Реферат: Счетчик воды вихревой ультразвуковой
Из числа приборов первой группы следует отметить широко распространенные расходомеры переменного перепада давления с сужающими устройствами и сравнительно новые, но весьма перспективные вихревые расходомеры.
Во вторую группу входят многочисленные турбинные, шариковые и камерные (роторные, с овальными шестернями и другие) счетчики количества и частично расходомеры. Приборы силовые и с автоколеблющимся телом пока еще имеют ограниченное применение.
Из приборов третьей группы наибольшее распространение получили электромагнитные. Реже встречаются тепловые и акустические приборы.
Расходомеры оптические, ядерно-магнитные и ионизационные применяются сравнительно редко.
Меточные и концентрационные расходомеры, относящиеся к четвертой группе, служат для разовых измерений, например при проверке промышленных расходомеров на месте их установки. Корреляционные приборы перспективны для измерения расхода двухфазных веществ.
В промышленности применяются главным образом, расходомеры с сужающими устройствами. Для их градуировки и поверки не требуются образцовые расходомерные установки, которые необходимы почти для всех остальных
Вихревые расходомеры.
Общая характеристика.
Вихревыми называются расходомеры, основанные на зависимости от расхода частоты колебаний давления, возникающих в потоке
в процессе вихреобразования или колебания струи. Они разделяются на три основные группы:
1. Расходомеры, имеющие в первичном преобразователе неподвижное тело, при обтекании которого с обеих его сторон возникают срывающиеся вихри, создающие пульсации давления.
2. Расходомеры, в первичном преобразователе которых поток закручивается и, попадая затем в расширенную часть тубы, прецессирует, создавая при этом пульсации давления.
3. Расходомеры, в первичном преобразователе которых струя, вытекающая из отверстия, совершает автоколебания, создавая при этом пульсации давления.
Преобразователи расхода у этих расходомеров многоступенчатые. В первой ступени в процессе вихреобразования или осцилляции струи создаются пульсации давления или скорости, частота которых пропорциональна объемному расходу. Во второй ступени эти пульсации преобразуются в выходной сигнал, обычно электрический. Для этого служат преобразователи давления (пьезоэлементы), температуры (термоанемометры), напряжения (тензорезисторы), ультразвуковые преобразователи скорости и т.п.
Увихревых расходомеров много достоинств: отсутстве подвижных частей, простота и надежность преобразователя расхода, независимость показаний от давления и температуры, большой диапазон измерения, доходящий в некоторых случаях до 15-20, линейность шкалы, хорошая точность (погрешность ±0,5-1,5%), частотный измерительный сигнал, стабильность показаний, сравнительная несложность измерительной схемы, возможность получения универсальной градуировки. К недостаткам вихревых расходомеров относятся значительная потеря давления, достигающая 30-50 кПа, и некоторые ограничения возможности их применения: они непригодны при малых скоростях из-за трудности измерения сигнала, имеющего малую частоту, и изготовляются лишь для труб, имеющих диаметры от 25 до 150-300 мм. Применение их для больших туб затруднено, а при очень малых диаметрах нет устойчивого вихреобразования. Многие конструкции вихревых расходомеров непригодны и для измерения загрязненных и агрессивных веществ, могущих нарушить работу преобразователей выходного сигнала. Но на процесс вихреобразования загрязнение, коррозия и эрозия тела обтекания или закручивающего аппарата практически сказываются очень мало. Поэтому при выборе преобразователя выходного сигнала (например, ультразвукового) вихревые расходомеры могут служить и для измерения загрязненных, агрессивных и абразивных веществ.
Вихревые расходомеры с обтекаемым телом.
Тело, находящееся на пути потока, изменяет направление движения его струй и увеличивает их скорость за счет соответствующего уменьшения давления. За миделевым сечением
тела начинается обратный процесс уменьшения скорости и увеличения давления. Одновременно с этим на передней стороне тела создается повышенное, а на задней стороне – пониженное давление. Пограничный слой, обтекающий тело, пройдя его давления сечение, отрывается от тела и под влиянием пониженного давления за телом изменяет направление движения, образуя вихрь. Это происходит как в верхних, так и в нижних точках обтекаемого тела. Но так как развитие вихря с одной стороны препятствует такому же развитию с другой стороны, то образование вихрей с той и другой стороны происходит поочередно. При этом за обтекаемым телом образуется вихревая дорожка Кармана шириной а, имеющая постоянное отношение b/а, которое для обтекаемого цилиндра равно 0,281.
Частота срыва вихрей согласно критерию Струхаля f = v Sh / d , т. е. пропорциональна отношениюv / d , a следовательно, при постоянном характерном размере d тела пропорциональна скорости о, а значит, и объемному расходуQ0 Зависимость между Q0 и f дается уравнением
Qo = ( sd / Sh } f ,
где s — площадь наименьшего поперечного сечения потока вокругобтекаемого тела.
Чтобы обеспечить пропорциональность между Qo иf, число СтрухаляShдолжно оставаться неизменным в возможно большей области значений числа Re. Для обтекаемого цилиндра число Sh остается постоянным в области lO3 —lO4 < Ro <2-105 . Поэтому расходомер с цилиндрическим обтекаемым телом может иметь диапазон измерения Qmax /Qmin = 20. Но такой диапазон может иметь место в том случае, если приQminскорость v в трубе будет достаточна и обеспечит устойчивое вихреобразование (в частности, для воды v > 0,2 м/с).Исследование расходомера с цилиндрическим обтекаемым телом диаметром d показало, что наиболеепредпочтительным является отношение d / D = 0,15—0,25.Преимущественное применение в вихревых расходомерах нашли призматические тела прямоугольной, треугольной или трапецеидальной (дельтообразной) форм. У последних основание обращено навстречу потоку. Такие тела образуют сильные и регулярные вихревые колебания, хотя и создают несколько большую потерю давления. Кроме того, они удобны для организации второй ступени преобразования частоты в выходной сигнал.
Технические данные расходомера-счетчика СВУ.
Измеряемая среда для счетчика – вода пресная (речная, озерная), подтоварная (поступающая с установок подготовки нефти), пластовая (минерализованная), их смеси, другие невзрывоопасные жидкости, неагрессивные по отношению к сталям марок 12Х18Н10Т, 30Х13.
Параметры измеряемой среды:
1.Концентрация нефтепродуктов не менее 1 г/л,
2.Концентрация солей не более 20 г/л,
3.Концентрация твердых частиц не более 1 г/л,
4.Максимальный размер твердых частиц не более 3 г/л,
5.Рабочее давление от 0,6 до20 МПа,
6.Рабочая температура от 4 до 800 С,
7.Диаметр присоединяемого трубопровода:
· ДРС-25, ДРС-50, ДРС-200 100 мм,
· ДРС-25А 50 мм.