§ 4. Расходомеры постоянного перепада давления

У приборов этого типа измеряемое вещество (жидкость или газ) проходит непосредственно через расходомер, причем площадь про­ходного отверстия изменяется в зависимости от расхода; перепад давления при прохождении вещества через расходомер остается по­стоянным.

Измерительная часть прибора (рис. 7.4) представляет собой вер­тикально расположенную коническую трубку 1, в которой находится

поплавок 2. Перепад давления при протека­нии через коническую трубку жидкости, раз­ность давлений до и после поплавка опреде­ляются весом поплавка и его геометрической формой. Поскольку эти параметры при изме­рении расхода не меняются, перепад давле­ния остается постоянным.

П

ри постоянном перепаде давления пло­щадь кольцевого сечения между внутренними стенками конической трубки и поплавком пропорциональна объему жидкости, проте­кающей в данный момент (расходу). В ко­нической трубке площадь кольцевого сечения изменяется пропорционально высоте. Следо­вательно, поплавок изменяет свое положение по высоте в зависимости от расхода.

Формулы объемного и массового расходов имеют вид

где α—коэффициент расхода; φ—угол конусности измерительной трубки; Н — высота подъема поплавка; ρ — плотность измеряемого вещества: m_п—масса поплавка.

Выразив все постоянные для данной измерительной установки коэффициенты через С, можно записать формулу (7.9) в виде

Расходомеры постоянного перепада давления выпускают двух видов: стеклянные с непосредственным отсчетом показаний (рота­метры), бесшкальные (с электрическим или с пневматическим пре­образователем).

Ротаметр состоит из конической трубки, закрепленной в двух металлических головках, снабженных сальниками и фланцами для включения в вертикальный трубопровод. Внутри трубки свободно перемещается поплавок. В нижней головке имеется седло, на которое опускается поплавок при прекращении потока. Верхняя головка снабжена ограничителем хода поплавка. Седло и ограничитель хода удерживают поплавок в пределах измерительной трубки. Шкала прибора нанесена (травлением) непосредственно на поверхность стек­лянной трубки. Отсчет ведется по верхней горизонтальной плоско­сти поплавка.

Для того чтобы в процессе измерения поплавок не касался сте­нок трубки и находился в центральной части потока, в верхней ча­сти его делают косые прорези. Движущийся поток измеряемой жид­кости, проходя по косым прорезям поплавка, вращает последний, благодаря чему поплавок центрируется в трубке. Об исправной ра­боте ротаметра можно судить по вращению поплавка.

Ротаметры со стеклянной трубкой выпускают на пределы изме­рений по воде до 3000 л/ч и по воздуху—до 40 м³/ч. Предельное статическое давление 0,58 МПа. При более высоких статических давлениях применяют приборы с металлической измерительной труб­кой.

§ 5. Расходомеры переменного уровня

Принцип действия расходомеров переменного уровня заключа­ется в изменении уровня в сосуде со свободным стоком в зависимо­сти от количества жидкости, поступающей в этот сосуд в единицу времени.

В комплект измерительной установки входят: сосуд с калибро­ванным круглым или щелевым отверстием истечения и устройство для измерения уровня в емкости. В качестве измерителей уровня может быть применен один из типов существующих приборов (см. гл.8).

Отверстия истечения круглого сечения (диафрагмы) могут быть расположены как в дне, так и в боковой стенке приемного сосуда.

В последнем случае уровень в сосуде во всем диапазоне измерения должен быть выше отверстия истечения. Щелевые отверстия истече­ния располагаются только в боковой стенке приемного сосуда; в этом случае уровень жидкости в сосуде должен быть не выше верх­него края щелевого отверстия.

Расходомер со щелевым отверстием истечения показан на рис. 7.5. Измеряемая жидкость по трубе 2 поступает в сосуд 1, в котором имеется профилированная сливная щель 4, и вытекает по трубе 5.

Уровень жидкости измеряется пьезометрическим способом с помощью дифманометра 6. Для успокоения жидкости в сосуде предусмотрена перегородка 3.