Măsurători ale debitului

Măsurarea debitului în râuri sau conducte este una dintre problemele sanitare de cel mai mare interes în practica obișnuită.

Măsurători ale debitului în conducte

Măsurători ale debitului cu diafragme

Avem o țeavă cu o secțiune circulară constantă cu diametrul intern D și în care este introdusă o diafragmă subțire normală la axa sa și cu o gaură centrală (diametrul d) mai mică de D. Gaura nu este neapărat circulară și poate fi, de asemenea, excentrică, deplasat spre fundul conductei (dacă este orizontal) în cazul fluidului cu transport de sedimente, în sus în cazul fluidului cu bule de gaz.

Dacă un fluid cu densitate de masă uniformă și relativ staționară este trecut prin conductă, viteza acestuia va crește la diafragmă.

Creșterea vitezei determină în această zonă o creștere a energiei cinetice deținută de fluid, în detrimentul energiei potențiale ; prin urmare, o viteză mai mare corespunde unei presiuni statice mai mici în aval de disc.

Odată ce limitarea provocată de disc a fost depășită, viteza fluidului scade treptat până când atinge valoarea existentă la intrarea conductei.
Energia cinetică suplimentară care a fost generată este convertită înapoi în energie potențială (cu excepția părții disipate) și presiunea statică crește chiar dacă nu atinge valoarea existentă în amonte de disc datorită pierderilor de turbulență în procesul de expansiune din aval al diafragmă.

Prin măsurarea diferenței de presiune statică existentă pe cele două părți ale discului, se obține, prin urmare, o măsurare care este o funcție a vitezei și, prin urmare, a debitului.

Fenomenul poate fi bine reprezentat de următoarea ecuație :

W=0{,}01252\cdot D^{2}\cdot K_{0}\cdot B^{2}\cdot (h\times Ge)^{0.5}\cdot Ft\cdot Fr\cdot Y1

{\ displaystyle W = 0 {,} 01252 \ cdot D ^ {2} \ cdot K_ {0} \ cdot B ^ {2} \ cdot (h \ times Ge) ^ {0.5} \ cdot Ft \ cdot Fr \ cdot Y1}

{\ displaystyle W = 0 {,} 01252 \ cdot D ^ {2} \ cdot K_ {0} \ cdot B ^ {2} \ cdot (h \ times Ge) ^ {0.5} \ cdot Ft \ cdot Fr \ cdot Y1}

unde este:

W : capacitatea de greutate exprimată în kg / h
D : diametrul interior al conductei exprimat în mm
K ₀ : coeficient de eflux cu număr Reynolds infinit
B : raportul clapetei d / D
h : presiunea diferențială exprimată în mm H ₂ O la 20 ° C
Ge: Greutatea specifică a fluidului exprimată în kg / m³
Ft: coeficient de corecție pentru expansiunea calibrată a discului
Fr: corectarea coeficientului de descărcare pentru condiții reale de funcționare
Y1: corecție (numai pentru gaze și vapori) pentru expansiunea fluidului pe disc

Coeficientul de eflux K ₀ este obținut experimental și poate fi obținut din tabele sau calculat cu o ecuație adecvată. Valoarea K ₀ depinde de diametrul conductei D și de raportul de strangulare d / D.
Ca ordin de mărime, este în general între 0,6 și 0,7

Coeficientul de corecție Ft este utilizat pentru a corecta variația diametrului găurii discului calibrat din cauza temperaturii de funcționare. Valoarea sa este de aproximativ 1 (mai mică decât 1 pentru temperaturile scăzute, mai mare de 1 pentru temperaturile ridicate). Este derivat din tabele sau formule empirice.

Coeficientul de corecție Fr ia în considerare faptul că fluidul nu se deplasează efectiv la un număr Reynolds infinit. De fapt, datorită condițiilor de funcționare, coeficientul real de ieșire este diferit de cel teoretic. Valoarea lui Fr poate fi calculată cu o ecuație specifică și este întotdeauna mai mare de 1.

Coeficientul de corecție Y1 (numai pentru fluidele compresibile precum gazele și vaporii) ia în considerare scăderea greutății specifice a fluidului în corespondență cu discul calibrat datorită scăderii presiunii statice în acel punct. Valoarea lui Y1 poate fi calculată cu o ecuație specifică și este întotdeauna mai mică de 1.

Caracteristici limită de construcție și funcționare

Pentru ca valorile diferiților coeficienți să fie incluși printre cei obținuți experimental, trebuie îndeplinite următoarele cerințe:

Robinetele de presiune trebuie poziționate la o distanță de un inch (25,4 mm) de suprafețele discului (atât în amonte, cât și în aval).
Diametrul interior al țevii trebuie să fie între 50 și 760 mm.
Diametrul orificiului calibrat al discului nu trebuie să fie niciodată mai mic de 12,5 mm și în orice caz trebuie să fie între 0,2 și 0,75 ori valoarea lui D.
Grosimea discului calibrat la orificiu trebuie să fie între 0,005 și 0,02 ori valoarea lui D. Marginea orificiului de intrare trebuie să fie ascuțită.
În cazul măsurătorilor pe fluide comprimabile, relația dintre presiunea absolută și presiunea din aval Presiunea absolută din amonte nu trebuie să fie mai mică de 0,75.
Numărul Reynolds trebuie să fie astfel încât să asigure funcționarea în condiții de turbulență complet dezvoltate. Această limită de funcționare depinde de raportul de strangulare.

Măsurători ale debitului în canale sau râuri

Măsurarea debitului unui curs de apă se obține prin măsurarea vitezei în punctele cunoscute ale secțiunii transversale. De obicei, secțiunea transversală este discretizată în verticale de-a lungul cărora se măsoară viteza punctelor. Cunoscute adâncimile verticalei și adâncimile de măsurare, este posibil să se obțină debitul în fiecare verticală ca produs al zonei și viteza medie pe verticală. Vitezele sunt de obicei măsurate folosind vârtejuri, micro-role electromagnetice, velocimetre doppler. Alte metode de măsurare implică utilizarea de trasoare dizolvate în apă, găleți gradate sau profilatoare Doppler

Elemente conexe

Gama de cursuri

Portalul de fizică

Portal de inginerie