:Ап „л л,°'04Р0,0064п ™при р = 2 МПа Дрмакс/Р = — Г — = 0,02 и —^- = —'= 0,0032;2р2.при р = 0,08 МПа Дрмакс/р = -Г~Г" = 0,5 и —— = — != 0,08.0,0»Р0,08Этим значениям Др/р соответствуют следующие поправочные мно*жители на расширение среды [16]:Др/рsДр/ре0,00320,9990,080,97480,020,99370,50,7793Если принять за расчетное значение Q = QMHKC, TO уменьшение расхода до 0,4(2макс вызовет погрешность за счет отклонения е от расчетного значения ер, определяемую по формулеa <e= _!E_=Ll 1 oo%.„ ,.™ '.,Для р = 2 МПа 8g =^0,9937 — 0,999 1 0jr^T° =—0,53%.П 77Q4Для р-== 0,08 МПа б8 = —О Q74-8——-j100 = — 20,06% .Если в первом случае погрешность сравнительно невелика, то вовтором случае погрешность имеет недопустимое для технических'измерений значение.05.22.
Длина прямого участка до сужающего устройства определяется относительной площадью, типом местного сопротивления и диаметром трубопровода. При одинаковом т для всех типов сужающих устройств относительные длины' прямых участков одинаковы. Значениянаименьших длин прямых участков определяются по [16]. Для тройника, стоящего перед диафрагмой или соплом при т = 0 , 5 , находимlx = 28D = 28-0,2 = 5,6 м.При сокращенной длине прямых участков возникает погрешностьg a L , входящая составной частью в погрешность аа коэффициента расхода.Длина прямых участков после сужающего устройства определяетсятолько его относительной площадью и диаметром трубопровода и не зависит от типа местного сопротивления.
Согласно [16] длина прямыхучастков 12 должна быть не менее 7,9.0, т.е. / 2 >7,9-0,2 = 1,58 м:05.23. Согласно [16], если регулирующий вентиль стоит перед сужающим устройством, длина прямого участка между регулирующим вентилем и сужающим устройством должна быть не менее 100D.
В нашемслучае /i>20 м. Эта длина не зависит от т сужающего устройства идолжна быть сохранена и при т = 0,45.05.24. Показания будут одинаковыми. При одинаковой длине импульсных трубок влияние веса столба жидкости в минусовой трубкекомпенсируется весом столба жидкости в плюсовой трубке. Небольшаяразница в длине столбов может быть скорректирована нуль-корректором прибора при нулевом перепаде давления.05.25. Уровень будет изменяться. При увеличении расхода появляется перепад давления, под действием которого мембранная коробкав плюсовой камере дифманометра сжимается, ее объем уменьшается, аобъем плюсовой камеры увеличивается. Одновременно расширяетсямембранная коробка в минусовой камере, объем коробки увеличивается,а объем минусовой камеры уменьшается.Если объем плюсовой камеры увеличится, в нее из импульсной-трубки поступит дополнительное количество воды, что приведет к понижению уровня в плюсовой импульсной трубке.
Из минусовой камеры, наоборот, часть воды будет вытеснена в импульсную трубку, и уровень вней возрастет.Таким образом, при появлении расхода газа появляется разницауровней воды в импульсных линиях, которая создает перепад, противоположный по знаку перепаду на сужающем уетройстве. Очевидно, чтобез стабилизации уровней в импульсных трубках дифманометр будэтпоказывать заниженный расход, причем абсолютная погрешность будетрасти с увеличением расхода.05.26. Если бы уровень в импульсных трубках не изменялся, торасходомер должен был бы показывать Q 0 = 1 0 ' M 3 / 4 .
При изменениирасхода от Q o =0 до Q 0 =10 м3/ч уровень в плюсовой трубке понизитсяна АН:34ДУ4-4-10„ „== 5 0 , 9 мм.Jtd?я-10 2В минусовой трубке уровень повысится на такое же значение. Следовательно, за счет разницы уровней воды в импульсных трубках создается перепад Др'=2ДЯр£=2-50,9-10-М000-9,81=998,3 Па.АН =Этот перепад уменьшает перепад, создаваемый расходом газа, и надифманометр будет действовать перепад Ар" —Ар—Др'=10 000—998,3 == 9001,7 Па.Учитывая, что зависимость между показаниями расходомера Q0 иизмеряемым перепадом Ар квадратичная, Q0=K)/r Ар, можно вычислитьпоказания расходомера при Лр=9001,7 Па:Ар"-, /^9001,7-JL- = 10 1 /= 9,49 м 3 /ч.АрV 10 000Относительная погрешность измерения составит 5,1 %• С увеличением диаметра импульсных трубок погрешность будет уменьшаться, однакотакое увеличение диаметра по всей длине является нецелесообразным.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
