Устройство для замера расхода газа Советский патент 1992 года по МПК G01F1/00 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в машиностроении и других областях народного хозяйства, в частности для измерения производительности вентиляторов, имеющих существенное искажение скорости потока газа в его поперечном сечении.

Известны сужающие устройства для измерения расхода газа. При протекании газа через сужение возникает перепад давления, величина которого зависит от расхода. Перепад давления измеряется дифманомет- ром.

Однако данные устройства имеют значительные габариты и требуют установившегося течения газа на входе в сужающее устройство.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для замера расхода газа, состоящее из напорного усреднителя, дифманометра и подводящего трубопровода. Напорный усреднитель замеряет полное усредненное давление потока по радиусу или диаметру. Замеряется также статическое давление потока, а перепад давления фиксирует дифманометр Расход газа зависит от площади сечения потока и его средней скорости, вычисленной на основании величины динамической составляющей давления

Однако известней расходный усреднитель замеряет перепад давления, зависящий от квадрата средней скорости потока, лишь на одном продольном участке его сечения.

При наличии сильно деформированного поля скоростей по всему сечению потока такой способ вычисления расхода газа приводит к уменьшению его точности.

Целью изобретения является повышение точности замера расхода газа.

В предлагаемом устройстве для замера расхода газа цель достигается тем, что на подводящем трубопроводе со стороны выхода потока газа и соосно с ним установлен напорный усредни гель, выполненный в виде усеченного полого конуса, меньшее осно- вание которого подсоединено к дифманометру, а большее образует с трубопроводом кольцевую щель. Площадь данной щели не меньше, чем площадь сечения трубопровода.

На чертеже изображена конструктивная схема предлагаемого устройства.

На подводящем трубопроводе 1 (например вентиляторе со стороны выхода потока

(Л

С

vi

XI

х|

газа и соосно с ним установлено предлагаемое устройство, состоящее из центрирующей подставки 2 и жестко связанного с ней напорного усреднителя 3, выполненного в виде полого конуса, причем широкая его часть направлена навстречу потоку, а узкая часть выполнена глухой и через отверстие 4 трубку 5 соединена с одним из выходных штуцеров дифманометра 6 для измерения полного давления Рполн. Другой выходной штуцер дифманометра 6 соединен с потоком (или с атмосферой) для измерения статического давления Рст потока на выходе из подводящего трубопровода 1.

Подставка 2 обеспечивает центрирование напорного усреднителя 3 относительно подводящего трубопровода 1 и обеспечивает наличие между ними кольцевой щели.

За исходное принимается положение, при котором в подводящем трубопроводе 1 потока газа нет.

При этом перепад давлений, фиксируемый дифманометром 6, равен нулю. После появления потока газа (например, включение вентилятора), он входит во внутреннюю часть напорного усреднителя 3, разворачивается на угол более 90° с образованием в узкой части конуса зоны повышенного давления по отношению к статическому давлению самого потока и через кольцевую щель выходит в атмосферу. Величина получаемого на дифманометре 6 перепада давления пропорциональна скоростному напору потока. При этом, если имеет место искажение скорости потока по его сечению в подводящем трубопроводе 1, то указанный перепад давлений пропорционален квадрату средней скорости потока, а именно (для идеального газа):

Рдин АуО V ср. РПОЛН. РСТ. + Рдин Рдин Рполн - Per,

,...2 FROT.

и

лег

10

15

20

25

30

35

40

Vcp

угсг

vTJ

Дин

4 Ар где Рдин.-динамическая составляющая давления;

А- коэффициент пропорциональности; р- плотность потока газа;

Vcp средняя скорость потока газа;

РСТ. - статическое давление потока;

РПОЛН. - полное давление в зоне повышенного давления;

РПОТ - площадь сечения потока газа на выходе из подводящего трубопровода;

Q - расход газа;

d - диаметр подводящего трубопровода.

Потери энергии реального газового потока (Qp) учитываются коэффициентом расхода JLl Qp / FOOT Vcp .

Так как при скоростях течения, меньших скорости звука, газ ведет себя подобно несжимаемой жидкости, данное устройство может быть использовано и для замера расхода жидкости,

Технико-экономическая эффективность использования предлагаемого устройства для замера расхода газа заключается в повышении точности замера

Формула изобретения Устройство для замера расхода газа, состоящее из подводящего трубопровода и напорного усреднителя, соединенного с дифманометром, отличающееся тем, что, с целью повышения точности замера расхода потоков газа с неравномерным полем скоростей, напорный усреднитель выполнен в виде усеченного конуса, меньшее основание которого подсоединено с дифма- нометру. а большее установлено напротив подводящего трубопровода соосно с ним. образуя с подводящим трубопроводом кольцевую щель, площадь которой не меньше, чем площадь сечения трубопровода.

гЬ

zs

Использование: измерение производительности вентиляторов. Сущность изобретения, плюсовой вход дифманометра соединен с напорным устройством в виде воронки. Воронка установлена на выходном сечении вентилятора.1 ил.