Разработка методики монтажа и эксплуатации вычислителя тепла
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
?бразователь расхода (турбинка, шарик) - под воздействием потока вращается. В зависимости от устройства тахометрические расходомеры подразделяются на турбинные, шариковые и камерные.
Тахометрические преобразователи могут использоваться как в счётчиках количества, так и в расходомерах. В первом случае турбинка связана со счётным механизмом.
Тахометрические расходомеры применяются для измерения расхода жидкостей. Исключение составляют только особо вязкие и загрязнённые жидкости.
Рисунок 1 Устройство турбинных преобразователей расхода
Основными параметрами тахометрических расходомеров являются:
условный диаметр. От 15 до 250 мм
диапазон измерения расхода. Причём есть три предела - от нуля до порога чувствительности, от порога чувствительности до переходного, в котором точность прибора невысока (46 %) и от переходного до номинального, где соблюдается класс точности.
потеря давления, которая зависит от расхода и вязкости жидкости.
Рисунок 2. Схема шариковых преобразователей расхода
Камерные тахометрические расходомеры имеют один или несколько элементов, которые при движении отмеривают определённые объёмы жидкости. Достоинствами камерных счётчиков является высокая точность (0,51 %) и слабое влияние вязкости жидкости.
Рисунок 3. Схема счетчика с овальными шестернями.
Электромагнитные расходомеры.
Принцип действия ЭМР основан на законе электромагнитной индукции, в соответствии с которым в электропроводной жидкости, пересекающей магнитное поле, индуктируется ЭДС, пропорциональная скорости движения жидкости. Причём электропроводной считается жидкость с электропроводностью не менее 10-3 См/м. Поэтому ЭМР применяются для измерения жидкостей от расплавов металлов до водопроводной воды.
Корпус 1 преобразователя, изготовленный из немагнитного материала и покрытый изнутри электрической изоляцией 2 (чаще всего, фторопластом), расположен между полюсами магнита. Через стенку трубы изолированно от неё по диаметру введены электроды 3, находящиеся в электрическом контакте с жидкостью. Силовые линии магнитного поля направлены перпендикулярно плоскости, проходящей через ось трубы и линию электродов. В соответствии с законом электромагнитной индукции при осесимметричном профиле скоростей в жидкости между электродами будет наводиться ЭДС
Е=ВDv
Рисунок 4. Схема электромагнитного расходомера
Так как E=4BQo/(?D), то эдс Е прямо пропорциональна измеряемому объёмному расходу, или даже не расходу, а скорости жидкости в сечении электродов. Но, зная распределение скоростей в этом сечении, можно вычислить объёмный расход. А требуемое распределение скоростей достигается соблюдением прямолинейных участков до и после расходомера.
Для создания магнитного поля могут использоваться постоянные и переменные магниты. Магниты с переменным магнитным полем используются для жидкостей с ионной проводимостью.
Ультразвуковые расходомеры.
Метод основан на зависимости скорости ультразвука относительно трубы от скорости потока.
Основными элементами преобразователей УЗР являются излучатели и приёмники УЗ колебаний. УЗ колебания, попадающие на приёмник, вызывают его механическую деформацию в виде периодических сжатий и растяжений, которые преобразуются в переменное электрическое напряжение.
УЗР с излучением, перпендикулярным потоку.
Рисунок 5. Ультразвуковой уровнемер с излучением, перпендикулярным потоку
Пьезоэлемент 1, возбуждаемый генератором 2, создаёт УЗ колебания, направленные перпендикулярно оси трубы. По мере увеличения средней скорости потока vср УЗ луч всё более отклоняется по направлению скорости v. Угол отклонения луча ?=arcsin(vср/c)?vср/с.
С увеличением скорости количество энергии, поступающей на пьезоэлемент 3, уменьшается, а поступающей на пьезоэлемент 4, растёт и, таким образом, разностный сигнал, поступающий на вход усилителя 5, увеличивается. Из-за малого отклонения луча такие расходомеры получили небольшое распространение.
Расходомеры с колебаниями, направленными по и против потока.
В них измеряется скорость (время) прохождения УЗ импульсов в направлении потока и против него.
Рисунок 6. Схемы преобразователей ультразвуковых расходомеров с излучением по потоку: а,в- одноканальные, б,г- двухканальные
Время прохождения луча по потоку
Против потока
И, соответственно, разность
Так как в определении объёмного расхода используется скорость потока, усреднённая не по диаметру, а по ходу луча, то в таких расходомерах принимаются меры для повышения точности.
По методу определения ?? УЗ расходомеры подразделяются на время-импульсные, частотные и фазовые.
Вихревые расходомеры.
Принцип действия основан на зависимости от расхода частоты колебаний, возникающих в процессе вихреобразования или колебания струны.
При исследовании характеристик вихревых расходомеров наряду с числом Рейнольдса используют критерий Струхаля Sh, характеризующий периодические процессы, связанные с движением жидкости или газа:
Sh=fdv-1,
где
d - диаметр тела обтекания (струны).
Чтобы обеспечить пропорциональность между Qo и f, ч