Навигация:
ГлавнаяВсе категории → Производство железобетонных изделий

Измерение количества материалов и их расхода


Измерение количества материалов и их расхода

Для контроля многих технологических процессов требуется измерять расходы топлива, пара, воды, воздуха, а также расход исходных материалов и получаемых продуктов. Кроме того, приборы для измерения количества и расхода необходимы для контроля и регулирования материальных потоков технологических процес-сов и для расчетов с поставщиками и потребителями.

Расходом называют количество вещества, протекающего через определенное сечение трубопровода в единицу времени. Расход вещества за определенный промежуток времени в настоящей книге Мы называем количеством. Приборы для измерения количества и расхода жидкости, газа, пара и сыпучих материалов разделяют на две основные группы: счетчики количества и расходомеры.

Рис. 1. Схема грузопоршневого манометра

Счетчиками называют приборы, измеряющие количество вещества или суммарный расход. Измерение ведется в литрах, кубических метрах, килограммах и тоннах массы материалов, проходящих через счетчик за определенный промежуток времени (нарастающим итогом до сброса счета). Счетчики количества по принципу действия подразделяют на скоростные, объемные и весовые (массовые).

Расходомерами называют приборы, измеряющие количество вещества, протекающего по трубопроводу в данный момент времени.

По методу измерения эти приборы подразделяют на следующие виды:
— расходомеры переменного перепада давления — приборы, принцип действия которых основан на измерении перепада давления на установленном внутри трубопровода сужающем устройстве; этот перепад давления служит мерой расхода протекающего по трубопроводу вещества;
— расходомеры постоянного перепада, принцип действия которых основан на воспринятии динамического напора протекающего по трубопроводу вещества чувствительным элементом (поплавком, поршнем и т. д.), помещенным в поток. В результате этого чувствительный элемент перемещается, и величина перемещения служит мерой расхода;
— электромагнитные (индукционные) расходомеры — приборы, принцип действия которых основан на измерении э. д. е., возникающей при движении электропроводной жидкости в магнитном поле;
— ультразвуковые расходомеры — приборы, действие которых основано на измерении параметров ультразвуковых колебаний, распространяющихся в потоке измеряемого вещества.

Расходомеры переменного перепада. Принцип работы этих приборов основан на использовании того, что при протекании жидкости, газа или пара через сужающее устройство, установленное в трубопроводе, средняя скорость потока увеличивается и часть потенциальной энергии давления переходит в кинетическую энергию. В результате статическое давление потока после сужающего устройства уменьшается, что вызывает перепад давления на сужающем устройстве.

Поток начинает сжиматься перед сужающим устройством. За сечением I сжатие под действием силы инерции достигает наибольшей величины. На некотором расстоянии от сужающего устройства (сечение II) струя вновь расширяется, занимая полное сечение трубопровода. Давление- струи около стенки трубопровода при подходе к сужающему устройству несколько возрастает от величины pi за счет подпора и понижается до минимума рг в месте наибольшего сужения струи (сечение II).

Далее по мере расширения струи давление ее около стенки снова повышается до рз, однако не достигает прежнего значения давления до сужающего устройства на величину безвозвратной потери ра, обусловленной завихрениями.

Перепад давления на сужающем устройстве Ap = pi—рг зависит расхода протекающего вещества и служит мерой расхода. Практически перепад давления измеряют непосредственно у торцов сужающего устройства.

В комплект приборов для измерения расхода, по методу переменного перепада входят: трубопровод, сужающее устройство, расходомер (дифференциальный манометр, измеряющий перепад давления в сужающем устройстве). Сужающее устройство устанавливают только на прямом участке трубопровода.

Расходомеры переменного перепада пригодны практически для измерения любого расхода жидкости, газа или пара при значительном давлении и различной температуре контролируемой среды. Пределы измерений можно варьировать изменением размера сужающего устройства и перепада, который измеряется дифманометром.

Расходомеры постоянного перепада давления применяют для измерения расхода жидкостей или газов.

В расходомерах переменного перепада давления, рассмотренных выше, площадь отверстия сужающего устройства постоянна, а перепад давления служит мерой расход да вещества. Если пере-, пад давления в сужающем устройстве поддерживать постоянным путем изменения площади отверстия, то мерой расхода вещества будет служить площадь отверстия сужающего устройства.

Приборы, работающие По последнему принципу, называют расходомерами постоянного перепада давления. Более распространены из приборов этой группы поплавковые расходомеры постоянного перепада давления —ротаметры.

В ротаметрах измерительной частью является вертикальная коническая трубка 1 с помещенным в нее поплавком, по которой снизу вверх подается вещество, расход которого измеряется.

Рис. 2. Измерение расхода вещества методом переменного перепада:
а — принципиальная схема измерения; б — условные изображения в схемах; 1 — трубопровода; 2 — сужающего устройства; 3 — измерителя расхода показывающего

С изменением расхода вещества поплавок перемещается в трубке на некоторую высоту; при этом изменяется площадь отверстия сужающего устройства — площадь кольцевого зазора между поплавком и внутренними стенками трубки.

Перепад давления на поплавке определяется массой поплавка. При постоянной массе его площадь кольцевого сечения (между внутренними стенками трубки и поплавком) пропорциональна расходу вещества, протекающего по трубке. Следовательно, положение поплавка трубки будет зависеть от величины расхода вещества.

Счетчиками называют приборы, которые измеряют суммарный объем или массу вещества, протекающего по трубопроводу за отрезок времени (час, сутки и т. д.).

Выпускают счетчики скоростные, объемные и весовые (массовые) .

Принцип действия скоростных счетчиков основан на суммировании числа оборотов помещенного в поток вращающегося устройства за определенный отрезок времени. Скорость вращения этого устройства пропорциональна средней скорости потока вещества в месте установки вертушки.

У объемных счетчиков принцип действия основан на суммировании объемов вещества, вытесненных из измерительной камеры прибора за какой-либо отрезок времени.

Принцип действия массовых (весовых) счетчиков основан на измерении массы вещества.

Скоростные счетчики. Для измерения количества воды, а также других неагрессивных жидкостей и жидкого топлива используют преимущественно скоростные счетчики (водомеры) с крыльчатой или спиральной вертушкой.

Действие этих приборов основано на том, что вертушка, помещенная в потоке жидкости, вращается с числом оборотов, пропорциональным скорости потока. Так как проходное сечение прибора неизменно, число оборотов вертушки будет пропорционально объему жидкости, протекающей в единицу времени через сечение трубы.

О количестве жидкости, прошедшей через прибор, можно судить по числу оборотов вертушки, находящейся на пути потока.

Рис. 3. Измерение расхода вещества методом постоянного перепада:
а — схема ротаметра; б — условные изображения ротаметров в схемах; 1 — ротаметр стеклянный; 2 — ротаметр с пневматической системой передачи показаний; 3 — вторичный прибор показывающий, интегрирующий

Объемными счетчиками измеряют количество жидкости. По конструкции их разделяют на шестеренчатые, ротационные и поршневые.

Шестеренчатые счетчики с овальными шестернями применяют главным образом для измерения количества вязких жидкостей. Счетчик учитывает объем, находящийся между стенкой и шестерней. Число оборотов шестерен определяют счетным механизмом.

Ротационные счетчики предназначены для измерения количества неагрессивного газа. Принцип действия ротационного счетчика можно уяснить из схемы на рис. 4, г. Газ из трубопровода через входной патрубок поступает в рабочую камеру, ограниченную двумя лопастями, которые приводятся во вращение протекающим газом. За один оборот лопастей через счетчик проходит объем газа, определяемый размерами участка камеры. Вращение лопастей передается при помощи редуктора счетному механизму. Во входном патрубке счетчика установлена сетка для предохранения счетчика от возможного попадания в него крупных частиц, приносимых газом.

Ротационные счетчики устанавливают на вертикальных газопроводах. Поток газа проходит через счетчик сверху вниз.

Массовые (весовые) счетчики. Для измерения количества сыпучих материалов применяют неавтоматические и автоматические весы. Неавтоматические рычажные весы состоят из рычага первого рода, имеющего точку опоры посередине. К концам рычага подвешены две чашки — одна для взвешивания тела, другая для гирь. Условием равновесия весов является равенство моментов относительно точки опоры.

Помимо рычажных весов иногда применяют пружинные. В пружинных весах груз подвешивают к концу калиброванной, неподвижно закрепленной верхним концом пружины. При взвешивании измеряют удлинение пружины.

Неавтоматические весы мало пригодны для современных промышленных предприятий вследствие больших затрат времени, что заставляет переходить на автоматическое взвешивание.

По принципу действия автоматические весы подразделяют на порционные и непрерывного взвешивания. Порционные весы автоматически отсекают порции взвешиваемого материала, поступающего из расходного бункера, и высыпают его в приемный бункер или в какую-нибудь тару также отдельными порциями. Счетчик, установленный на весах, регистрирует число отвёшанных порций.

В начале загрузки ковша скорость подачи материала на весы наибольшая; однако в. тот момент, когда масса ковша, подвешенного на коромысле призменной опоры, приближается к заданной, определенной массе набора гирь, скорость подачи резко снижается во избежание пересыпки материала. В тот момент, когда масса ковша становится равной заданной, подача полностью прекращается при помощи рычажно-шарнирной системы, связыващей ковш с секторной заслонкой, перекрывающей течку питателя.

Количество отвесов контролируют счетчиком, связанным с заслонкой.

Весы непрерывного взвешивания отличаются тем, что материал проходит через них непрерывно, причем весы регистрируют суммарный вес прошедшего через них материала.

Рис. 5. Схемы весов:
а — автоматических порционных; 6 — автоматических непрерывного взвешивания

У весов для непрерывного взвешивания, показанных на рис. 5, б, конвейер является частью коромысла весов, и материал, находящийся на нем, уравновешивается грузом. При изменении массы материала, проходящего по конвейеру, груз поднимается или опускается. Затвор, находящийся на рычаге, имеющем ось вращения, увеличивает или уменьшает сечение выходного отверстия воронки, через которую материал подается на весы.





Похожие статьи:
Поверка регулирующего клапана с мембранным исполнительным механизмом

Навигация:
ГлавнаяВсе категории → Производство железобетонных изделий

Статьи по теме:





Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум