3. DETERMINAREA DEBITELOR CU AJUTORUL DIAFRAGMELOR 3.1 NOȚIUNI TEORETICE Diafragma este un dispozitiv de măsurare a debitelor prin varierea controlată a secțiunii curentului, pentru conducte cu diametre mai mari de 50 mm. Principiul de lucru al acestora este prezentat în figura 3.1. Astfel, la modificarea secțiunii curentului apare o diferență de presiune între secțiunea din amonte și cea din aval de diafragmă, care depinde de viteza medie a curentului, deci și de debit. În consecință, debitul poate fi exprimat în funcție de această diferență de presiune (cădere de presiune pe diafragmă). Fig. 3.1 – Principiul de funcționare al diafragmelor Notând cu aria secțiunii curentului neperturbat (aria secțiunii conductei) și cu aria secțiunii minime a curentului, debitul volumic Q se poate determina din ecuația de continuitate aplicată în cazul fluidelor incompresibile (3.1)
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
3. DETERMINAREA DEBITELOR CU
AJUTORUL DIAFRAGMELOR
3.1 NOȚIUNI TEORETICE
Diafragma este un dispozitiv de măsurare a debitelor prin varierea
controlată a secțiunii curentului, pentru conducte cu diametre mai mari de 50
mm. Principiul de lucru al acestora este prezentat în figura 3.1. Astfel, la
modificarea secțiunii curentului apare o diferență de presiune între secțiunea din
amonte și cea din aval de diafragmă, care depinde de viteza medie a curentului,
deci și de debit. În consecință, debitul poate fi exprimat în funcție de această
diferență de presiune (cădere de presiune pe diafragmă).
Fig. 3.1 – Principiul de funcționare al diafragmelor
Notând cu aria secțiunii curentului neperturbat (aria secțiunii
conductei) și cu aria secțiunii minime a curentului, debitul volumic Q se poate
determina din ecuația de continuitate aplicată în cazul fluidelor incompresibile
(3.1)
2
unde și sunt vitezele medii ale fluidului prin secțiunile de considerate. Pentru calculul vitezei se aplică curentului de fluid ecuația lui
Bernoulli între secțiunile (1) și (2)
(3.2)
unde , sunt coeficienții Coriolis de corecție ai vitezelor medii din cele
două secțiuni,
reprezintă coeficientul pierderilor energetice corespunzător
modificării secțiunii de curgere (pentru detalii vezi lucrarea
Determinarea pierderilor energetice la curgerea forțată a
fluidelor). Notând cu
(3.3)
coeficientul de contracție (sau coeficient de detentă conform standardului),
raportul dintre aria secțiunii minime a curentului și aria secțiunii diafragmei, din
ecuația continuității (3.1) se obține
(3.4)
unde reprezintă diametrul secțiunii diafragmei,
este diametrul secțiunii conductei ( ). Înlocuind viteza conform relației (3.4) în ecuația (3.2), se obține pentru
viteza fluidului în secțiunea minimă a curgerii următoarea expresie
(3.5)
Așadar, relația (3.1) de calcul a debitului devine
(3.6)
3
Fracția care urmează după coeficientul de contracție se numește
coeficient de debit al diafragmei și se notează cu (este funcție de și de numărul
Reynolds ( ) al curgerii stabilizate în conductă).
Relațiile de calcul pentru debitul volumic , respectiv pentru debitul
masic , recomandate în standarde (STAS 7374-83) sunt
(3.7)
(3.8)
întrucât la calculul debitelor se ține cont de faptul că în practică se măsoară