Устройство для спрямления профиля скоростей потока при измерениях расхода жидкости и газа

Устройство для спрямления профиля скоростей потока при измерениях расхода жидкости и газа

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СПРЯМЛЕНИЯ ПРОФИЛЯ СКОРОСТЕЙ ПОТОКА ПРИ ИЗМЕРЕНИЯХ РАСХОДА ЖИДКОСТИ ИЛИ ГАЗА, содержащее несколько коицентрич1а 1х перегородок , образзопщих кольцевые каналы, расширяющиеся вдоль оси потока, отличающ е е с я т«м, что, с целью повышения эффективности спрямления профиля скоростей при установке измерителей расхода в зонах поворота потока, кольцевые кашлы расширяются навстречу потоку, причем перегородки, расположенные ближе к оси потока, имеют большую протяженность вдоль оси потока во входной части устройства, чем перегородки, расположенные дальше от оси потока. о S

„.80„„1049746 A

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СООЮЛ

РЕСПУБЛИН

: чар 6 01 Е 15/00 г,----- — -== ф,(.:)

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ": -:- :-=: .1:

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕРЬСТВУ (56) 1. Идельчик И. Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям, М, "Машинострое-: ние", 1975, с. 227., 2. Авторское свидетельство СССР

1Р 664101, кл. G 01 Р 5 00, G 01 F 1/00, 1977 (прототип) .

)ваези (21) 3461042/18-10 (22) 29.06.82 (46) 23.10.83. Бюл. No 39 (72). С. А. Золотаревский, И, Н. Иванов, В. И. Федоров и Л. Н. Шонин (71) Государственный научно-исследовательский институт теплознергетического приборостроения (53) 681.121.8 (088.8) (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СПРЯМЛЕНИЯ

ПРОФИЛЯ СКОРОСТЕЙ ПОТОКА ПРИ ИЗМЕРЕНИЯХ РАСХОДА ЖИДКОСТИ ИЛИ ГАЗА, содержащее несколько коицентричных перегородок, образующих кольцевые каналы, расширяющиеся вдоль оси потока, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности спрямления профиля скоростей при установке измерителей расхода в зонах поворота потока, кольцевые кайалы расширяются навстречу потоку, причем перегородки, расположенные ближе к. оси потока, имеют большую протяженность вдоль оси потока во входной части устройства, чем: перегородки, расположенные дальше от оси потока.

9 10497

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для измерения расхода жидкости или газа.

Известно струевыпрямляющее устройство расходомера, содержащее расположенные в колене канала лопатки. Такое устройство обеспечивает выпрямление профиля скоростей потока после колена и уменьшение гидравлического сопротивления последнего. При этом повышаются точность и ресурс и расширЯется 10 диапазон измерений установленного за ним расходомера (1), Недостатком устройства являетая отсутствие возможности разворота расходомера вместе с ним относительно колена, так как при этом изменяются метрологические характеристики расходомера. Это усложняет монтаж расходомера на объекте, особенно в случае эксплуатации прибора в тяжелых эксплуатацион-" ных условиях и в труднодоступных местах, например, в активной зоне ядерного реактора, и затрудняет использование для этой цели промышленных роботов.

Ь

Наиболее близким к изобретению по технической сущности н достигаемому результату является устройство для спрямления профиля скоростей потока при измерении расхода жидкости или газа, содержащее концентричные относительно оси потока перегородки, образующие кольцевые каналы, расширяющиеся вдоль

30 оси потока. Данное устройство обеспечивает сохранение метрологической характеристики расходомера при его технологическом развороте относительно колена (2).

Недостатками устройства являются пониженные точность и ресурс и уменьшенный диапазон измерения расходомера, что обусловлено недостаточной эффективностью выпрямления профиля скоростей потока на входе в расходомер. При этом метрологическая характеристика расходомера может существенно из- 40 мениться по сравнению с метрологической характеристикой при равномерном профиле скоростей .на его входе.

Одновременно, например, в случае использования шарикового расходомера неравномерный профиль скоростей потока на его входе приводит к циклической неравномерности ско; рости вращения шарика и повышенному износу дорожки качения в зоне повышенных скоростей его вращения, что также уменьшает ресур расходомера.

Кроме того, данное устройство не дает возможности снизить гидравлическое сопротивле ние колена и за счет этого повысить диапазон измерения расхеда путем повышения его верх- 55 него предела измерений, который обычно определяется как расход, при котором невозвратимая потеря напора на расходомере достигает

46 2 регламентированной величины, Соответственно уменьшение невозвратимых потерь напора на колене трубопровода при установке расходомера дает возможность увеличить верхний предел измерений расхода при той же невозвратимой потере напора на участке колено — расходомер.

0елью изобретения является повышение эффективности спрямления профиля скоростей при установке измерителей расхода в зонах поворота потока, Указанная цель достигается тем, что в устройстве для спрямления профиля скоростей потока при измерениях расхода жидкости или газа, содержащем несколько концентричных перегородок, образующих кольцевые каналы, расширяющиеся вдоль оси потока, кольцевые каналы расширяются навстречу потоку, причем перегородки, расположеннъ2е ближе к оси потока, имеют большую протяженность вдоль оси потока во входной части устройства, чем перегородки, расположенные дальше от оси потока.

На чертеже приведена схема предлагаемого устройства.

Концентричные относительно оси 1 потока перегородки 2, 3 и 4 соединены тонкостенными ребрами 5 между собой и с корпусом расходомера 6 и установлены непосредственно в зоне поворота потока в колене 7 и образуют кольцевые каналы 8-11, расширяющиеся навстречу потоку. При этом диаметры di, 02 и дз соответственно входных кромок 12, 13 и

14 перегородок 2, 3 и 4 и протяженность перегородок вдоль оси потока во входной части устройства соответственно е, f и It3 подчиняются соотношениям

di Cd2 < 4з е, е, >е„ где

d и Р .— диаметр кромки 12, ближней к оси 1 потока, и протяженность перегородки 2;

42 и f3 — диаметр кромки 14, дальней от оси 1 потока, и протяженность перегородки 4.

Расходомер 6 крепится штоком 15 к пробке 16, закрывающей отверстие 17, через которое осуществляется монтаж расходомера 6 в трубопроводе 18.

Работает устройство следующим образом.

При отсутствии перегородок 2, 3 и 4 поток жидкости, пройдя колено 7, имеет черезвычайно. неравномерный профиль скоростей пото-. ка на входе в расходомер 6: скорости потока на большем радиусе его поворота значительно превышают скорости потока на меньшем радиусе его поворота; причем в последней зоне, при определенных параметрах колена 7, возможно даже наличие обратных токов. Указанная неравномерность профиля скоростей потока ухудшает точность измерения расхода рас9746

Одновременно, за счет уменьшения потерь

20 . на вихреобраэование потока в колене 7уменьшаются гидравлическое сопротивление и невозвратимые потерь напора участка колено — расходомер. В связи с тем, что обычно регламентируется дополнительная невозвратимая потеря напора на расходомере, это дает возможность увеличить диапазон измерения расхода тем же расходомером, при обеспечении той же невозвратимой потери напора на участке колено— расходом ер.

3,104 ходомером 6, а также уменьшает ресурс расходомера. Так в случае выполнения расходомера турбинным, уменьшение его ресурса объясняется несовпадением точки приложения силы давления потока на ротор расходомера . с осью вращения ротора и соответствующим перекосом ротора. В случае выполнения расходомера шариковым уменьшение его ресурса объясняется нераьномерной скоростью вращения шарика и, соответственно, повышенным износом его и дорожки качения.

При наличии перегородок 2, 3 и 4, установленных непосредственно в зоне поворота потока в колене 7, концентричных относительно оси 1 потока, происходит перераспределение потока в колене 7, который поступает на вход расходомера через кольцевые каналы 8»11, образованнь е штоком 15, перегородками 2, 3 и 4 и корпусом расходомера.

За счет того, что кольцевые каналы 8 — 11 перегородок 2, 3 и 4 выполнены расширяющимися навстречу потоку и выполняются соотношения размеров перегородок 2, 3 и 4 с входными кромками 12, 13 и 14

d, C d < 4э и Q > 4 0 8э, значительно уменьшается гидравлическое сопротивление потоку на меньших радиусах его поворота в колене 7 и увеличивается на больших радиусах его поворота в колене 7. При этом суммарное гидравлическое сопротивление колена 7 за счет уменьшения потерь энергии на вихреобразование потока уменьшается. Соответственно, увеличиваются скорости потока на меньших радиусах его поворота в колене 7 и уменьша- ются на больших радиусах его поворота. Это приводит к увеличению эффективности выпрямления профиля скоростей потока на входе в расходомер, установленный непосредственно

® после колена 7 и, соответственно, позволяет повысить точность и ресурс расходомера. При этом, за счет того, что перегородки выполнены концентричными относительно оси потока обеспечивается сохранение метрологической

15 характеристики расходомера при его техноло гическом развороте относительно упомянутой, 1049746

Составитель Т. Звеиигородская

Техред С.Мигунова

Корректор А. Повх

Редактор А. Шандор

Заказ 8402/38

Подписное

Тираж 643

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытии

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4 / 5

Филиал ППП "Патент", r Ужгород, ул. Проектная, 4