Определить минимальное давление измеряемое манометром перед сужением трубы

Обновлено: 16.07.2024

2 Давление в покоящейся жидкости

2.321 Днище открытого бака с водой находится на расстоянии h₁, м над поверхностью земли. Глубина воды в баке равна h₂, м. Найти гидростатический напор относительно поверхности земли для точки, находящейся на глубине h₃, м от уровня воды в баке.

Таблица 1 – Исходные данные

Вариант	h₁, м	h₂, м	h₃, м
1	8	2	1

Ответ: Н=9 м.

Варианты задачи: 2, 3, 4, 5.

2.322 На горизонтальной водопроводной трубе установлен манометр, показывающий давление р_ман, кгс/см². Определить гидростатический напор в трубе относительно ее оси (радиусом трубы пренебречь).

Таблица 1 – Исходные данные

Вариант	р_ман, кгс/см 2
1	2

Ответ: Н=20 м.

Варианты задачи: 2, 3, 4, 5.

2.323 В цилиндрический бак диаметром D=2 м до уровня Н=1,5 м налита вода и бензин. Уровень воды в пьезометре ниже уровня бензина на h=300 мм. Определить вес находящегося в баке бензина, если ρ_б=700 кг/м.

Ответ: G_б=22 кН.

2.324 Определить минимальное давление р₁, которое необходимо подвести к левой полости цилиндра, чтобы преодолеть усилие F на штоке. Даны: диаметры поршня D и штока d, давление р₀ над жидкостью в баке и высота Н. Силами трения пренебречь. Принять плотность жидкости ρ=1000 кг/м³. (Величины р₀, Н, D, d и F взять из таблицы 1).

Таблица 1

Вариант	Физические величины
Вариант	Н, м	D, мм	d, мм	F, Н	р₀, МПа
А	5,5	70	45	350	0,32

Ответ: р₁=0,291 МПа.

Варианты задачи: Б, В, Г, Д, Е, Ж, З, И, К.

2.325 Определить показание манометра р_м*, если к штоку неподвижного поршня приложена сила F, его диаметр D, высота Н, плотность жидкости ρ=800кг/м³. (Величины Н, D и F взять из таблицы 1).

Таблица 1

Вариант	Физические величины
Вариант	Н, м	D, мм	F, Н
А	5,5	70	350

Ответ: р_м*=47,83 кПа.

Варианты задачи: Б, В, Г, Д, Е, Ж, З, И, К.

2.326 Определить давление р_м*, которое показывает манометр, если на поверхности воды в баке, расположенной на высоте h, имеет место вакуум р_вак. (Величины р_вак и h взять из таблицы 1).

Таблица 1

Вариант	Физические величины
Вариант	р_вак, МПа	h, м
А	0,015	3

Ответ: р_м*=14430 Па.

Варианты задачи: Б, В, Г, Д, Е, Ж, З, И, К.

2.327 Определить давление р₁ в жидкости под диафрагмой, если известна сила F, приложенная к штоку. Принять площадь диафрагмы S. Упругостью диафрагмы пренебречь. (Величины F и S взять из таблицы 1).

Таблица 1

Вариант	Физические величины
Вариант	F, Н	S, см 2
А	350	8

Ответ: р₁=0,438 МПа.

Варианты задачи: Б, В, Г, Д, Е, Ж, З, И, К.

2.328 Определить силу F₀ на штоке неподвижного золотника, если даны: показание вакуумметра р_вак, избыточное давление р_о во внутренней полости, высота расположения вакуумметра Н, диаметры поршней D и d, плотность жидкости ρ=1000 кг/м³. (Величины Н, р_вак, р_о, D и d взять из таблицы 1).

Таблица 1

Вариант	Физические величины
Вариант	Н, м	р_вак, МПа	р₀, МПа	D, мм	d, мм
А	5,5	0,015	0,32	70	45

Ответ: F₀=784 Н.

Варианты задачи: Б, В, Г, Д, Е, Ж, З, И, К.

2.329 Определить силу F₀ на штоке диафрагмы, обеспечивающую ее равновесие, если заданы: диаметр D, показание вакуумметра р_вак, высота его расположения Н, плотность жидкости ρ=900 кг/м³. Пружина сжатия, установленная в правой полости, при этом создает силу F_пр. Упругостью диафрагмы пренебречь. (Величины Н, р_вак, F_пр и D, взять из таблицы 1).

Таблица 1

Вариант	Физические величины
Вариант	Н, м	р_вак, МПа	F_пр, Н	D, мм
А	5,5	0,015	100	70

Ответ: F₀=229 Н.

Варианты задачи: Б, В, Г, Д, Е, Ж, З, И, К.

2.330 Определить давление р₁, которое необходимо подвести к левой полости гидроцилиндра для обеспечения равновесия его поршня, если в расширительном бачке над жидкостью давление составляет р₀, а высота равна H, сила сжатия пружины – F_пр, а сила приложенная к штоку – F. При решении принять диаметр поршня D, диаметр штока d, а плотность жидкости ρ=1000кг/м³. Силами трения пренебречь. (Величины Н, р_о, F, F_пр, D и d взять из таблицы 1).

Решение. (1) Для решения этой задачи прежде всего необходимо записать уравнение расходов

.

Расходы поршневой и штоковой полости можно выразить через скорость поршня и сечение штока и исходное уравнение можно представить следующим образом:

;

(2)

Из уравнения (2) выразим скорость поршня:

(3)

.

Для определения расхода через дроссель воспользуемся формулой расхода при истечении через отверстие:

(4)

.

Перепад давления на дросселе равен давлению в поршневой и штоковой полости, т. е. , т. к. поршневая и штоковая полости и дроссель соединены трубопроводом, потери в котором равны нулю, и по условию задачи МПа. Для определения давления нужно записать уравнение равномерного движения поршня, т. е. сумму всех сил, действующих на него. На поршень действуют две силы давления жидкости со стороны поршневой и штоковой полости и внешняя F, приложенная к штоку.

(5)

.

Из уравнения (5) находим :

(6)

.

Подставив (4) и (6) в (3), окончательно получим:

(7)

;

м/с.

Ответ: м/с.

Задача 9.

Исходные данные:

мм=0,065 м; мм=0,02 м; м; м; ; .

Задача 2.21. Определить минимальное давление

Благодаря этой странице вы научитесь сами решать такие задачи:

Другие похожие задачи:

Описание работы:

Задача 2.21. Определить минимальное давление рм, измеряемое манометром перед сужением трубы, при котором будет происходить подсасывание воды из резервуара А в узком сечении трубы. Размеры: d₁ = 60 мм; d₂ = 20 мм; Н₁ = 6 м; H₂ = 1 м. Принять коэффициенты сопротивления: сопла ξ_с = 0,08, диффузора ξ_диф = 0,30.

Образовательный сайт для студентов и школьников

© Фирмаль Людмила Анатольевна — официальный сайт преподавателя математического факультета Дальневосточного государственного физико-технического института

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Отбор большего давления производится через отверстия перед сужением трубы , а меньшего-через отверстия в ее горловине. Отверстия сообщаются с двумя кольцевыми камерами, присоединяемыми трубками к дифференциальному манометру. [17]

Описанные отрывные течения возникают при внезапном расширении или сужении трубы или канала, а также при повороте под углом. В первом случае ( рис. 104, а) область отрывного течения S образуется после сечения А-А и ее величина в основном зависит от степени расширения потока. В другом случае ( рис. 104, б) эта область возникает на участке ACD сужения потока с последующим его расширением. Наконец, на повороте ( рис. 104, в) область S образуется за углом А. [18]

Задача 2.21. Определить минимальное давление ра, измеряемое манометром перед сужением трубы , при котором будет происходить подсасывание воды из резервуара А в узком сечении трубы. [19]

Например, эластичный шаровой разделитель типа РШ обладает повышенной проходимостью внутри трубопровода, способен преодолевать сужения трубы , крутые повороты и даже неполно-проходные задвижки, однако из-за своей эластичности он обладает худшими очистными свойствами по сравнению, например, со скребками, особенно в случае застарелых и твердых отложений. [21]

Если в ней имеется течение с достаточно большой дозвуковой скоростью FO в - оо, то по основному свойству дозвуковых течений сужение трубы приведет к увеличению скорости, она достигнет скорости звука, а после этого расширение трубы ( по свойству сверхзвуковых течений) также поведет к увеличению скорости. [22]

Кроме потерь на трение по длине, в прямой трубе в гидравлической сети имеются потери давления связанные с внезапным расширением или сужением труб , их изгибом, а также потери, связанные с потерей давления на клапанах или дроссельных щелях. [23]

Характеристики прочности основного металла труб, изготовленных из листов продольной и поперечной прокатки, практически одинаковы, а величина относительного удлинения и сужения труб , полученных из листов поперечной прокатки, выше. [25]

Часть труб экрана, не вошедших в блок, а также водоопускные и пароотводящие трубы монтируют россыпью, предварительно проверив отсутствие засорения и сужения труб прокаткой шара, а также обработку концов труб под сварку или вальцовку. [27]

В дифференциальных ( разностных) расходомерах замер производится ненепосредственно, а при помощи измерения перепада ( разности) давления, возникающего в результате сужения трубы , через которую проходит поток жидкости. Работа этих приборов основана на принципе действия так называемой трубы Вентури - прибора, служащего для измерения расхода жидкости, пара или газа. [29]

Определить минимальное давление Рмин , измеряемое маном

Определить минимальное давление Рмин , измеряемое манометром перед сужением трубы, при котором будет происходить подсасывание воды из резервуара А в узком сечении трубы. Заданы размеры: d1, d2, Н1, Н2. Принять коэффициенты сопротивления: сопла ζс, диффузора ζдиф.
Дано: d1=58мм=0,058м;d2=18мм=0,018м;Н1=6м; Н2=0,8м; ζс =0,085; ζдиф=0,3.
Купить и скачать готовое решение.
Содержимое товара: решение задач в формате Word.

Отзывы

Отзывов от покупателей не поступало.

С товаром "Определить минимальное давление Рмин , измеряемое маном" также смотрят:

Этот сайт использует cookie (куки) для обеспечения более эффективного пользовательского опыта. Подробнее читайте в нашей Политике использования файлов cookie.

Политика использования файлов cookie

Пожалуйста, внимательно ознакомьтесь с данной политикой использования файлов cookie, прежде чем пользоваться услугами plati.market. Посещая сайт plati.market вы соглашается с тем, что plati.market может использовать файлы cookie для их последующей обработки системами Google Analytics, Яндекс.Метрика.

Cookies - это простые текстовые файлы, которые хранятся на вашем компьютере или мобильном устройстве сервером веб-сайта. Каждый файл cookie уникален для вашего веб-браузера. Он содержит некоторую анонимную информацию, такую как уникальный идентификатор, доменное имя сайта, некоторые цифры и числа.

Какие типы файлов cookie мы используем?

Необходимые файлы cookie

Необходимые файлы cookie позволяют нам предложить вам наилучший возможный опыт при доступе и навигации по нашему сайту и использовании его функций. Например, эти файлы cookie позволяют нам узнать, что вы создали учетную запись и вошли в нее.

Функциональные файлы cookie

Функциональные файлы cookie позволяют нам управлять сайтом в соответствии с вашим выбором. Например, мы узнаем ваше имя пользователя и запоминаем, как вы настраивали сайт при последующих посещениях.

Методические рекомендации к проведению расчетов

Задачи на расчет простого трубопровода делятся на три типа.

Требуется найти потребный напор H_потр.

2) При ламинарном режиме напор вычисляется по формулам (6.7) и (6.8)

3) При турбулентном режиме задача решается с помощью формул (6.3) или (6.4) в зависимости от шероховатости труб (Пример 6.2).

2 тип. Даны: располагаемый напор H_расп, все величины, перечисленные в задаче 1-го типа, кроме расхода Q.

Так как число Рейнольдса Re нельзя вычислить, то режимом движения необходимо задаться, основываясь на роде жидкости. Для вязких жидкостей (масло) выбирать ламинарный режим течения, для маловязких (вода, бензин, керосин) – турбулентный. Для проверки правильности выбора в конце решения необходимо вычислить число Рейнольдса. Либо по формулам (6.7) и (6.8) выразить диаметр через критическое число Рейнольдса и определить H_кр, соответствующее смене режима. Сравнивая H_кр и H_расп, определяют режим течения.

При ламинарном режиме задача решается на основании формул (6.7) и (6.8).

3 тип. Даны: располагаемый напор H_расп, расход жидкости Q в трубопроводе, его геометрические параметры и свойства жидкости, перечисленные выше, кроме диаметра трубопровода d.

Так как число Рейнольдса Re нельзя вычислить, то режимом движения либо необходимо задаться, либо по формулам (6.7) и (6.8) выразить диаметр через критическое число Рейнольдса и определить H_кр, соответствующее смене режима. Сравнивая H_кр и H_расп, определяют режим течения.

При ламинарном режиме задача решается на основании формул (6.7) и (6.8).

При турбулентном режиме решение нужно проводить с использованием графиков. Для этого следует

1) задать ряд значений диаметра d и по ним подсчитать H_потр;

2) построить график H_потр = f(d);

3) по графику, зная H_расп, определить d.

Задачи

Указание: Задачу решить методом последовательных приближений, задавшись начальным значением диаметра трубопровода d, а затем, уточняя его, найти величину d с необходимой точностью.

Контрольные вопросы и задания

1. Назовите виды гидравлических сопротивлений, вызывающие потери напора.

2. Что называется коэффициентом гидравлического трения? От чего он зависит?

3. Напишите уравнение Дарси для потерь напора на трение по длине потока и объясните его смысл.

4. Что называется местными сопротивлениями? Дайте определение в общей форме и перечислите наиболее распространенные виды сопротивлений.

5. Как определить потери напора при резком расширении потока?

6. Что называется коэффициентом местных потерь? Как он определяется?

7. Что понимают под эквивалентной длиной местного сопротивления?

8. Какие трубопроводы называют простыми и сложными.

9. Какие задачи ставятся при расчете трубопроводов?

10. В чем заключается расчет простого трубопровода?

11. Что такое высота всасывания? Каковы ее теоретические и практические значения для всасывающих труб?

РД 153-34.0-11.339-97 «Методика выполнения измерений расхода воды в трубопроводах больших диаметров»

Утверждено Департаментом стратегии развития и научно-технической политики РАО "ЕЭС России" 28.08.97 г.

Первый заместитель начальник А.П. БЕРСЕНЕВ

Методика устанавливает порядок выполнения измерений расхода воды в трубопроводах больших диаметров с помощью сегментных диафрагм и предназначена для персонала проектных, наладочных и эксплуатационных энергетических предприятий.

1. НАЗНАЧЕНИЕ МЕТОДИКИ

1.1. Методика устанавливает требования к организации измерений, алгоритмы подготовки, проведения и обработки результатов измерений объемного расхода воды в трубопроводах большого диаметра (от 200 мм до 4000 мм) с помощью сегментных диафрагм.

Положения настоящей Методики обеспечивают возможность применения сегментных диафрагм без их индивидуальной градуировки.

1.2. Методика обеспечивает получение достоверных количественных показателей точности измерений в стационарном режиме работы энергооборудования при принятой доверительной вероятности Р = 0,95 и устанавливает способы их выражения.

1.3. Согласно "Рекомендациям по оснащению ТЭС и АЭС водоизмерительной аппаратурой" (М.: СПО Союзтехэнерго, 1988) устанавливают значения предельной относительной погрешности измерения расхода воды в трубопроводах больших диаметров, равные значениям, указанным в табл. 1.

2. СВЕДЕНИЯ ОБ ИЗМЕРЯЕМОМ ПАРАМЕТРЕ

2.1. Расход воды в трубопроводах больших диаметров является одним из важнейших параметров при контроле за состоянием оборудования и ведением оптимального технологического режима.

2.2. Вышеуказанный параметр также участвует в коммерческих расчетах при контроле за водопотреблением тепловых и гидравлических электростанций.

2.3. В связи с относительной сложностью организации и проведения учета расхода воды в трубопроводах больших диаметров стандартными суживающими устройствами заводского изготовления на электростанциях широко применяют сегментные диафрагмы как наиболее простой метод измерений. При этом сегментные диафрагмы рассчитываются и изготавливаются в условиях конкретной электростанции с учетом геометрических размеров трубопровода и параметров измеряемой среды (см. табл. 1).

2.4. Сегментная диафрагма представляет собой тонкую перегородку, устанавливаемую на прямолинейном участке перпендикулярно оси трубопровода (рис. 1). В трубопроводе, по которому протекает жидкость, установленная сегментная диафрагма создает местное сужение потока. Вследствие перехода части потенциальной энергии в кинетическую средняя скорость потока в суженном сечении повышается, в результате чего статическое давление в этом сечении становится меньше статического давления перед сегментной диафрагмой. Разность этих давлений тем больше, чем больше расход протекающей жидкости и может служить мерой ее расхода.

Перечень основных измеряемых потоков, объемный расход которых

контролируется с помощью сегментных диафрагм

Рис. 1. Принципиальная схема установки сегментной диафрагмы в трубопроводе:

1 - трубопровод; 2 - сегментная диафрагма; 3 - трубки отбора импульса перепада давления

2.5. На энергообъектах сегментные диафрагмы могут использоваться:

для контроля за недопотреблением электростанций в целом;

для контроля за распределением воды по отдельным системам теплообменников (конденсаторы, маслоохладители, газоохладители и др.);

для составления баланса технической воды внутри электростанций;

для получения импульса по расходу воды при автоматизации технологических процессов на электростанции и ведении режимов работы оборудования в оптимальном режиме;

для контроля за состоянием насосного оборудования на электростанции.

3. МЕТОД ИЗМЕРЕНИЙ

3.1. Измерения расхода воды в трубопроводах больших диаметров являются непрерывными косвенными измерениями.

3.2. Мерой расхода воды, протекающей в трубопроводе, является перепад давления, создаваемый сегментной диафрагмой, установленной в трубопроводе.

3.3. На рис. 2 показаны рекомендуемые способы отбора давления на сегментной диафрагме.

При угловом способе отбора перепад давления измеряется как разность между статическими давлениями, взятыми непосредственно у плоскостей сегментной диафрагмы в углах, образуемых последней со стенкой трубопровода.

При фланцевом способе отбора перепад давления измеряется как разность между статическими давлениями, взятыми на расстоянии одной восьмой диаметра трубопровода до и после сужающего устройства.

Рис. 2. Способы отбора давлений до и после сегментной диафрагмы:

а - фланцевый способ отбора давлений; б - угловой способ отбора давлений;

1 - сегментная диафрагма; 2 - отверстия для отбора давлений;

3 - штуцеры для отбора давлений с запорным вентилем

3.4. В зависимости от типа используемых на ТЭС средств измерений (СИ) применяются два варианта компоновки измерительных систем:

децентрализованная измерительная система с использованием первичного измерительного преобразователя (ПИП) по перепаду давления в комплекте с регистрирующим средством измерения (РСИ);

централизованная измерительная система с использованием средств вычислительной техники.

3.4.1. При измерениях расхода воды в трубопроводах большого диаметра с помощью децентрализованной системы сигнал по перепаду давления, создаваемый сегментной диафрагмой, поступает на ПИП, где преобразуется в унифицированный выходной электрический сигнал. Этот сигнал передается РСИ, которое отградуировано в единицах измерения расхода. Для обеспечения линейной зависимости показаний РСИ от перепада давления используется блок извлечения корня (БИК). Для внесения поправок к показаниям РСИ на действительные параметры измеряемой среды (в отличие от принятых при расчете сегментной диафрагмы) необходимо предусмотреть регистрацию температуры воды в соответствии с п. 3.6 настоящей Методики.

3.4.2. При централизованной измерительной системе с использованием средств вычислительной техники выходная информация от ПИП перепада давления на сегментной диафрагме и температуры среды претерпевают различные преобразования в агрегатных средствах измерений (АСИ) и в виде кодовых сигналов поступают в вычислительный комплекс для автоматической обработки результатов измерений (извлечение корня из значения перепада давления, внесение поправки на плотность по действительной температуре среды в отличие от расчетной, расчета технико-экономических показателей и управления технологическим процессом.

3.5. Типы, технические и метрологические характеристики ПИП и РСИ при децентрализованной измерительной системе приведены в приложении 1. При организации измерений расхода воды с помощью сегментных диафрагм допускается применение других СИ с метрологическими характеристиками, не хуже указанных в приложении 1

При централизованной измерительной системе в каждом конкретном случае структурные схемы индивидуальны в зависимости от технических средств АСУ ТП блока.

3.6. Температура среды измеряется на участке трубопровода перед сегментной диафрагмой или после нее. Допустимое расстояние от места установки термометра перед сужающим устройством выбирается согласно требованиям РД 50-411-83, табл. 6. Температуру после сужающего устройства измеряют на расстоянии не менее 5D₂₀ (D₂₀ — внутренний диаметр трубопровода при температуре 20°С), но не более 10D₂₀ от его заднего торца.

3.7. Число Рейнольдса (Re) определяется по формуле

(1)

где Q_о — объемный расход воды в трубопроводе, м 3 /с;

r — плотность измеряемой среды, кг/м 3 ;

D — диаметр трубопровода, м;

m — динамическая вязкость среды, Па×с.

Сужающие устройства допускаются к применению только в той области чисел Рейнольдса, где коэффициент расхода можно считать постоянным. Область постоянства ограничена как нижним граничным числом Рейнольдса Re_min _гр, так и верхним граничным числом Рейнольдса Re_max _гр. Значения граничных чисел Рейнольдса в зависимости от относительной площади отверстия определяются по табл. 2:

Значения граничных чисел Рейнольдса для сегментных диафрагм

m	Re_min _гр	Re_max _гр	m	Re_min _гр	Re_max _гр
0,50	0,4 × 10 5	10 7	0,75	1,13 × 10 5	10 7
0,55	0,51 × 10 5	10 7	0,80	1,32 × 10 5	10 7
0,60	0,64 × 10 5	10 7	0,85	1,53 × 10 5	10 7
0,65	0,79 × 10 5	10 7	0,90	1,75 × 10 5	10 7
0,70	0,95 × 10 5	10 7

3.8. Плотность воды при давлениях до 1 МПа определяют в зависимости от температуры в соответствии с табл. П2.1 приложения 2.

3.9. Динамическую вязкость m измеряемой среды определяют в зависимости от температуры в соответствии с табл. П2.2 приложения 2.

4. УСЛОВИЯ ПРИМЕНЕНИЯ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ

характер движения потока на прямых участках трубопроводов до и после сужающего устройства должен быть стационарным;

измеряемое вещество должно заполнять все поперечное сечение трубопровода перед сужающим устройством и за ним;

фазовое состояние потока не должно изменяться при его течении через сужающее устройство;

на поверхностях сужающего устройства не должны образовываться отложения, изменяющие его конструктивные параметры и геометрические размеры;

температура измеряемой среды от 0 до 50°С, давление до 1 МПа.

4.2. Построение монтажно-коммутационных схем приборов измерения параметров измеряемой среды, а также монтаж и подключение дифференциальных манометров к соединительным линиям для измерения перепада давлений на сужающем устройстве выполняются в соответствии с требованиями РД 50-213-80 и РД 50-411-83, а также с учетом требований инструкций по монтажу и техническому обслуживанию конкретных средств измерений.

4.4. При организации измерений расхода воды в трубопроводах больших диаметров должны соблюдаться следующие требования к установке специальных сужающих устройств (СУ):

4.4.2. Участки трубопроводов, на которых допускается установка расходомеров с сегментными диафрагмами, для обеспечения необходимой точности измерений должны удовлетворять следующим требованиям:

длина прямолинейных участков трубопроводов должна соответствовать требованиям РД 50-411-83 к допустимым расстояниям до ближайших местных гидравлических сопротивлений при m < 0,65, а при m > 0,65 должна соответствовать ее значению при m = 0,65;

участок трубопровода должен быть цилиндрическим с круглым сечением, отклонения от среднего диаметра трубопровода по результатам измерений в четырех диаметральных направлениях в трех поперечных сечениях — непосредственно в плоскости диафрагмы и на расстоянии 2D (см. рис. 1) от нее не должны превышать 0,3% при m = 0,5¸0,9;

на внутренних стенках участка трубопровода не должно быть отложений, наростов или раковин, выступающих более чем на 0,005D и искажающих его конструктивные параметры и геометрические размеры

4.5. Должны соблюдаться следующие требования к сегментным диафрагмам:

4.5.1. Неперпендикулярность входного торца диафрагмы к оси трубопровода не должна превышать ±1°.

4.5.2. На кромке сегментной диафрагмы при визуальном обследовании не должно быть заметно заусенцев, выбоин и т.п.

4.5.3. При изготовлении диафрагмы из стального гладкого листа толщина сегмента Е для водоводов 2000-3000 мм принимается 10-15 мм

4.5.4. Параллельность торцовых поверхностей сегментных диафрагм оценивают по результатам измерений толщины Е — разность значения Е в любых двух точках не должна превышать 0,005D₂₀.

4.5.5. Отверстия для отбора давлений необходимо делать со стороны, противоположной отверстию сужающего устройства, на оси симметрии сегментной диафрагмы. Максимально допустимое отклонение оси отверстия отбора давления от диаметра, являющегося осью симметрии сегментной диафрагмы, ±10°.

4.5.6. Диаметр отверстий отбора давления С (см. рис. 1) должен находиться в пределах С = (8¸12) мм.

4.6. При прокладке импульсных линий должны выполняться требования РД 50-213-80 и СНиП 3.05.07-85 "Системы автоматизации".

4.7. При приемке в эксплуатацию измерительной системы расхода воды в трубопроводах больших диаметров должны выполняться требования "Правил приемки в эксплуатацию из монтажа и наладки систем управления технологическими процессами тепловых электрических станций: РД 34.35.412-88" (М.: СПО Союзтехэнерго, 1988).

4.8. Средства измерений, технические средства, входящие в измерительные системы, должны быть установлены и обслуживаться с учетом требований технических описаний и руководств по эксплуатации.

5. АЛГОРИТМ ПОДГОТОВКИ И ПРОВЕДЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ

5.1. Принцип образования измеряемой величины — перепада давления, преобразуемого впоследствии в объемный расход, описан в п. 2.4.

5.2. Объемный расход жидкостей в общем виде вычисляют по формуле

(2)

где Q_о — объемный расход жидкости, м 3 /с;

a — коэффициент расхода сегментной диафрагмы;

m — отношение площади свободного сечения сегментного отверстия f_со к площади

D — внутренний диаметр трубопровода перед сегментной диафрагмой при

температуре t, м;

Dр — перепад давления среды при течении через сегментную диафрагму, Па;

r — плотность измеряемой среды в рабочих условиях, кг/м 3 .

Для удобства выполнения расчета формула (2) может быть преобразована в:

м 3 /ч, (3)

где А = × × 3600 = 3998,6.

Тогда Q_о = 3998,6 м 3 /ч, (4)

где Dр — перепад давления, Па,

или Q_о = 125224 м 3 /ч (5)

где DН — перепад давления, кгс/м 2 (мм вод. ст.).

На рис. 1 показана принципиальная схема установки сегментной диафрагмы в трубопроводе большого диаметра (200-4000) мм.

5.3. Одним из достоинств сегментной диафрагмы является относительно малое значение остаточной потери давления, не превышающее 20% измеряемого перепада.

Остаточная потеря давления для сегментных диафрагм определяется:

(6)

где Па (мм вод. ст.).

Подбор размеров диафрагм производится в зависимости от исходных значений диаметра трубопровода, диапазона измерения расхода, температуры и плотности воды и диапазона измерений.

Давление воды в трубопроводах большого диаметра, как правило, не превышает 0,25-0,3 МПа и при установке расходомера необходимо предельно ограничить потери давления. Поэтому перепад давления на сегментной диафрагме следует принимать по ГОСТ 18140-84:

Dр = 600 кгс/м 2 ;

Dр = 1000 кгс/м 2 ;

Dр = 1600 кгс/м 2 .

5.4. Определяющим размером сегментной диафрагмы является ее высота Н и соответствующий ей размер сегментного отверстия a = D - Н.

В качестве геометрического параметра сегментной диафрагмы принята относительная высота H/D.

Относительная высота H/D зависит от относительной площади m отверстия. От значения m также зависит коэффициент расхода сужающего устройства a_и.

Значения коэффициента расхода a_и и произведения a_иm в зависимости от относительной площади m отверстия и высоты сегмента H/D сегментной диафрагмы приведены в приложении 4 и на рис. 3.

5.5. Расчет расходомерного устройства при известных значениях исходных данных (расходе воды по трубопроводу, давлении и температуре, внутреннем диаметре трубопровода) производится в следующем порядке.

При заданном номинальном перепаде давления имеющегося дифференциального манометра определяется значение относительной площади отверстия диафрагмы и ее геометрические размеры.

Расчет производится следующим образом.

Имеются: внутренний диаметр трубопровода — D (м), номинальный предельный расход воды — Q_ном.пр (м 3 /ч), температура воды — t_в (°С) и номинальный перепад давления дифференциального манометра — Dр (Па). Определяется a_иm по формуле

a_иm = (7)

Далее по приложению 4 или графику рис. 3 по значению a_иm определяют коэффициент расхода a_и и значение относительной площади m отверстия. Коэффициент a_и — коэффициент расхода, соответствующий острой кромке отверстия диафрагмы, отбору давления по угловому способу и гладким трубам.

К коэффициенту a_и вводятся поправочные коэффициенты К_п, К_ш и К_ф, учитывающие соответственно степень притупления входной кромки диафрагмы, шероховатость трубопровода и способ отбора давления.

Для трубопроводов диаметром > 400 мм поправочные коэффициенты К_п и К_ш равны 1.

Поправочный коэффициент К_ф на наиболее распространенный на практике фланцевый способ отбора давления определяется в зависимости от значения m по табл. 3:

Рис. 3. Графики зависимости основных величин, участвующих

в расчете сегментных диафрагм

Поправочный коэффициент на фланцевый способ отбора давления К_ф

m	К_ф	m	К_ф	m	К_ф
0,50	1,000	0,65	1,010	0,80	1,011
0,55	1,005	0,70	1,010	0,85	1,011
0,60	1,008	0,75	1,010	0,90	1,011

5.6. Относительная высота сегмента H/D сегментной диафрагмы определяется по значению m (см. приложение 4).

Высота сегмента Н = м. (9)

5.7. Пример расчета сегментной диафрагмы приведен в приложении 5.

Расчет расходомерного устройства при известных геометрических размерах сегментной диафрагмы, установленной в трубопроводе (значениях относительной площади отверстия и диаметра трубопровода), производится для номинального расхода воды с целью определения перепада давления на диафрагме.

Расчет производится в следующем порядке.

Имеются: внутренний диаметр трубопровода — D (м), высота сегмента — Н (м), номинальный предельный расход воды — Q_ном.пр (м 3 /ч), температура воды — t_в(°C).

Требуется определить номинальный перепад давления на диафрагме для выбора необходимого дифференциального манометра.

Определяется перепад давления на диафрагме, по которому выбирается дифференциальный манометр, — Dр (Па), по формуле

Dр = Па (10)

По имеющему значению определяются значения a_и и m (см. приложение 4, или рис. 3).

К коэффициенту расхода a_и вводится поправочный коэффициент на фланцевый способ отбора, который определяется по табл. 3.

По значению рассчитанного перепада давления на сегментной диафрагме выбирается ближайший по ряду перепадов давления дифференциальный манометр.

5.8. Перед выполнением измерений необходимо провести проверку сроков очередных поверок первичных и промежуточных измерительных приборов и регистрирующих средств измерений по паспортам, наличие актов установки и проверочных расчетов, действующих поверительных клейм на СИ.

5.9. Производится внешний осмотр элементов измерительной системы и проверка в соответствии с требованиями "Правил приемки в эксплуатацию из монтажа и наладки систем управления технологическими процессами тепловых электрических станций: РД 34.35.412-88".

5.10. Проверяется правильность функционирования всех элементов измерительной системы и выполняются операции в соответствии с техническими описаниями и инструкциями эксплуатации элементов измерительной системы, в том числе проверка установки нуля на дифференциальном манометре.

5.11. Числовое значение результата измерения должно оканчиваться цифрой того же разряда, что и значение абсолютной погрешности измерения расхода.

