Введение, Сравнительный анализ методов и средств измерения расхода газа, Методы измерения расхода газа и его количества

Виды приборов — расходомеры и квантометры

Приборы, предназначенные для измерения или вычисления количества газа проходящего, за единицу времени называют расходомерами. Они измеряют расход в кубических метрах в час.

Помимо названных устройств существуют приборы, предназначенные для технологического или внутрихозяйственного учёта. Эти приборы — квантометры (от английского – сколько…. метров), не используют для коммерческого учета из-за низкой точности измерений.

Виды приборов — расходомеры и квантометры

Достоинства метода:
К достоинствам расходомеров следует отнести простоту конструкции
преобразователя расхода и возможность поверки бес проливным методом
, т. е. при отсутствии расходомерных стендов. Данная возможность обусловлена наличием наиболее полной научно-технической, в том числе стандартизованной информации по данному методу измерения.

Существует несколько методов измерения потока газа. Расходомеры механические Расходомеры для измерения теплоотвода Измерения дифференциального давленияИсходные расходомеры воздуха Кориолисовые расходомерыМагнитно-индуктивные расходомерыТермальные расходомеры. Методы измерения без контакта между газом и датчиком являются дорогостоящими. Классический метод дифференциального давления часто имеет гистерезисные эффекты. В методе дифференциального давления изменение давления диафрагмы измеряется через диафрагму.

Однако усталость мембраны может привести к проблемам с дрейфом и отсутствию нулевой точности. Широко используются методы измерения, основанные на методах теплового измерения. Более продвинутые процессы основаны на нагревателе и по меньшей мере двух датчиках температуры, которые измеряют передачу тепла через газ. Один из них говорит о так называемых микротермических датчиках потока, когда сенсорные элементы встроены в микрочипы размером в несколько квадратных миллиметров. Микротермические датчики имеют небольшие датчики и обеспечивают использование стандартизированных производственных процессов в полупроводниковой промышленности.

Недостатки метода:
Недостатками являются, во-первых, малый диапазон
измерения (ранее не превышающий значения 1:3, а в настоящее время, с появлением многопредельных интеллектуальных датчиков давления, увеличившийся до 1:10).Во-вторых, высокая чувствительность к неравномерности эпюры скоростей потока на входе в СУ (диафрагму)
, обусловленной наличием в подводящем и/или отводящем трубопроводах гидравлических сопротивлений (запорной арматуры, регуляторов, фильтров, колен и т. д.).

Данное обстоятельство определяет необходимость наличия перед указанными СУ прямых участков
длиной не менее 10 диаметров условного прохода (Ду) трубопровода. В ряде случаев, например при установке СУ после гидравлических сопротивлений, таких как неполностью открытый вентиль, прямой участок перед СУ достигает длины 50 Ду и более).

Основные технические характеристики

В результате достигается неизменно высокое качество продукции и в то же время возможны умеренные затраты. Современные сенсорные элементы также измеряются более точно, чем традиционные анемометры с горячей проволокой, а стеклянные покрытия над сенсорным элементом предотвращают коррозию. Прямой контакт между газовым и тепловым датчиками имеет решающее значение. Поскольку скорость потока определяется только в определенных точках, экстраполяция на общий поток зависит от распределения скорости в трубе.

Недостатками
расходомеров являются ограниченная работоспособность на загрязненном газе
, возможность поломки при резких пневмоударах
и частичное перекрытие газопровода при поломке
, связанной, например, с заклиниванием роторов ротационного счетчика газа, относительно большие габариты, а также стоимость
(для ротационных счетчиков газа больших типоразмеров) по сравнению с приборами других типов.

Это, в свою очередь, зависит от условий на входе: изгиб трубы непосредственно перед датчиком, различные текстуры внутренних стенок трубы или углов или краев в канале потока могут привести к ошибочному результату измерения. Сильно загрязненный воздух также загрязняет измерительную ячейку. Чтобы избежать упомянутых проблем, чип датчика помещается в байпас.

Главным достоинством
, многократно перекрывающим недостатки и сделавшим данный метод измерения самым распространенным по количеству установленных приборов, является то, что это единственный метод, обеспечивающий прямое, а не косвенное измерение объема проходящего газа
. Кроме этого, нужно отметить полную нечувствительность к любым искажениям эпюр скоростей
потока на входе и выходе, что позволяет отказаться от прямых участков и резко сократить габариты узла учета газа УУГ), а также дает возможность обеспечения самых широких диапазонов измерения
— до 1:100 и более.

Инерция, конструкция кранов и низкий расход в байпасе также обеспечивают чистый газ на датчике. Обходное решение помогает упростить производственный процесс. Газовая направляющая сконструирована независимо от датчика. Датчик может использоваться в конце производственного процесса. Если рамка спроектирована правильно, в большинстве случаев можно отказаться от калибровки всей системы.

Определите приборы измерения текучей среды. Краткое описание того, как обрабатываются приборы измерения расхода. Важность измерения расхода. Поток жидкостей — это исследование, которое большинство из них представляет собой практику техники. Жидкости классифицируются как жидкости и газы. Межмолекулярные силы выше в первом, так что, изменяя давление или температуру, газы легко меняют свой объем. Труба представляет собой трубопровод круглого сечения, который выполняет функцию транспортировки воды или других жидкостей. Обычно он изготавливается из очень разнообразных материалов, таких как полиэстер, армированный стекловолокном, чугуном, сталью, латунью, медью, свинцом, бетоном, полипропиленом, пвх, термопластиком и полиэтиленом высокой плотности. Пластина с отверстиями представляет собой ограничение с отверстием, меньшим диаметра трубы, в которую он вставлен. Типичная диафрагма имеет концентрическое отверстие с острыми краями. Из-за меньшего сечения скорость жидкости увеличивается, что вызывает соответствующее снижение давления. Изменение поперечного сечения приводит к изменению давления между сходящимся участком и горлом, что позволяет узнать скорость потока при этом перепаде давления. Сопло состоит из конической и ограниченной записи, в то время как выход является резким расширением. В этом случае вход высокого давления расположен в трубе с 1 диаметром входного входа, а выход низкого давления расположен в трубе на конце горла. Он преобразует тепловую и энергию давления жидкости в кинетическую энергию. Таким образом, он используется, в частности, в турбомашине и других машинах, таких как форсунки, форсунки, реактивные двигатели. Жидкость претерпевает увеличение скорости по мере уменьшения сечения сопла, поэтому оно также страдает снижением давления и температуры, когда энергия сохраняется. Существуют конструкции и типы сопел, широко используемые в различных областях техники. Поскольку движущаяся жидкость имеет жизненно важное значение и для того, чтобы знать свойства, которые ее управляют, фундаментальнее в первую очередь быть ясно о понятии жидкости. Когда мы наблюдаем то, что имеет способность двигаться в окружающей среде, не сохраняя его первоначальной формы, мы говорим о жидкости. Точнее, это состояние материи с неопределенным объемом, из-за минимальной когезии, которая существует между ее молекулами. Жидкости, как и все материалы, обладают физическими свойствами, которые позволяют характеризовать и количественно определять их поведение, а также отличать их от других. Некоторые из этих свойств уникальны для жидкостей, а другие характерны для всех веществ. Свойства, такие как вязкость, поверхностное натяжение и давление пара, могут определяться только в жидкостях и газах. Однако удельная масса, удельный вес и плотность являются атрибутами любого материала. Ньютоновская жидкость. Ньютоновская жидкость представляет собой жидкость, вязкость которой можно считать постоянной с течением времени. Кривая, которая показывает связь между напряжением или сдвигом по сравнению с его скоростью деформации, является линейной и проходит через начало координат. Лучшим примером этого типа жидкости является вода, а не клея, меда или гелей, которые являются примерами неньютоновской жидкости. Большое количество обычных жидкостей ведет себя как ньютоновские жидкости при нормальных условиях давления и температуры: воздух, вода, бензин, вино и некоторые минеральные масла. Нентоновская жидкость: она является той, вязкость которой зависит от температуры и давления, но не от изменения скорости. Эти жидкости могут быть лучше охарактеризованы другими свойствами, которые связаны с зависимостью между напряжением и тензорами напряжения в разных условиях потока, такими как условия колебательного напряжения сдвига. Сверхтекучесть: это состояние вещества, характеризующееся полным отсутствием вязкости, так что в замкнутом контуре он будет течь бесконечно без трения. Идеальные жидкости: Идеальные жидкости классифицируются как: сжимаемые и несжимаемые. В последнем предполагается постоянная плотность или с небольшими вариациями. Это предположение ограничивает нас жидкостями жидкостей и газов с небольшими изменениями давления и температуры. В газах поток с высокой скоростью связан с большими изменениями давления, температуры и плотности, но эти изменения малы в потоках с малой скоростью, которые могут быть изучены как идеальные несжимаемые жидкости с хорошим приближением. Одномерный поток: одномерный поток относится к перемещению вдоль отдельной линии потока потока, который имеет только одно измерение. В них изменение давления и скорости происходит вдоль текущей линии. Двух — и трехмерный поток: двух — и трехмерные потоки являются полями скоростей потока. Во-первых, поток определяется линиями тока в одной плоскости, а второй — в пространстве. Определите единицы измерения текучей среды. — Диафрагма. — Расходное сопло. — Вентури. — Труба Далла. — Пилотная трубка. Поток жидкостей может быть выражен тремя способами: объемным потоком, массовым расходом и скоростью потока. Объемный расход указывает объем движущейся жидкости, которая проходит через точку за единицу времени. Массовый расход выражается в единицах массы за единицу времени. Скорость материала называется скоростью потока. Наиболее распространенными приборами, используемыми для измерения этого объемного расхода, являются: — измеритель разности давлений. — Переменный измеритель площади. — Положительный измеритель смещения. — Турбинный расходомер. — Электромагнитный расходомер. — Измеритель вихревых выбросов. — Ультразвуковой измеритель. Краткое описание того, как обрабатываются приборы измерения расхода. — Измеритель перепада давления. Измерители разности давлений включают в себя введение некоторого устройства в линию жидкости, которая вызывает препятствие, и создает разность давлений между обеими сторонами устройства. Когда такое препятствие помещается в трубу, скорость жидкости через препятствие возрастает и давление уменьшается. Коэффициент объемного расхода пропорционален квадратному корню от разности давлений по препятствию. Все применения этого метода измерения расхода предполагают, что условия потока перед устройством препятствия находятся в стабильном состоянии, и для обеспечения этого требуется определенная минимальная длина прямой секции трубы впереди точки измерения. — Переменный измеритель площади. Инструмент состоит из стеклянной трубки с поплавком, которая занимает устойчивое положение, где его погруженный вес уравновешен повышением из-за разницы давлений в нем. Положение поплавка является мерой эффективной площади канала для текучей среды, а вместе с ним и расхода. Точность самого дешевого инструмента составляет всего -3%, самая дорогая версия может достигать до -2% точности. Нормальный диапазон измерений составляет от 10 до 100% от общей шкалы. — Положительный измеритель смещения. Это использует цилиндрический поршень, который смещается в камеру, также цилиндрическую по текучей среде. Вращение поршня передается на выходной вал. Это может использоваться с шкалой индикации для визуального вывода или может быть преобразовано в электрический выходной сигнал. Положительные счетчики расхода составляют около 10% от общего количества расходомеров, используемых в промышленности. Такие устройства используются в больших количествах для измерения внутреннего потребления газа или воды. Самый дешевый инструмент такого типа имеет точность -5%. — Турбинный расходомер. Он состоит из набора лопастей пропеллера, установленных вдоль оси, параллельной направлению жидкости в трубе. Поток жидкости заставляет эти лопасти вращаться с определенной скоростью, которая пропорциональна объему циркулирующего потока. Эта скорость вращения измеряется конструкцией счетчика, который ведет себя как тахогенератор переменного сопротивления. Это достигается за счет изготовления лопастей турбины с ферромагнитным материалом и с использованием постоянного магнита и катушки внутри измерительного устройства. — Электромагнитный расходомер. Он состоит из цилиндрической трубки из нержавеющей стали, на которую наносится изоляционный слой, который транспортирует текучую среду, подлежащую измерению. Типичными изоляционными материалами являются неопрен, политетрафтортилен и полиуретан. Магнитный слой создается в трубке с помощью поляризации двух электродов, вставленных с обеих сторон трубки. Концы этих электродов обычно находятся на том же уровне, что и внутренняя поверхность цилиндра. Электроды изготовлены из материала, на который не воздействуют большинство жидкостей, таких как нержавеющая сталь, платина и иридиевый сплав, хастеллой, титан и тантал. В случае необычных металлов, таких как в списке, электроды несут большую часть стоимости инструмента. — Измеритель вихревых выбросов. Принцип действия прибора основан на естественном явлении эмиссии вихрей, создаваемых неаэродинамическими объектами, расположенными в трубопроводе, который проводит жидкость. Когда жидкость циркулирует, она проходит через это препятствие и производит медленные движения жидкости на внешних поверхностях. Поскольку объект не является аэродинамическим, поток не может следовать за контуром тела вниз по течению, а отделенные слои становятся изолированными и заставляют их вращаться в области низкого давления за препятствием. Частота излучения этих вихрей пропорциональна скорости, с которой жидкость проходит через объект. — Ультразвуковой измеритель. Фундаментальным требованием этих приборов является наличие рассеивающего элемента в жидкости, который отводит выходную энергию ультразвука от передатчика таким образом, что он входит в приемник. Они могут быть снабжены твердыми частицами, пузырьками газа или водоворотами в потоке жидкости. Элементы рассеяния вызывают изменение частоты между переданной и принятой, и мера этого изменения позволяет нам определить скорость. Прибор состоит в основном из излучателя и приемника, прикрепленного к внешней стороне стенки трубы. Измерение расхода очень важно во всех промышленных процессах. Способ количественного определения расхода зависит от того, является ли количество жидкости твердым, жидким или газообразным. В случае твердых веществ целесообразно измерять расход массы, в то время как в случае жидкостей и газов поток обычно измеряется по объему. Объемный расход является подходящим способом количественного определения потока газообразных, жидких или полужидких материалов; т.е. когда твердые частицы суспендируют в жидкой среде. Материалы в этих формах проходят через трубы. Измерение расхода является обычным явлением в повседневной жизни. Изучение его механизма в основном обусловлено пониманием вовлеченной физики, а также ее контролем в различных инженерных приложениях. Это самая важная ось с точки зрения измерения промышленных переменных, так как без измерения потока невозможно было бы балансировать материалы, контроль качества и даже работу непрерывных процессов. Существует множество методов измерения потоков, в большинстве из которых важно знать некоторые основные характеристики жидкостей для хорошего выбора наилучшего метода для использования. Эти характеристики включают вязкость, плотность, удельный вес, сжимаемость, температуру и давление, которые мы не будем здесь описывать. В принципе, существует два способа измерения потока: поток и общий поток. Поток представляет собой количество жидкости, которая проходит через заданную точку в любой момент времени. Общий поток количества жидкости через заданную точку в течение определенного периода времени.

  • Боливарианская Республика Венесуэла.
  • Министерство народной власти по высшему образованию.
  • Классифицирует типы жидкостей.
  • Определите единицы измерения текучей среды.
Читать далее:  Как сделать индукционный нагреватель своими руками? Простейший индукционный нагреватель своими руками Индукционный нагреватель на разряднике.

Встроенный многоступенчатый выпрямитель турбулентности изменяет профиль входящего потока, чтобы полностью исключить влияние входной трубы.

Классификация

Различные виды счетчиков

Счетчики газа можно разделить на категории по различным принципам: 

  1. По максимальной пропускной способности

    По максимальной пропускной способности приборы условно делят на: бытовые, коммунально-бытовые и промышленные.

    • Бытовые (максимальная пропускная способность до 10 м³/час.) используются при малых потреблениях газа. В основном это мембранные модели. Для информации. Патент на мембранные счетчики был выдан в Англии в 1844 году.
    • Коммунально-бытовые (максимальная пропускная способность от 10 до 40 м³/час.). Используются для учёта потребления предприятиями с оборудованием работающем на малом потреблении газа. Как правило, это мембранные, ротационные, ультразвуковые, струйные модели.
    • Промышленные (максимальная пропускная способность свыше 40 м³/час).Промышленные счетчики Используются для учёта больших расходов газа — в крупных газовых котельных, на газораспределительных сетях и т.д. Это могут быть ротационные, турбинные, вихревые, ультразвуковые, струйные модификации.
  2. По принципу действия 

    Приборы учета, работа которых основана на гидродинамических методах: роторные (ротационные), турбинные, вихревые, мембранные.

    • Роторный газовый счетчик — это устройство, ротор которого вращается проходящим потоком газа. Роторный счетчик рекомендован при потреблении небольших объемов – не более 200 куб. м. газа в час.
    • Турбинная модификация — это механизм, оснащенный электронной системой, регистрирующий потребление, и одновременно наблюдающий за газовым комплексом в целом. При возникновении нештатных ситуаций, прибор сигнализирует об этом. Турбинный газовый счетчик идеальный вариант для промышленных предприятий и газопроводов.
    • Газовый счетчик мембранного типа — это механический прибор, обладающий высокой точностью и надежностью. 
      Он рассчитан на малое потребление с низким давлением (около 10 кубометров в час).
      Мембранные модели рекомендованы для применении в быту.  В настоящее время, в коммунальном хозяйстве, мембранные варианты не имеют альтернативы.
    • Вихревые расходомеры являются наиболее сложными, зато самыми точными счетчиками.
      Вихревые рассчитаны на прохождение большого количества газа.
      Как правило, они рекомендованы для предприятий, работающих на промышленном использовании газа.
Читать далее:  Как проверить вентиляцию в квартире правила проверки работы каналов

Технические характеристики

Каждый тип устройства, обладает собственными техническими характеристиками, которые указаны в паспорте прибора.

Характеристика

Ед. измерения

Расход — (Qmin и Qmax)

Давление

Потеря давления

Погрешность измерения

Порог чувствительности

Диапазон рабочих температур

Межповерочный интервал

Габаритные размеры

Масса

м. куб в час

(Па)

(Па)

(%)

(м3/ч)

(°С)

(год)

(мм)

(кг) 

Погружной тепловой расходомер Steel-Mass 640s

Обтекаемое тело расходомера Flat-TrakTM модели 780s исключает нарушения профиля скорости, образование воронок и стратификацию температуры в потоке газа, а также позволяет снижать количество входящего потока,требуемого для правильных измерений.Универсальный преобразователь на базе микропроцессора интегрирует функции измерения расхода, настройки диапазона расхода, валидации и диагностики расходомера с датчиком в зонде или в блоке управления. Массовый расход и суммарный расход, а также другие параметры конфигурации отображаются на опциональном ЖК дисплее расходомера размером 2х12.

Multi-Trak™ модель 670s компании Sierra — это передовой современный инструмент для измерения массового расхода в больших воздухоотводах или комплектах труб с нестандартным профилем скоростей, высокими требованиями к диапазону изменений, потоками неочищенного газа, широкими температурными диапазонами, быстрой скоростью и температурными изменениями. Multi-Trak TM динамически компенсирует все изменения в профиле потока

Газовый расходомер Flat-Trak 780s

Steel-Mass TM модели 640s компании Sierra Instruments — погружной тепловой массовый расходомер, разработанный для самых сложных промышленных применений устройства по измерению расхода газа. Универсальный преобразователь на базе микропроцессора интегрирует функции измерения расхода, настройки диапазона расхода, валидации и диагностики расходомера с датчиком, заключенным в корпус, или удаленным датчиком. Массовый расход и суммарный расход, а также другие параметры конфигурации отображаются на опциональном ЖК-дисплее расходомера размером 2х12.

https://www.youtube.com/watch?v=ytcopyrightru

Технология QuadraTherm с четырьмя датчиками обеспечивает основные входные данные для алгоритмического набора iTherm и библиотеки газов для точного управления изменениями газа и на участке трубы, температуры и давлении газа, а также температуры окружающей среды.Технология iTherm решает первый закон термодинамики за долю секунды для каждого значения массового потока.

Читать далее:  Как очистить вытяжку на кухне от жира и отмыть решетку лучшие методы

Массовый расходомер Multi-Trak 670s

Расходомер Chlorine-Trak 760S был разработан специально как предельно точное и экономичное решение для измерения массового расхода хлора в процессе обработки сточных вод.

https://www.youtube.com/watch?v=ytadvertiseru

Перед промышленностью стояла непростая задача — найти расходомер для такого коррозийного газа как хлор (особенно в присутствии влаги). Компания Sierra ответила на этот вызов разработкой массового расходомера с корпусом из специальной резины (PVDF) из фторида поливинилидена производства Kynar. Этот материал обладает превосходными антикоррозионными свойствами и химической стойкостью как при нормальной так и при повышенной температуре. PVDF также обладает стабильностью, механической прочностью, износоустойчивостью и огнестойкостью

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
ManRem
Adblock
detector