Датчик расхода Метран-303ПР. Руководство - часть 27

 

 

108

Приложение Ж 

(Обязательное) 

Методика оценки потерь давления при установке преобразователей 

Ж.1 Оценку гидравлических потерь в трубопроводе, обусловленных врезкой 

преобразователя,  рассмотрим  на  примере  наиболее  часто  встречающейся  системы 

"конфузор – преобразователь Метран-303ПР – диффузор", приведенной на рисунке 

Ж.1. 

Рисунок Ж.1 

Ж.2  Согласно  принципу  суперпозиции  суммарные  потери  напора  на 

рассматриваемом  участке 

ΔP

общ

,  МПа  (кгс/см

2

),  складываются  из  местных  потерь 

напора на конфузоре, преобразователе Метран-303ПР и диффузоре: 

ΔP

общ

 = 

ΔP

к

 + 

ΔP

д

 + 

ΔP

ПР

 , 

 

 

 

(Ж.1)  

где 

ΔP

к

 - потери напора на конфузоре, МПа (кгс/см

2

); 

      

ΔP

д

 - потери напора на диффузоре, МПа (кгс/см

2

); 

      

ΔP

ПР

 - потери напора на преобразователе Метран-303ПР, МПа (кгс/см

2

). 

Ж.3  Потери  напора  на  конфузоре  и  диффузоре 

ΔP

к/д

,  МПа,  вычисляются  по 

формуле: 

6

10

−

⋅

⋅

⋅

2

ρ

ξ

=

Δ

P

2

к

/

д

т

сум

к

/

д

ϑ

 , 

 

 

 

 

 (Ж.2)  

где 

ξ

сум

- суммарный коэффициент сопротивления на конфузоре/диффузоре;

                   

ρ

т 

-

 

плотность  энергоносителя  с  учетом  фактических  значений 

температуры и давления на входе в конфузор/диффузор, кг/м

3

; 

 

 

 

109

0

т

к

/

д

F

Q

=

ϑ

 - скорость энергоносителя на входе в "конфузор / диффузор", м/с, 

где Q

т

 - текущий расход, м

3

/с; 

       F

0 

- площадь сечения трубопровода до конфузора (диффузора), м

2

. 

Ж.4 Расчет суммарного коэффициента сопротивления конфузора 

Суммарный коэффициент сопротивления конфузора 

ξ

сум 

можно представить в 

виде:  

ξ

сум

 = 

ξ

конф

 + 

ξ

тр

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(Ж.3)

 

где 

ξ

конф 

 - коэффициент местного сопротивления на конфузоре; 

      

ξ

тр 

- коэффициент сопротивления трения. 

Для  конических  конфузоров  (рисунок  Ж.2)  суммарный  коэффициент 

сопротивления  имеет  минимум  при  значениях  центрального  угла  расширения  в 

пределах 0 

°<  α  ≤ 40 °,  поэтому  при  монтаже  преобразователя  рекомендуется 

осуществлять  переходы  от  большего  сечения  трубы  к  меньшему,  соблюдая  это 

условие. 

 

 

 

 

 

 

 

Коэффициент  местного  сопротивления  конфузора 

ξ

конф

  определяется  по 

формуле: 

ξ

конф

 = (-0,0125

⋅n

4

 + 0,0224

⋅n

3

 - 0,00723

⋅n

2

 + 0,00444

⋅n – 0,00745)× (α

3

 - 

α

2

 - 10

⋅α),

     (Ж.4)

  где  n

 

 = F

к

/F

1 

- отношение площадей узкого и широкого сечений конфузора; 

    

α - центральный угол сужения, выраженный в радианах. 

D

0 

α/2 

 

 

D

1

 

Рисунок Ж.2 

 

 

110

На рисунке Ж.3 приведена зависимость 

ξ

конф

 от 

α при различных значениях n 

(для значений n

 

= 0,256; 0,320; 0,040; 0,490; 0,640 и 0,800). 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Коэффициент  сопротивления  трения  сужающегося  участка  конического 

конфузора: 

   

 

ξ

тр

 = 

λ⋅(1-n

-1

)

2

/[8

⋅sin(α/2)], 

 

 

 

 

(Ж.5) 

где 

λ - линейный коэффициент сопротивления трения. 

Для  несжимаемой  жидкости 

λ  зависит  от  степени  шероховатости  стенок 

трубопровода  и  безразмерного  числа  (критерия)  Рейнольдса,  выражающего 

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

   

 

 

Re = 

ϑ

⋅D

тр

/

ν, 

 

 

 

 

 

(Ж.6) 

 где 

ν - кинематическая  вязкость  жидкости,  м

2

/с  (значения  вязкости  в 

зависимости от реальных параметров контролируемой жидкости можно определить 

по таблицам справочника приведенного в таблице А.2.  

      

D

тр

 

- 

диаметр трубопровода, м; 

ϑ

- скорость энергоносителя на входе в "конфузор / диффузор", м/с.

 

Рисунок Ж.3 - Зависимость 

ξ

конф

 от центрального угла расширения 

α 

 

0.01

0.02

0.03

0.04

0.05

0.06

ξ

конф 

0 

5 

10

15

20

25

30

35

40

α, град 

 

0.256 

0.32 

0.8

0.64 

0.49

0.4 

 

 

111

Скорость  движения 

ϑ

  жидкости  в  трубопроводе  зависит  от  реального 

значения  расхода Q и  диаметра  трубопровода.  На  рисунке  Ж.4  показано 

соотношение  скорости  потока  жидкости  и  расхода  для  преобразователей  Метран-

303ПР. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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

 

Режимы  движения  жидкостей,  контролируемые  преобразователем,  являются 

турбулентными.  Для  таких  режимов  линейный  коэффициент  сопротивления 

λ 

трубопроводов круглого сечения с гидравлически (технически) гладкими стенками 

вычисляется по формуле Филоненко-Альтшуля: 

 

λ = (1,8⋅lgRe – 1,64)

-2

 

 

 

 

 

 

 

 

(Ж.7) 

 

 

На  рисунке  Ж.5  приведена  зависимость  линейного  коэффициента 

сопротивления 

λ от числа Рейнольдса Re.  

ϑ ,

 м/с

 

Q, м

3

/ч 

0,1 

1 

0,01

10

10

3

10

2

10

 

1

0,1

 

Ду150 

Ду50 

Ду25 

Ду32 

Ду100 

Ду80 

10

4

 

Ду200 

Ду250 

Ду300