6. ПОКАЗАТЕЛИ ТОЧНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ. СПОСОБЫ И ФОРМЫ ИХ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ

В качестве показателя точности измерений расхода воды в трубопроводах большого диаметра принимается интервал, в котором с установленной доверительной вероятностью находиться суммарная погрешность измерений. Результаты измерений представляются в следующей форме:

где Q — результат измерений расхода;

D, D_l, D_h — погрешность измерений расхода соответственно с нижней и верхней ее границами, м 3 /с;

Р — установленная доверительная вероятность, при которой погрешность измерений находится в границах доверительного интервала; Р = 0,95.

7. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ И ОЦЕНКА ПОКАЗАТЕЛЕЙ ТОЧНОСТИ

7.1. Оценка показателей точности производится следующим образом. Относительная погрешность измерения расхода при доверительной вероятности, равной 0,95, определяется по формуле

Составляющей погрешностью или совокупностью составляющих погрешностей, равных или менее 30% результирующей погрешности, пренебрегают.

7.2. Средняя квадратическая относительная погрешность измерения объемного расхода определяется по формуле

(12)

где s_a — средняя квадратическая относительная погрешность коэффициента расхода СУ;

s_н — средняя квадратическая относительная погрешность измерения высоты сегмента Н;

s_D₂₀ — средняя квадратическая относительная погрешность измерения диаметра D₂₀;

s_r — средняя квадратическая относительная погрешность коэффициента коррекции расхода на плотность;

s_пип — средняя квадратическая относительная погрешность ПИП;

s_бик — средняя квадратическая относительная погрешность блока извлечения корня;

s_лс — средняя квадратическая относительная погрешность линии связи передачи сигнала от ПИП к РСИ;

s_обр — средняя квадратическая относительная погрешность обработки (планиметрирования результатов измерений на диаграммной бумаге);

s_рси — средняя квадратическая относительная погрешность РСИ (если о них имеются данные);

— сумма квадратов средних квадратических относительных погрешностей, вызванных изменением влияющих факторов (температура, влажность, вибрация, изменение напряжения сети электропитания, помехи и др.)

Средние квадратические относительные погрешности s_лс, s_бик, s_обр, s_рси, равны половине соответствующих основных дополнительных погрешностей, определяемых по паспортам, техническим описаниям элементов измерительной системы.

7.3. Значение средней квадратической относительной погрешности коэффициента расхода сегментной диафрагмы следует определять согласно РД 50-411-83 по формуле

s_a = 0,6 + 1,5m 2 . (13)

7.4. Значение средней квадратической относительной погрешности измерения высоты сегмента Н определяется по формуле

s_н = 50, (14)

где DН — отклонение действительной высоты Н сегмента от расчетного значения.

Значение s_н не должно превышать 0,15.

7.5. Значение средней квадратической относительной погрешности измерения диаметра s_D₂₀ определяется согласно РД 50-411-83 по формуле

, (15)

где DD — отклонение действительного диаметра D от его расчетного значения.

Значение s_D₂₀ выбирается из требований к погрешности измерений расхода в пределах от 0,05 до 0,3%.

7.6. Значение определяется по формулам:

при относительной площади отверстия m = 0,50¸0,70

= -0,96442 + 2,27710 m; (16)

при относительной площади отверстия m = 0,7¸0,9

= 30,64390 - 76,63222 m + 48,99006 m 2 . (17)

7.7. Среднюю квадратическую относительную погрешность определения плотности воды s_r в зависимости от ее температуры (см. приложение 2) следует определять в процентах как половину шага плотности Dr, соответствующего значению рабочей температуры измеряемой среды, отнесенную к значению плотности воды при 20°С. При использовании приложения 2 максимальная s_r_в составит 0,1%.

7.8. Среднюю квадратическую относительную погрешность измерений перепадов давлений следует определять в процентах от максимального расхода:

(18)

где Q_max и Q_i — максимальный расчетный и измеряемый в любой точке рабочего диапазона расходы соответственно в м 3 /с или м 3 /ч;

S_пип — класс точности дифференциального манометра.

7.9. Доверительные границы погрешности измерения расхода воды рассчитываются по формуле

(19)

где Q_max — максимальное значение диапазона измерения расхода.

8. ТРЕБОВАНИЯ ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ

При выполнении измерений расхода воды в трубопроводах больших диаметров с помощью сегментных диафрагм должны соблюдаться требования ГОСТ 12.2.091-83.

К выполнению измерений по настоящей Методике допускаются лица, имеющие квалификационную группу по технике безопасности не ниже III при выполнении работ в электроустановках с напряжением до 1000 В.

9. ТРЕБОВАНИЯ К КВАЛИФИКАЦИИ ПЕРСОНАЛА

К выполнению измерений и обработке их результатов допускаются лица, прошедшие специальное обучение и имеющие квалификацию:

при выполнении измерений — слесарь КИПиА не ниже 3-го разряда;

при обработке результатов измерений — техник или инженер-метролог, занимающийся расчетом технико-экономических показателей.

Читайте также: