Calcule privind Măsurarea Debitului

CALCULE PRIVIND MASURAREA DEBITULUI

1. OBIECTIVUL LUCRARII

- însusirea metodologiei de calcul a debitului de fluid (lichid si gaz) în cazul utilizarii diafragmei cu prize în flanse ca element primar (sesizor);

- însusirea metodologiei de dimensionare a diafragmei în cadrul unui sistem de masurare a debitului.

2. TIPURI DE APLICATII

Aplicatia 1. Sa se calculeze debitul de apa care circula printr-o conducta cu D=100 mm, utilizând o diafragmâ cu prize în flanse cu d=40 mm, pe care se produce o cadere de presiune Dp=0,2 bar. Pentru ce valori ale debitului, coeficientul de debit poate fi considerat constant? Se dau r=997 kg/m3, h=10-3 kg/(m.s).

Solutie. Pentru evaluarea coeficientului de debit a se calculeaza raportul b=d/D=0,4. Din tabelul 2 rezulta a'=0,608.

Considerând a=a', dependenta debit-cadere de presiune pe diafragma este descrisa de relatia:

= 4,84. 10-3 m3/s = 17,42 m3/h,

în care Q' este debitul volumic modificat, Dp este diferenta dintre presiunea p1 din amonte si presiunea p2 din aval de diafragma, r este densitatea lichidului, d este diametrul orificiului diafragmei iar a este coeficientul de debit (adimensional).

Se calculeaza numarul Reynolds:,

iar din tabelul 1, extragem valoarea Re', determinata experimental, Re' = 16.103. Aceasta relatie este valabila când Q este exprimat în m3/h, r în kg/m3, D în mm si h în kg/(m.s).

Deoarece Re > Re', putem considera aproximatia facuta, a=a', ca fiind neglijabila. Deci debitul este:

m3/h,

unde A este un coeficient determinat pe cale experimentala, în functie de b si D (tabelul 3).

Coeficientul a este constant atunci când se verifica relatia:,

adica atunci când

m3/h.

Aplicatia 2. Sa se dimensioneze diafragma unui sistem de masurare a debitului de apa care circula printr-o conducta cu D=100 mm, astfel încât dispunând de un traductor de presiune diferentiala cu domeniul 0…1000 mm col apa, sa se obtina un domeniu de masurare 0…15 m3/h. Se mai cunosc Qnom=11 m3/h, r=997 kg/m3, h=10-3 kg/(m.s).

Solutie. Se calculeaza Dpmax = r.g.hmax = 1000.9,81.1 = 9810 N/m2.

Dimensionarea diafragmei presupune, în principal, determinarea diametrului d al orificiului diafragmei astfel încât sa se asigure o cadere de presiune pe diafragma egala cu valoarea Dpmax a domeniului de masurare al ansamblului convertor-adaptor de presiune diferentiala din componenta traductorului de debit, atunci când debitul prin diafragma este egal cu valoarea Qmax a domeniului de masurare a traductorului de debit.

Se considera a=a' si se calculeaza produsul a'b2 cu relatia: