Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Расходомеры и счетчики количества веществ. Расходомеры обтекания, силовые, тепловые, оптические, ионизационные, ядерно-магнитные, концентрационные, меточные, корреляционные, вихре

.pdf
Скачиваний:
50
Добавлен:
12.11.2023
Размер:
20.08 Mб
Скачать

Из этого уравнения следует, что для каждого DT (или, иначе говоря, для каждой высоты Н подъема поплавка) коэффициент рас­ хода а зависит от числа ReK и от безразмерного параметра v2p/GK, т. е. от двух безразмерных критериев.

Тот же вывод можно получить, исходя из теории подобия. Имеем

Н = (v(Q0,p,\,GK,d,rx,r2 ,... ,гп),

где гх, г2, ...» гп — безразмерные параметры, характеризующие размеры трубки и поплавка и сохраняющие постоянные значе­ ния для подобных ротаметров.

Тогда согласно я-теореме подобия получим три безразмерных критерия подобия

пх = Н /d; п2 =Q0 /vd; л3 = v 2p /G K.

Для пересчета градуировочных характеристик ротаметров на основе полученных критериев подобия необходимо для каждой установленной формы поплавка и конической трубки иметь экс­ периментально полученные зависимости между критериями п^,

7I2 И Яд.

Подобные работы для ротаметров PC-5, PC-7 были выполнены под руководством Петрова [14] в ПО «Манометр». В результате этих работ были получены кривые для различных значений H/d (от 4 до 18) в зависимости от 1g v2p/GK и lg Re и был опубликован в 1953 г. соответствующий проект инструкции.

Несколько иной метод пересчета был предложен еще в 1930 г. Руппелем и Умпфенбахом [28] и принят в немецких нормах. Ум­ ножая и деля уравнение (8) на вязкость v и учитывая, что f = ясг/4,

получим Q0 - a 1vd/(GK/pv2)0,5 или аг = Re (v2p/GK)0’5, где =

= am (я/2)0’5 и Re = Q0/vd. На основе экспериментов по определе­ нию коэффициента расхода а г для дискового поплавка были по­ строены кривые зависимости а г от критерия (v2p/GK)0,5, полу­ чившего наименование критерия Руппеля Ru, для различных зна­ чений D/d. Пользуясь этими кривыми, можно для любого веще­ ства с известными значениями вязкости v и плотности р найти

значение коэффициента

для любого значения £>, т. е. для лю­

бой точки шкалы прибора.

 

Для пересчета градуировочных характеристик ротаметров,

а также поплавковых

расходомеров,

выпускаемых

серийно

в КФ ВНИИФТРИ, были

разработаны

методические

указания

МУ 44-75. В них пересчетный множитель имеет вид

 

k = [<т (Рп - Р)Рг / С'(РП- P r)p f’5 •

(!3)

который получается из формулы (10), в которой коэффициенты расхода а и аг заменены на коэффициенты сопротивления no­

i l

плавка с и с'г, отнесенные к скорости vKв кольцевом сечении (с =

= а-2; сг = а,:2 ).

Значения с' и с'гдля отдельных точек шкалы ротаметра берут­ ся из пересчетных таблиц, составленных для каждой разновид­ ности прибора на основе экспериментальных данных. Входными величинами в этих таблицах служат два безразмерных параметра

2Htgfi/d = (D -d )/ d и lg(v2p /G K),

где Р — угол конусности трубки, равный половине центрального угла трубки.

В дальнейшем взамен МУ 44-75 вышли методические указа­ ния МИ 1420-86, в которых был изменен лишь способ определе­ ния погрешности пересчета расхода 6Q. Согласно МИ 1420-86, 8Q = = 0,58р + 6т, где 6р— погрешность измерения плотности р; 8Т — погрешность таблиц пересчета. В примере, приведенном в МИ 1420-86, погрешность бт = 3,9 % , а общая погрешность 8Q = 4 % .

Недостаток всех рассмотренных выше методов пересчета — необходимость строгой идентичности однотипных ротаметров друг другу. Но для этого требуется очень точное изготовление поплав­ ков и конусных трубок, что трудно достижимо на практике. В связи с этим предложен в работе [2] метод пересчета, при кото­ ром определяются осредненные значения коэффициентов расхо­ да а по результатам испытаний нескольких ротаметров данного типоразмера.

Имеется еще один своеобразный метод пересчета градуировок, основанный на сохранении неизменным критерия vzp/GK путем изменения массы поплавка. Последняя должна быть такой, что­ бы для среды с вязкостью v и плотностью р вес поплавка GKудов­ летворял условию

GK =GKr(v2p/v2pr).

При этом форма поплавка должна остаться неизменной. Тогда для каждой высоты подъема поплавка сохраняется постоянным и число Re и новый расход определяется по формуле

Q o = Q r ( v / v г) -

Этот метод редко применяется на практике из-за трудности изготовления идентичного поплавка (особенно при значительном отличии вязкости V от вязкости Vr).

Вопросы теории и расчета ротаметров рассматриваются также в работах [25, 27, 33].

Поплавки и трубки ротаметров. Основные элементы ротамет­ ра — коническая трубка и поплавок — образуют его проточную часть. Формы поплавка могут быть весьма разнообразны. Клас­ сическая его форма показана на рис. 4, а. Поплавок имеет конус­

12

ную нижнюю часть (иног­

а){Ж

да с несколько скруглен­

м

ным носом), цилиндричес­

V

кую среднюю часть и дис­

ковый верх.

На боковой

поверхности

последнего

д) А е)

в прежних конструкциях

 

наносились

косые канав­

I!

ки, вызывавшие при дви­

жении жидкости вращение

т

поплавка,

которое способ­

ствовало

центрированию

Рис. 4. Форма поплавков

поплавка относительно оси

 

конической трубки и пред­ отвращало трение между ними. В дальнейшем выяснилось, что

поплавок и без вращательного движения занимает соосные поло­ жения с трубкой при тех малых зазорах, которые имеются меж­ ду ними. В связи с этим теперь косых каналов на поплавке обыч­ но не делают. Существенный недостаток рассмотренной формы поплавка — сильная зависимость градуировочной характеристи­ ки от вязкости измеряемого вещества. Для снижения этой зави­ симости полезно уменьшать высоту верхней дисковой части по­ плавка и диаметр цилиндрической его части с тем, чтобы он был не более 0,6-0,7 от диаметра верхнего диска (рис. 4, б). В мень­ шей степени влияние вязкости сказывается при катушечной фор­ ме поплавка, показанной на рис. 4, в, которая находит теперь основное применение. Еще сильнее влияние вязкости устраняет­ ся при дисковой и тарельчатой форме поплавков, когда основное трение потока происходит на очень небольшой боковой поверхно­ сти диска. Но вес таких поплавков очень мал и необходимо или увеличивать длину цилиндрического тела поплавка в одну или обе стороны от диска, или же подвешивать на стержне дополни­ тельный груз. Кроме того, такие поплавки неустойчивы и во из­ бежание перекоса и трения о стенку трубки их необходимо снаб­ жать направляющими. Последние могут быть трех видов: направ­ ляющие, связанные с поплавком и перемещающиеся вместе с ним (рис. 4, г); неподвижные центральные штоки, проходящие через осевые отверстия поплавков (рис. 4, д); направляющие кольца (два или одно), укрепляемые обычно в верхней или нижней части поплавков (рис. 4, е, ж). Но для таких колец требуется примене­ ние конусных трубок с направляющими ребрами или гранями. Зато они имеют два дополнительных достоинства: обеспечение турбулизации потока, способствующего уменьшению влияния вязкости, и возможность имерения расхода непрозрачных жид­ костей (благодаря малости зазора между направляющими ребра­ ми и кольцами).

Применение направляющих любого типа (особенно направля­ ющих колец) осложняет конструкцию ротаметров и вызывает

13

трение поплавка о неподвижный шток, подвижного штока о на­ правляющие втулки или направляющих колец о ребра или грани трубки. Но эти недостатки компенсируются резким снижением зависимости градуировочной характеристики от вязкости. Кроме того, в этих случаях легче достигать больших значений макси­ мального расхода путем увеличения угла конусности трубки или же уменьшения диаметра поплавка, так как направляющие обеспе­ чивают центрирование поплавка. При неподвижном направляю­ щем штоке (рис. 4, д) поплавок имеет центральное отверстие и че­ рез зазор, образованный между отверстием и штоком, будет про­ текать измеряемая жидкость или газ. Это сказывается на градуи­ ровочной характеристике, которая с увеличением зазора будет перемещаться параллельно самой себе. В результате будет увели­ чиваться Qmin и возрастать Qmax. Если в измеряемом веществе содержатся механические примеси, то во избежание их оседания на кормовой части поплавка рекомендуется делать последнюю хотя бы с небольшим 5-10° уклоном.

Для ротаметров на очень малые расходы иногда применяют шариковые поплавки.

Поплавки изготовляются из различных материалов: нержаве­ ющей стали, титана, алюминиевых сплавов, фторопласта-4 и раз­ личных пластмасс (в зависимости от диапазона измерения и аг­ рессивности измеряемого вещества). При необходимости для сни­ жения массы поплавка его делают пустотелым.

Заметим, что от соотношения плотностей материала поплавка рп и измеряемого вещества р зависит погрешность, возникающая при изменении плотности, которое вызвано измерением темпера­ туры или давления вещества. Наименьшая погрешность будет при рп/р = 2. В этом случае при изменении р на ±10 % дополнитель­ ная погрешность будет всего лишь ±0,4 % . Такое соотношение нетрудно обеспечить при измерении расхода жидкости.

Второй основной элемент ротаметра — измерительная кони­ ческая трубка (с конусностью 0,001-0,01). Она изготовляется из химически устойчивого или термостойкого боросиликатного стек­ ла. Чувствительность прибора возрастает с уменьшением угла конусности трубки.

С помощью своеобразного производственного процесса обеспе­ чивается требуемая идентичность при изготовлении конусных трубок. Стеклянная цилиндрическая заготовка надевается на металлическую конусную оправку, наружная поверхность кото­ рой соответствует будущей внутренней поверхности конической трубки. В зазоре между заготовкой и оправкой создается неболь­ шой вакуум посредством откачки воздуха. После этого заготовка с оправкой нагревается до температуры размягчения стекла (600800 °С) с помощью электронагревателя кольцевой формы, мед­ ленно перемещающегося вдоль заготовки. Под воздействием ат­ мосферного давления заготовка обжимается и плотно облегает коническую оправку. Разница температурных коэффициентов

14

стекла и стали позволяет легко снять холодную трубку с оправ­ ки. Трубки получаются взаимозаменяемыми с допуском по диа­ метру около 0,1 % .

Предложены ротаметры с цилиндрической стеклянной труб­ кой, внутри которой размещен конус. Кольцевой поплавок дви­ жется между конусом и цилиндрической трубкой.

Иногда применяются ротаметры с металлической конусной трубкой. В этом случае поплавок связан с хвостовиком-указате­ лем или же с дистанционной передачей. В последнем случае ход поплавка, а следовательно, и высота конусной трубки обычно бывают очень малыми, созмеримыми с диаметром трубки. По­ добные приборы относятся к группе поплавковых расходомеров и рассматриваются далее.

Конструкция и технические характеристики ротаметров. Се­ рийно выпускаемые ротаметры со стеклянной конической труб­ кой соответствуют ГОСТ 13045-81. В зависимости от пределов измерения поплавки изготовляются из стали 12Х18Н9Т, аноди­ рованного дюралюминия, эбонита или титана. Каждый ротаметр двукратно градуируется на отметках шкалы: 0, 20, 40, 60, 80, 100.

Всего разработано семь базовых моделей: PM-I на D = 3 мм, высотой 280 мм; РМ-П на D = 6 мм, высотой 360 мм; FM-III на D = 10 мм, высотой 410 мм; PM-IV на D = 15 мм, высотой 455 мм; PM-V на Dy = 25 мм, высотой 590 мм; PM-VI на D = 40 мм, высо­ той 690 мм и РМ-А-1 на Dy = 3 мм, высотой 1о0 мм. Каждая базовая модель в зависимости от материала поплавка (сталь 12Х18Н9Т, дюралюминий, эбонит и другие), верхнего предела измерения и измеряемого вещества имеет разновидности, приве­ денные ниже:

PM-I: РМ-0,0025ЖУЗ; РМ-0,004ЖУЗ; РМ-0,0063ЖУЗ; РМ -0,01Ж УЗ; РМ -0,04ГУЗ; РМ -0,063ГУЗ; РМ -0ДГУЗ; РМ-0Д6ГУЗ. РМ-П: РМ-0,016ЖУЗ; РМ-0,025ЖУЗ; РМ-0,04ЖУЗ; РМ-0,25ГУЗ; РМ-0ДГУЗ; РМ-0,63ГУЗ. РМ-Ш: РМ-0,063ЖУЗ; РМ-0ДЖУЗ; РМ-1ГУЗ; РМ-1,6ГУЗ. PM-IV: РМ-0Д6ЖУЗ; РМ-0,25ЖУЗ; РМ-ОДЖУЗ; РМ-2,5ГУЗ; РМ-4ГУЗ; РМ-6,ЗГУЗ. PM-V: РМ-0,63ЖУЗ; РМ-ОДЖУЗ; РМ-ЮГУЗ; РМ-16ГУЗ. PM-VI: РМ-1,6ЖУЗ; РМ-2,5ЖУЗ; РМ-4ЖУЗ; РМ-25ГУЗ; РМ-40ГУЗ. РМ-А-1: РМ-А-0,0025ЖУЗ; РМ-А-0,004ЖУЗ; РМ-А-0,0063ЖУЗ; РМ-А-0,063ГУЗ; РМ-А-0ДГУЗ; РМ-А-0Д6ГУЗ; РМ-А-0,063ГУЗ.

Ротаметры с шифром ЖУЗ предназначены для жидкостей и гра­ дуируются на воде, а с шифром ГУЗ — для газов и градуируются на воздухе. Цифры в обозначении указывают верхний предел из­ мерения в кубических метрах в час воды для жидкостных и воз­ духа для газовых ротаметров. Фактические верхние пределы мо­ гут превышать эти цифры, но не более чем на 20 % , а нижние пределы должны составлять 20 % от фактических верхних пре­ делов измерения.

В обозначении ротаметров, поплавок которых футерован фторопластом-4 (для измерения агрессивных сред), добавляет­

15

а)

б)

ся буква Ф, например РМФ-

 

 

0Д6ЖУЗ.

 

 

В ротаметрах РМ, предназна­

 

 

ченных для измерения расхода

 

 

жидкости, применяются поплав­

 

 

ки: конические (рис. 4, б) для

 

 

малых расходов и катушечные

 

 

(рис. 4, в) для больших расхо­

 

 

дов. Характеристики зарубеж­

 

 

ных ротаметров приведены в ра­

 

 

боте [2].

 

 

На рис. 5, а показано обыч­

 

 

ное устройство ротаметра. В па­

 

 

трубках 1 и соединенных друг

 

 

с другом болтовыми стержнями

 

 

5, с помощью накидных гаек 6

 

 

и сальниковых уплотнений ук­

 

 

реплена стеклянная коническая

 

 

трубка 3. Для ограничения хода

 

 

поплавка 4 служат верхний 2 и

 

 

нижний 7 упоры. На рис. 5, б

 

 

показано устройство маленького

 

 

ротаметра, предназначенного для

Рис. 5. Конструкция ротаметра: а

щитового монтажа и снабженного

для монтажа на трубопроводе; б — для

игольчатым запорным клапаном.

 

щитового монтажа

Для измерения расхода ве­

 

 

ществ при повышенных давле­

ниях иногда применяются ротаметры в металлическом кожухе. Их поплавок снабжен хвостовиком-указателем, который движет­ ся в кармане, имеющем прорезь, закрытую толстостенным стек­ лом. Иногда стеклянную трубку маленького ротаметра помеща­ ют внутрь толстостенной защитной цилиндрической трубки из органического стекла, а пространство между трубками соединя­ ют с измеряемой средой. Тогда можно измерять расход при высо­ ких давлениях (вплоть до 6 МПа).

Ротаметры с дистанционной передачей встречаются редко, по­ тому что последнюю гораздо удобнее применять в поплавковых расходомерах постоянного перепада типов РЭ и РП, рассматрива­ емых далее. Тем не менее имеются разработки ротаметров с аку­ стической, ионизационной и магнитной передачами. В последней снаружи конусной металлической диамагнитной трубки (с маг­ нитным поплавком внутри) находится вертикальная ось с длин­ ной магнитной полоской, изогнутой винтообразно [23]. Поплавок при своем перемещении будет вызывать поворот магнитной по­ лоски. При этом связанный с ней ферромагнитный сердечник, который изогнут по дуге, перемещается в индуктивной катушке, служащей для передачи показаний вторичному прибору.

В работе [6] рассматривается акустическая передача положе­ ния поплавка ротаметра, в частности типа РС-5. Внизу ротамет­

16

рической трубки помещен пьезоэлектрический преобразователь, создающий ультразвуковые колебания, которые отражаются от поплавка. Время перемещения этих колебаний до поплавка и об­ ратно будет зависеть от положения поплавка.

Можно также с помощью следящей системы перемещать по направляющей, установленной вдоль стеклянной конической труб­ ки, фотоэлемент с осветителем и таким образом осуществлять дистанционную передачу [22]. Но все это довольно сложно и по­ этому применяется очень редко.

Если ротаметр имеет небольшую высоту, например ротаметр типа ЭИР, поплавок которого имеет ход всего около 80 мм, — то сравнительно легко применить индуктивную передачу. Аналоги­ чен предыдущему и случай, когда ротаметр применяется в систе­ ме устройства, служащего для регулирования заданного значе­ ния расхода. При этом снаружи трубки ротаметра в необходимом месте устанавливается катушка индуктивной передачи, а роль сердечника выполняет ферромагнитный поплавок, или фотоэле­ мент и осветитель. Как индуктивная катушка, так и фотоэлек­ трическое передающее устройство с помощью направляющих ус­ танавливаются в любом необходимом месте по высоте ротаметра.

Кроме обычных предложены особые конструкции ротаметров. Так, для достижения высокой чувствительности в одной из них применены два поплавка, связанных длинным стержнем, из ко­ торых верхний перемещается в конусной трубке, расширяющей­ ся кверху, а нижний — в конусной трубке, расширяющейся кни­ зу. Чем меньше разность углов обоих конусов, тем чувствитель­ нее подобный прибор.

Для измерения малых расходов предложен ротаметр с кони­ ческой трубкой, расширяющейся вниз, а не вверх. Поток посту­ пает сверху и давит на поплавок, плотность материала которого меньше плотности жидкости. Гидродинамическое давление и вес поплавка уравновешиваются силой Архимеда.

Существует ряд конструкций ротаметров, предназначенных для измерения малых расходов. Наиболее известны из них ротамет­ ры типа РМ-1 с условным диаметром 3 мм. Его максимальные верхние пределы измерения по воде: 0,0025 и 0,0040 м3/ч . Наря­ ду с РМ-1 серийно изготовляют ротаметр РМ-А-1, отличающийся очень малой высотой 160 мм и приспособленный для щитового монтажа. Его максимальные верхние пределы при поплавке из дюралюминия: 0,0025 м3/ч по воде и 0,1 м3/ч по воздуху. Рота­ метры РМ-1 и РМ-А-1, имеющие стеклянные трубки, применяют при давлении не выше 0,6 МПа для жидкостей и не выше 0,4 МПа для газов. Имеется опыт применения подобных ротаметров при давлении до 6 МПа [18] при условии установки снаружи толсто­ стенной цилиндрической трубки из органического стекла, имею­ щей внутренний диаметр 16 мм и толщину стенок 5 мм, и сооб­ щения пространства между трубками с измеряемой средой (азо­ том). Близкая конструкция ротаметра, рассчитанная на давление

17

до 6,4 МПа, рассмотрена в работе [5]. Стеклянная конусная труб­ ка диаметром 2,5 мм и длиной 950 мм помещена в цилиндричес­ кий кожух из оргстекла и имеет снаружи второй защитный ко­ жух из того же материала. Измеряемые расходы воды — от 0,03 до 10 л/ч и воздуха — от 0,3 до 120 л/ч.

Вхимической промышленности для измерения малых расхо­ дов при высоком давлении до 24 МПа разработан ротаметр ЭИРВ-64

синдуктивной передачей показаний [10]. Коническая трубка диа­ метром 10 мм и длиной около 150 мм изготовлена из стали Х18Н9, винипласта, фторопласта, оргстекла или полистирола. Она зак­ лючена в защитную трубку из стали, выдерживающую высокое давление. Цилиндрический длинный поплавок имеет на концах диски и содержит запрессованный железный сердечник. Снару­ жи защитной трубки находятся две индуктивные катушки, за­ щищенные эпоксидным компаундом и закрытые кожухом. В за­ висимости от размеров и массы поплавка наибольшие расходы воды от 5 до 30 л/ч, воздуха — от 0,5 до 1,5 м3/ч. При облегчен­ ном поплавке из оргстекла можно измерять расходы воды от 0,4 л/ч, воздуха — от 3 л/ч. Наибольшая потеря давления 1500 Па.

Вподобном ротаметре типа РЭДВ-68 вместо индуктивных кату­ шек применен дифференциально-трансформаторный преобразо­ ватель хода поплавка.

Ротаметры со стеклянными трубками могут измерять расходы воды от 3 см3/ч и воздуха — от 120 см3/ч, а металлические рота-' метры с дистанционной передачей расхода воды от 30 см3/ч и воз­ духа — от 1,8 л/ч [28, 31]. Предельные давления 35 МПа, пре­ дельные температуры 450 °С.

Внекоторых, довольно редких случаях для измерения малых

расходов газа помимо ротаметров применяют расходомеры с по­ воротной лопастью.

Арзамасский приборостроительный завод выпускает малога­ баритную металлическую модель РЭТМ с электрическим выход­ ным сигналом, на расходы от 0,1 до 63 м3/ч, на диаметры от 15 до 150 мм. Их погрешность 1,5; 2,5 и 4 % . Показания их мало зависят от вязкости жидкости. Электрический или пневматичес­ кий преобразователь может демонтироваться без замены ротамет­ ра. Градуируют приборы на воде или воздухе.

Необходимо отметить, что в соответствии с Методическими указаниями МИ 1420-86 возможно пересчитать градуировочную характеристику ротаметра на другую жидкость с известными зна­ чениями вязкости и плотности.

Фирма «Фишер и Портер» выпускает поплавковые ротаметры с цельнометаллическим датчиком и высокостабильной магнит­ ной следящей системой, оснащенной микропроцессором с интер­ фейсом RS232, выходным сигналом 4-20 мА [023].

Рекомендации по применению ротаметров. Необходимо обес­ печить строго вертикальное положение конусной трубки рота­ метра. Даже при сравнительно небольшом наклоне оси трубки

18

к вертикали возникает погрешность измерения расхода. Одна из причин этого — уменьшение силы, уравновешивающей действие потока на поплавок. Так, вместо силы, равной весу поплавка G, противодействовать потоку будет только проекция этой силы на направление оси трубки G0 = G cos <р, где ф — угол наклона оси к вертикали. Еще более существенно то, что при наклоне трубки нарушаются условия симметрии обтекания поплавка. Ось поплавка при этом образует угол как с осью ротаметра, так и с направлени­ ем силы G. Как показали испытания ротаметров [12], имевших конусности трубок 1: 400 и 1 : 1000, которые применялись при контроле линейных размеров, уже при угле ф = 3° возникает по­ грешность в пределах 1,5-3,5 % от измеряемого расхода, причем для трубок с углом конусности 1 :1000 погрешность больше, чем с углом 1 : 400. Особенно плохо, когда перекосившийся поплавок касается стенок трубки: этому способствует сила G - G sin ф, яв­ ляющаяся проекцией силы G на нормаль к оси труоки ротаметра.

При этом не только увеличивается

погрешность измерения,

но и происходит преждевременный

износ поплавка. В связи

с этим строго вертикальной установке ротаметра надо уделять особое внимание.

Кроме того, следует иметь прямые участки трубопровода до (Zj > HID) и после ( /2 - 5-D) ротаметра.

При эксплуатации ротаметров надо иметь в виду возможность возникновения в некоторых случаях пульсаций поплавков. При измерении расхода поплавок под влиянием совместного действия сил инерции и сил упругости совершает некоторые колебания (обычно быстрозатухающие), которые существуют до тех пор, пока он не займет новое положение равновесия. Колебания могут воз­ никать и при случайном кратковременном возмущающем воздей­ ствии на поплавок. Незатухающие колебания могут возникать как в осевом направлении, так и в перпендикулярном к нему. Первые могут быть обусловлены колебаниями давления или рас­ хода, имеющими частоту, близкую к собственной частоте колеба­ ний поплавка. Кроме того, такие колебания или пульсации могут быть следствием периодического срыва вихрей с тыльной части поплавка. Подобные пульсации поплавков возникают преимуще­ ственно в верхней части шкалы прибора. Колебания в перпендику­ лярном направлении могут появиться при случайном нарушении концентричности положения поплавка в трубке и возникновении вследствие этого разницы статических давлений с противополож­ ных сторон поплавка. Незатухающие колебания нежелательны. Они затрудняют правильное измерение расхода по шкале прибора.

При изменении давления изменяется плотность газа, а при из­ менении температуры изменяется плотность как газа, так и жид­ кости. Чтобы исключить возникающую при этом дополнитель­ ную погрешность измерения расхода, надо умножать показания прибора на поправочный множитель й, определяемый уравнени­ ем (11).

19

Для возможности периодического контроля работы ротамет­ ров желательно (особенно при большом их числе) иметь собствен­ ные поверочные расходомерные установки. Так как предельные расходы в ротаметрах невелики, то такие установки при работе их на воде или на воздухе не слишком сложны и имеют неболь­ шие размеры. Особенно простую поверочную установку для воды можно создать при расходах, не превышающих 0,1 м3/ч. Для этого надо обеспечить постоянство давления перед ротаметром и иметь мерные цилиндры или образцовые мерники, в которые должна поступать вода с помощью перекидного шланга с одно­ временным включением и выключением секундомера в моменты начала и конца наполнения. Вместо мерной емкости можно иметь простую емкость, установленную на весы (например, типа ВНЦ). Для поверки ротаметров на воздухе при расходах не более 16 м3/ч можно в качестве поверочного средства применить ба­ рабанный газовый счетчик типа ГСБ-400, а при расходах до 0,63 м3/ч — грузокольцевую установку. Подробнее о средствах и способах поверки ротаметров см. в работе [2].

Поплавковые расходомеры

Эти расходомеры относятся к группе расходомеров постоянно­ го перепада давления. Принцип действия их такой же, как и ро­ таметров. В связи с этим рассмотренная выше теория последних (в том числе и методы пересчета) справедлива также и для по­ плавковых расходомеров. От ротаметров они отличаются лишь конструктивно. У них нет стеклянной конической трубки, ход поплавка небольшой и внешняя форма иная.

Выпускаемые серийно поплавковые расходомеры типов РЭ и РП изготовитель даже (в противоречие с ГОСТ 15528-86) назы­ вает ротаметрами с электрической и пневматической передачей. Поплавок у этих приборов связан жестким стержнем с железным сердечником или магнитом для дистанционной передачи. Ход по­ плавка небольшой, не превышающий 40-70 мм. В зависимости от калибра прибора у них применяются различные проточные части, показанные на рис. 6.

Первая поплавковая пара (рис. 6, а) состоит из грибообразного поплавка диаметром d = 6, 10и 15 мм, перемещающегося в кони­ ческой расточке. Она применяется для малых расходов от 0,025 до 0,4 м3/ч (по воде) в первых двух базовых моделях РЭ-I и РЭ-П, которые охватывают первые семь пределов измерения расходо­ меров РЭ. Следующая пара (рис. 6, б) состоит из конического по­ плавка с верхним диаметром 25, 40, 70 и 100 мм, который пере­ мещается в круглом отверстии. Угол наклона поплавка а возрас­ тает с увеличением верхнего предела измерения. Эта пара приме­ няется в третьей и четвертой базовых моделях РЭ-Ш и РЭ-IV, охватывающих восемь средних пределов измерения от 0,63 до

20

Соседние файлы в папке книги