Датчик расхода Метран 300-ПР. Руководство - часть 19

76

Коэффициент сопротивления трения сужающегося участка конического конфузора:

(Е.5)

где - линейный коэффициент сопротивления трения.

Для несжимаемой жидкости

зависит от степени шероховатости стенок

трубопровода и безразмерного числа (критерия) Рейнольдса, выражающего соотношение

сил инерции и сил вязкости (внутреннего трения) в потоке жидкости:

(Е.6)

где

кинематическая вязкость жидкости, м /с (значения вязкости в зависимости от

реальных параметров контролируемой жидкости можно определить по таблицам

справочника "Теплофизические свойства воды и водного пара"С.Л. Ривкин, А.А.

Александров, М., “Энергия”, 1980 г);

D - диаметр трубопровода.

Скорость движения w жидкости в трубопроводе зависит от реального значения

расхода Q и диаметра трубопровода.

тр

тр

=

(1-n ) /8 sin( /2),

Re = w D / ,

-1 2

·

·

·

-

2

тр

x l

a

n

l

l

n

w, м/с

Q,

м

3

/

ч

0.1

1

0.01

10

10

3

10

2

10

1

0.1

150

50

25

32

100

80

10

4

200

250

Ду

Ду

Ду

Ду

Ду

Ду

Ду

Ду

Ду

300

Рисунок Е.4 - График зависимости расхода жидкости от скорости потока

На рисунке Е.4 показано соотношение скорости потока жидкости и расхода для

преобразователей Метран-300ПР.

77

Режимы движения жидкостей, контролируемые преобразователем, являются

турбулентными. Для таких режимов линейный коэффициент сопротивления

трубопроводов круглого сечения с гидравлически (технически) гладкими стенками

вычисляется по формуле Филоненко-Альтшуля:

На рисунке Е.5 приведена зависимость

от Re.

= (1,8·lgRe -1,64)

(Е.7)

-2

l

l

l

0

0.01

0.02

0.03

0.04

10

3

10

4

10

5

10

6

10

7

Re

l

Рисунок Е.5

Таким образом, зная реальные значения диаметра трубопровода, центрального угла

расширения, скорости потока с использованием диаграмм, приведенных на рисунках Е.3

Е.5, можно определить потери давления на конфузоре Р по формуле Е.2.

к

D

D

0

D

1

a

/2

Рисунок Е.6

Расчет потерь напора на диффузоре P

д

D

78

Применяя условный метод разделения суммарных потерь на диффузоре

, имеем:

где

- коэффициент местного сопротивления на диффузоре;

Коэффициент

определяется также, как и для конфузора по формуле (Е.5).

где n = F /F отношение площадей широкого и узкого сечений диффузора.

По найденным значениям

и

определяются суммарные потери давления на

диффузоре.

сум

дифф

тр

1

1

0

тр

дифф

тр

дифф

дифф

1

1

сум

дифф

тр

дифф

1

=

+

,

= 3,2·tg( /2) ·(1-n ) ,

Е.8)

- коэффициент сопротивления трения.

Для конических диффузоров с углами расширения в пределах 0°

4 ° и больших

чисел Re (турбулентный режим течения) коэффициент местного сопротивления

может быть вычислен по формуле:

(Е.9)

На рисунке Е.7 приведена зависимость

от

при различных значениях n (для

значений n = 1,25; 1,562; 2; 2,5; 3,125 и 3,906).

-

0

1,25

-1 2

x

(

x

x

x

< a

x

x

x

x

a

x

x

x

x

a

<

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0

10

20

30

40

x

дифф

3.906

3.125

2.5

1.25

1.562

2.0

a, град

Рисунок Е.7 - Завимость

от угла

x

a

дифф

Определение гидравлических потерь на преобразователе P

Потери

P , обусловленные врезкой проточной части преобразователя в

трубопровод, определяются по нижеприведенным формулам:

- 0,02 (Q/Q ) , МПа - для преобразователей Ду 150 … 300 мм;

- 0,03 (Q/ Q ) , МПа - для преобразователей Ду 25… 100 мм.

·

·

ном

ном

2

2

D

D

79

10

-6

10

-5

10

-4

10

-3

10

-2

0.1

0.01

0.1

1

10

10

2

10

4

Q, м3/ч

DР, МПа

Ду 80

Ду 25

Ду 50

Ду 32

Ду 100

Ду 150

Ду 200

Ду 250

Ду300

10

3

Рисунок Е.8

На рисунке Е.8 приведена зависимость P от расхода жидкости в трубопроводе для

каждого типоразмера преобразователя.

Подставляя найденные значения всех слагаемых в формулу (Е.1), получаем

суммарные дополнительные потери напора в трубопроводе, обусловленные установкой

преобразователя Метран-300ПР. Эти потери сводятся к минимуму, если оптимизирован

типоразмер преобразователя (Q

Q ), а проект на установку преобразователя и

монтажные работы проведены с соблюдением рекомендаций по монтажу. При

выполнении этих условий суммарные потери (даже при превышении диаметра

трубопровода над Ду преобразователя в 2 и более раз), как правило, не превышают 0,015

МПа (0,15 кгс/см ), что подтверждено предприятием-разработчиком в ходе

экспериментальных работ при отработке преобразователя, а также практическими

результатами эксплуатирующих организаций.

<

ном

2

D