Измерение расхода с помощью напорных устройств. Трубка Пито - Прандтля и Annubar
Динамическое давление зависит от плотности измеряемого вещества ρ и скорости потока вещества V в трубопроводе. Перепад давлений, измеренный трубкой Пито-Прандтля, будет равен:
Трубка Пито-Прандтля достаточно редко применяется в системах технического учета потребления энергоносителей. В коммерческих узлах учета она не применяется вовсе. Это связано с высокой погрешностью измерения, достигающей 5% и узким диапазоном измеряемых расходов (в лучшем случае минимально возможный измеряемый расход связан с максимальным измеряемым расходом соотношением 1:10). Кроме того, нижняя граница скорости потока достаточно высока. Чаще всего трубки Пито-Прандтля используют для измерения расхода вентиляторного воздуха (стенды нагрева, печи) где не требуется высокой точности измерения и рабочий диапазон изменения расхода воздуха довольно узок. Кроме того трубопроводы подачи вентиляторного воздуха могут иметь весьма внушительные размеры – до 1,5 метров в диаметре. Применение в этом случае расходомеров другого типа влечет за собой значительные материальные затраты и сложность монтажа и последующего обслуживания.
Кроме простоты конструкции трубка Пито-Прандтля имеет и другие достоинства: высокую температурную стойкость (до 300°, а в некоторых случаях и до 650°С), высокую коррозионную стойкость.
В случае появления недостоверных показаний необходимо проверить правильность установки трубки в трубопровод. Довольно часто глубину погружения трубки можно регулировать с помощью специального уплотнительного резьбового соединения. В некоторых случаях, например, из-за вибрации трубопровода, это резьбовое соединение ослабляется, и глубина погружения трубки Пито-Прандтля в трубопровод изменяется. Поэтому желательно нанести на трубку контрольную метку, чтобы в случае необходимости выставить по этой метке нужную глубину погружения.
Еще одной распространенной неисправностью является проворачивание трубки относительно своей оси. Проконтролируйте чтобы отбор статического давления, находящийся снаружи, параллельный и сонаправленный измерительному торцу трубки, был параллелен оси трубопровода.
При измерении расхода вентиляторного воздуха отверстия в трубке могут, например, забиться пылью. Если забьется торцевое отверстие, то показания датчика перепада давлений, скорее всего, уйдут в минус. Если забьются боковые отверстия, то показания датчика перепада возрастут. Для того чтобы прочистить трубку Пито-Прандтля не вынимая ее из трубопровода, необходимо отсоединить подключенный к ней датчик перепада и подать в освободившиеся отборы трубки осушенный сжатый воздух небольшого давления (1,5…3 атмосферы в зависимости от толщины стенок трубки Пито-Прандтля).
Большее, по сравнению с трубками Пито-Прандтля, применение в промышленности нашли осредняющие трубки Annubar, которые обеспечивают измерение динамического давления потока в нескольких точках сечения трубопровода. Из-за того, что скорость потока в трубопроводе различна (самая высокая скорость по центру сечения трубопровода, самая низкая – у стенок трубопровода) то вычисление расхода лишь по одному значению измеренной скорости потока даст существенную погрешность. Осредняющая трубка Annubar представляет собой как бы "многоэтажную" трубку Пито-Прандтля и состоит из двух вертикальных полостей в одном корпусе, расположенных под углом 90º друг к другу (у трубки круглого сечения). Отверстия положительной полости ("+") расположены встречно потоку, а отрицательной ("-") – перпендикулярно потоку. Благодаря большему количеству точек "отбора" значений скорости потока точность измерения расхода существенно возрастает, вплоть до приемлемой в коммерческих узлах учета. В остальном принцип измерения расхода трубкой Пито-Прандтля и трубкой Annubar ни чем не отличается.
Поперечное сечение измерительной части трубки аннубар может иметь различную форму: круглую, ромбовидную или даже Т-образную, со встроенным датчиком температуры. Как правило, все ухищрения с формой измерительной части сводятся к одному – попытке повысить точность измерения. Потери давления на измерительной части трубки аннубар выше, чем на трубке Пито-Прандтля, но существенно меньше, чем, например, на измерительных диафрагмах, которые все же чаще всего применяют для измерения расхода в трубопроводах большого диаметра.
В случае если измерительного диапазона одной трубки Annubar не достаточно для покрытия всего измерительного диапазона, то дополнительно может быть установлена еще одна трубка (или даже несколько) и подключена к своему датчику перепада. Если скорость потока в трубопроводе велика то трубку Annubar рекомендуется устанавливать на подпятник, который будет препятствовать деформации трубки набегающим потоком.
Соединение трубки Пито-Прандтля и трубки Annubar с датчиками перепада осуществляется импульсными линиями. Для уменьшения погрешности измерения (которая может быть связана, например, с наличием утечек и потерей давления в импульсных линиях) длина этих линий должна быть как можно короче. Целесообразнее и вовсе отказаться от их применения и использовать интегрированное решение, при котором датчик перепада через вентильный блок устанавливается на трубку Annubar.
Напорными называются устройства, создающие перепад давления, зависящий от динамического давления потока, или, проще говоря, от скорости потока. Зная скорость потока среды в трубопроводе, статическое давление в трубопроводе и характеристики этого трубопровода (внутренний диаметр) можно вычислить расход. Самыми распространенными напорными устройствами являются трубка Пито-Прандтля и Annubar.
Трубка Пито-Прандтля представляет собой две Г-образные трубки, при этом одна трубка размещена внутри другой. Внутренние полости трубок не сообщаются между собой. Трубка вставляется в трубопровод, изгибом параллельно потоку и желательно соосно оси трубопровода. Внутренняя трубка имеет торцевое отверстие, в результате чего воспринимает полное давление в трубопроводе равное сумме динамического (зависимого от скорости потока) и статического давления трубопровода. Наружная трубка имеет отверстия на боковой поверхности и служит для отбора только статического давления. Довольно часто на производстве трубку Пито-Прандтля называют просто трубкой Пито. Это неправильно, так как с помощью трубки Пито невозможно измерить перепад давлений, а значит и расход, так как она не измеряет статическое давление в трубопроводе отдельно от динамического.
Давление Рвнутр, воспринимаемое внутренней трубкой через отверстие в торце, равно сумме динамического Рдин и статического Рст давлений среды:
Динамическое давление зависит от плотности измеряемого вещества ρ и скорости потока вещества V в трубопроводе. Перепад давлений, измеренный трубкой Пито-Прандтля, будет равен:
Трубка Пито-Прандтля достаточно редко применяется в системах технического учета потребления энергоносителей. В коммерческих узлах учета она не применяется вовсе. Это связано с высокой погрешностью измерения, достигающей 5% и узким диапазоном измеряемых расходов (в лучшем случае минимально возможный измеряемый расход связан с максимальным измеряемым расходом соотношением 1:10). Кроме того, нижняя граница скорости потока достаточно высока. Чаще всего трубки Пито-Прандтля используют для измерения расхода вентиляторного воздуха (стенды нагрева, печи) где не требуется высокой точности измерения и рабочий диапазон изменения расхода воздуха довольно узок. Кроме того трубопроводы подачи вентиляторного воздуха могут иметь весьма внушительные размеры – до 1,5 метров в диаметре. Применение в этом случае расходомеров другого типа влечет за собой значительные материальные затраты и сложность монтажа и последующего обслуживания.
Кроме простоты конструкции трубка Пито-Прандтля имеет и другие достоинства: высокую температурную стойкость (до 300°, а в некоторых случаях и до 650°С), высокую коррозионную стойкость.
В случае появления недостоверных показаний необходимо проверить правильность установки трубки в трубопровод. Довольно часто глубину погружения трубки можно регулировать с помощью специального уплотнительного резьбового соединения. В некоторых случаях, например, из-за вибрации трубопровода, это резьбовое соединение ослабляется, и глубина погружения трубки Пито-Прандтля в трубопровод изменяется. Поэтому желательно нанести на трубку контрольную метку, чтобы в случае необходимости выставить по этой метке нужную глубину погружения.
Еще одной распространенной неисправностью является проворачивание трубки относительно своей оси. Проконтролируйте чтобы отбор статического давления, находящийся снаружи, параллельный и сонаправленный измерительному торцу трубки, был параллелен оси трубопровода.
При измерении расхода вентиляторного воздуха отверстия в трубке могут, например, забиться пылью. Если забьется торцевое отверстие, то показания датчика перепада давлений, скорее всего, уйдут в минус. Если забьются боковые отверстия, то показания датчика перепада возрастут. Для того чтобы прочистить трубку Пито-Прандтля не вынимая ее из трубопровода, необходимо отсоединить подключенный к ней датчик перепада и подать в освободившиеся отборы трубки осушенный сжатый воздух небольшого давления (1,5…3 атмосферы в зависимости от толщины стенок трубки Пито-Прандтля).
Большее, по сравнению с трубками Пито-Прандтля, применение в промышленности нашли осредняющие трубки Annubar, которые обеспечивают измерение динамического давления потока в нескольких точках сечения трубопровода. Из-за того, что скорость потока в трубопроводе различна (самая высокая скорость по центру сечения трубопровода, самая низкая – у стенок трубопровода) то вычисление расхода лишь по одному значению измеренной скорости потока даст существенную погрешность. Осредняющая трубка Annubar представляет собой как бы "многоэтажную" трубку Пито-Прандтля и состоит из двух вертикальных полостей в одном корпусе, расположенных под углом 90º друг к другу (у трубки круглого сечения). Отверстия положительной полости ("+") расположены встречно потоку, а отрицательной ("-") – перпендикулярно потоку. Благодаря большему количеству точек "отбора" значений скорости потока точность измерения расхода существенно возрастает, вплоть до приемлемой в коммерческих узлах учета. В остальном принцип измерения расхода трубкой Пито-Прандтля и трубкой Annubar ни чем не отличается.
Поперечное сечение измерительной части трубки аннубар может иметь различную форму: круглую, ромбовидную или даже Т-образную, со встроенным датчиком температуры. Как правило, все ухищрения с формой измерительной части сводятся к одному – попытке повысить точность измерения. Потери давления на измерительной части трубки аннубар выше, чем на трубке Пито-Прандтля, но существенно меньше, чем, например, на измерительных диафрагмах, которые все же чаще всего применяют для измерения расхода в трубопроводах большого диаметра.
В случае если измерительного диапазона одной трубки Annubar не достаточно для покрытия всего измерительного диапазона, то дополнительно может быть установлена еще одна трубка (или даже несколько) и подключена к своему датчику перепада. Если скорость потока в трубопроводе велика то трубку Annubar рекомендуется устанавливать на подпятник, который будет препятствовать деформации трубки набегающим потоком.
Соединение трубки Пито-Прандтля и трубки Annubar с датчиками перепада осуществляется импульсными линиями. Для уменьшения погрешности измерения (которая может быть связана, например, с наличием утечек и потерей давления в импульсных линиях) длина этих линий должна быть как можно короче. Целесообразнее и вовсе отказаться от их применения и использовать интегрированное решение, при котором датчик перепада через вентильный блок устанавливается на трубку Annubar.
При монтаже осредняющей трубки Annubar следует строго соблюдать рекомендации завода изготовителя по углам и месту установки. Отверстие в трубопроводе под установку трубки рекомендуется просверливать сверлом, а не прожигать сварочным аппаратом или горелкой. Поверка метрологических характеристик у большинства трубок Пито производиться в малогабаритных аэродинамических установках. Поверка трубок Annubar выполняется аналогично или, в некоторых случаях, сводиться к проверке отсутствия повреждений и загрязнений измерительной части и линейно-угловым измерениям (проверке геометрических размеров).
Визуальные индикаторы потока, смотровые фонари и поплавковые ротаметры
16-01-2019, 12:44, Статьи по КИПиА
Блоки извлечения корня
16-01-2019, 10:06, Статьи по КИПиА
Вихревые расходомеры
16-01-2019, 07:44, Статьи по КИПиА
Цветовая маркировка трубопроводов по ГОСТ 14202-69
15-01-2019, 12:12, Статьи по КИПиА
Датчики перепада (разности) давления. Электроконтактные датчики дифференциального давления
10-12-2018, 14:55, Статьи по КИПиА
Нет комментариев. Гость, не желаешь оставить первый комментарий?
Перед публикацией, советую ознакомится с правилами!
Комментарии
Новый адрес сайта
Влад,хорошая идея!ЗА
Новый адрес сайта
Сделайте ув файлах стол заказов.можно будет выкладывать программы и т.п
Теплотехнические измерения и приборы. В.П. Преображенский, 1978
Лучшая книга!
Датчик уровня Радон У
@Oleg да. Теплоприбор
Датчик уровня Радон У
Сейчас актуальны такие датчики?
Все комментарии..
Полный список последних комментариев
