Тарирование расходомера

💸 Как сделать бизнес проще, а карман толще?

Тот, кто работает в сфере услуг, знает — без ведения записи клиентов никуда. Мало того, что нужно видеть свое раписание, но и напоминать клиентам о визитах тоже. Проблема в том, что средняя цена по рынку за такой сервис — 800 руб/мес или почти 15 000 руб за год. И это минимальный функционал. Нашли самый бюджетный и оптимальный вариант: сервис VisitTime.
⚡️ Для новых пользователей первый месяц бесплатно. А далее 290 руб/мес, это в 3 раза дешевле аналогов. За эту цену доступен весь функционал: напоминание о визитах, чаевые, предоплаты, общение с клиентами, переносы записей и так далее.
✅ Уйма гибких настроек, которые помогут вам зарабатывать больше и забыть про чувство «что-то мне нужно было сделать».
Сомневаетесь? нажмите на текст, запустите чат-бота и убедитесь во всем сами!

Работа расходомеров (труба Вентури, мерная диафрагма), устанавливаемых на трубопроводах, происходит в соответствии с условиями, описанными в уравнениях Бернулли и неразрывности.

Схема расходомера типа трубы Вентури с пьезометрами, присоединёнными к широкому и узкому её сечениям, представлена на рис.3.1. На участке расходомера сечение потока в трубопроводе сначала сужается, за счет чего средняя скорость жидкости увеличивается, а затем снова плавно расширяется до первоначальной величины. Возникающее при этом преобразование части статического напора Н = z + р/(ρ g) (z - геодезический напор; р/(ρ g) - пьезометрический напор) в скоростной отражается на уровнях жидкости в пьезометрах H₁ = z₁ + р₁/(ρ g) и H₂=z₂+ р₂/(ρ g). При этом уровень в пьезометре, установленном вузкой части расходомера, будет ниже, чем в пьезометре, установленном в широкой части, на величину Δ h, которая включает в себя и потери напора на участке между пьезометрами.

Зависимость между расходом жидкости трубе Q и величиной Δ h, устанавливаемая на основе уравнений Бернулли и неразрывности, имеет вид:

(величину С можно также определить опытным путем); β - коэффициент расхода; F и F_c - площади поперечных сечений трубы соответственно до сужения и в узком сечении.

Опыт показывает, что в условиях турбулентного режима константы β и С для каждого расходомера есть величины постоянныепри различных значениях Q и Δ h. Опытное определение константы расходомера С называется его тарированием. Зависимость между Δ h₁ и Δ h₂, определяемая на основе уравнений гидростатики, имеет вид:

где ρ _р - плотность ртути, ρ _р =13600 кг/м3; ρ - плотность жидкости втрубопроводе, кг/м³.

Тарирование расходомеров всех видов, в том числе и трубы Вентури, заключается в опытном определении расходов жидкости через расходомерное устройство на нескольких режимах при одновременной регистрации разности напоров в широком и узком сечениях. В связи с тем, что значения констант расходомера в силу погрешностей измерений в каждом из опытов могут несколько отличаться, необходимо определить средневзвешенное по всем опытам значение этой величины. Для этого могут быть использованы различные способы обработки опытных данных.

Один из таких способов заключается в построении графиков, исследуемой зависимости в логарифмических координатах. Так, прологарифмировав выражение (3.1), получим:

откуда следует, что lgQ линейно зависит от lgΔ h.

Таким образом, если выразить значения Q иΔ h в логарифмах этих величин и отложить их в виде точек на графике (рис.3.2), то между этими точками можно провести прямую линию а, до пересечения сосью lgQ. Отклонения опытных точек от этой прямой (разброс точек) позволяют оценить качество эксперимента. Значение коэффициента С_граф может быть найдено по длине отрезка lgC, отсекаемого прямой а на оси lgQ.

Другим способом обработки опытныхданных является метод наименьших квадратов. Сущность его заключается в определении таких значений опытных коэффициентов известной или отыскиваемой функциональной зависимости, при которых сумма квадратов отклонений опытных значений от искомой функции была бы наименьшей. Для определения С необходимо обеспечить минимум сумм квадратов величин, входящих в выражение:

Для обеспечения минимума функции М по выражению (3.5) необходимо приравнять нулю ее производную по аргументу dM/dC=0, откуда после математических преобразований получим:

Зная С, можно построить параболу

(рис.3.2, кривая b). Часть параболы, показанная пунктиром, в опытах не используется, так как при низких значениях критерия Рейнольдса постоянство С не соблюдается.

Опытный трубопровод (рис.3.3) включает в себя два прямолинейных участка 14 и 17, расширенную часть 16, колено 1, мерную диафрагму 13 и задвижку 10, предназначенную для регулирования расхода в трубопроводе.

Трубопровод питается от напорного бака 7, снабжённого водосливом 4 и сливной трубой 8 для поддержания постоянного напора на входе в трубопровод. Поступление воды в бак 7 осуществляется по трубе 5 от лабораторного насоса и регулируется задвижкой 6. Вода, пройдя через опытный трубопровод, сливается в малый сливной бак 12 площадью 0, 475 м2. Мерный бак снабжён водомерной стеклянной трубкой 11 для определения разности уровней воды в нём до и после замера.

К трубопроводу в десяти сечениях приварены штуцера (помечены на схеме рис. 3.3 номерами с I по X), которые соединены резиновыми шлангами со стеклянными пьезометрами, установленными на щитах 2, с миллиметровой градуировкой и началом отсчёта от плоскости, в которой находится ось трубопровода.

Для контроля уровня воды, в баке 7 установлена водомерная стеклянная трубка 3. В процессе опытов на всех режимах нужно следить за тем, чтобы сток через сливную трубу 8 не прекращался, иначе начнётся падение уровня воды в баке 7 и результаты опыта не будут соответствовать тем результатам, которые должны быть получены при постоянном напоре воды на входе в трубопровод.

Следует провести не менее трех измерений при каждом установившемся режиме течения жидкости по трубопроводу. Установка каждого режима течения производится руководителем лабораторными работами (с помощью задвижки 10).

1. При помощи крана 15 перекрыть слив воды из бака 12.

2. Зафиксировать начальный уровень воды z\ в баке 12 по показаниям водомерной стеклянной трубки 11.

3. По истечении 60 секунд измерить конечный уровень воды z₂ в мерном баке 12. Вычислить Δ z = z₂- z₁.

4. Снять показания с пьезометров V и VI по нижним точкам мениска с точностью до 1 мм.

5. Спустить воду из мерного бака 12 в зумпф насоса при помощи крана 15.

Объём воды в мерном баке для каждого замера:

Разность показаний пьезометров в каждом из опытов:

Значения lg Q _cp и lgΔ h определяют по значениям Q _cp и Δ h и фиксируют на графике lgΔ h = f (lg Q _cp).

Провести прямую с угловым коэффициентом к оси lg Q, равным 0, 5. Определить значение lg C (точка пересечения прямой а с осью lg Q и найти С_граф.

Определить значение С' по формуле (3.6). Построить зависимость в координатной плоскости Δ h = f (Q) при значениях Q, заданных преподавателем, по формуле:

и нанести на график опытные значения Δ h и Q_ср.