Исследования методов измерения расхода

Цели и задачи
Цель работы: Исследование разницы контроля расхода с помощью расходомера переменного перепада давления.
Задачей работы является сравнение автоматического способа регулирования подачи воды клапаном и насосом.

Расходомеры и их виды
Основные виды расходомеров:
Расходомер - это измерительный прибор, предназначенный для измерения расхода веществ, которые проходят через трубопровод в единицу времени.
Веществом, измеряемым расходомером, может быть жидкая либо газообразная среда.
Тепловые расходомеры
Ультразвуковые расходомеры
Электромагнитные расходомеры
Вихревые расходомеры
Кориолисовские расходомеры
Микрорасходомеры
Расходомеры по перепаду давления
Детектор изменения скорости потока (датчики наличия расхода)
Механические расходомеры

Электромагнитные расходомеры
Электромагнитные расходомеры предназначены для измерения расхода жидкостей с электропроводностью не менее 10−3 – 10−5 сим/м.
Принцип измерения электромагнитных датчиков расхода основан на законе Фарадея об электромагнитной индукции, а именно: в проводнике, который перемещается в электромагнитном поле, возникает электродвижущая сила (ЭДС). Эта ЭДС пропорциональна скорости перемещения проводника. Ток, вызванный ЭДС, называется индукционным током. Протекающая по трубопроводу проводящая жидкость является, в данном случае, проводником. В электромагнитном расходомере так же имеются: источник электромагнитного поля (катушки) и электроды, передающие возникающий индукционный ток в блок электроники. По величине тока определяется величина расхода проводящей жидкости.
Принципиальная схема электромагнит­ного расходомера
SIEMENS - SITRANS MAG 5000

Расходомеры переменного перепада давления
сужающего устройства
дифференциального манометра,
соединительных линий с запорной и предохранительной арматурой.
Принцип измерения расхода основан на том, что в зависимости от расхода вещества изменяется перепад давления на неподвижном сужающем устройстве, установленном в трубопроводе.
Расходомеры переменного перепада давления состоят из трех элементов:

Расходомеры переменного перепада давления
Принцип работы
Установленное в трубопроводе сужающее устройство приводит к увеличению скорости в суженом сечении. В результате часть потенциальной энергии давления переходит в кинетическую, поэтому статическое давление в суженом сечении становится меньше статического давления перед сужающим устройством. Перепад давлений зависит от скорости движения жидкости, а следовательно, и от расхода.
Схема расходомера переменного перепада давления:
1- диафрагма; 2- дифференциальный манометр;
3- вторичный прибор; 4,5- гидравлические сопротивления (задвижки, клапаны, вентили, повороты и сужения трубопровода) .расположенные до и после диафрагмы; d - внутренний диаметр; отверстия в диафрагме; D - внутренний диаметр трубопровода; L1, L2 - расстояния до ближайших гидравлических сопротивлений, расположенных перед и после диафрагмы.

Исследование разницы контроля расхода с помощью измерительных преобразователей и SCADA-системы

3D модель лабораторной установки

В состав лабораторной установки входят следующие измерительные устройства и оборудование:
1 – контроллерное оборудование; 2 – переключатель питания; 3 – показывающий прибор; 4 – регистратор; 5 – показывающий прибор; 6 – дистанционный указатель положения; 7 – переключатель управления автомат/дистанционное; 8 – рабочая станция; 9 – кнопка отключения звуковой сигнализации; 10 сигнальная лампа минимального уровня в нижнем баке; 11 – лампа индикации работы ТЭНа; 12 – аварийный выключатель ТЭНа и насоса; 13, 14 – ручные задатчики; 15 – ультразвуковой уровнемер; 16 – цифровой манометр; 17 – сужающее устройство; 18 – измерительный преобразователь давления (на 3D модели скрыт верхним баком); 19 – верхний бак; 20 – регулирующий клапан; 21 – дифференциальный манометр; 22 – ручной вентиль слива воды из верхнего бака; 23,27 – ручные вентили закрытия контура радиатора; 24 – измерительный преобразователь температуры; 25 – электромагнитный расходомер; 26 – радиатор; 28 – нижний бак; 29 – ТЭН (на 3D модели скрыт нижним баком); 30 – насос; 31 – измерительный преобразователь температуры.

Автоматическое регулирование насосом, расход на подаче.

Автоматическое регулирование клапаном, расход на подаче.