Уравнения и соотношения

Если через сужающее устройство протекает сжимаемая среда (газ или пар), то вследствие понижения давления увеличивается ее объем. Это приводит к тому, что скорость потока возрастает и становится больше скорости несжимаемой среды. В результате на сужающем устройстве увеличивается перепад давления. Необходимо ввести такую величину как e – поправочный множитель на расширение измеряемой среды. В нашем случае (увеличение перепада давления) вводится этот дополнительный коэффициент e<1.

Уравнения для массового G и объемного Q расходов сжимаемой среды запишется в виде:

где Р₁ и Р₂ – давление у стенки трубы непосредственно до и после сужающего устройства;

d – диаметр входного отверстия;

a – комплексный коэффициент, коэффициент расхода;

r – плотность среды в рабочих условиях на входе в сужающее устройство;

– постоянный коэффициент.

Эти два уравнения являются основными уравнениями расхода как для сжимаемых, так и несжимаемых сред, при этом для последних e=1. Также следует учитывать, что скорость газа или пара меньше критичной скорости.

Следует отметить следующее. На основании экспериментальных исследований и использования аппарата теории подобия установлено, что два сужающих устройства одинаковой конфигурации обладают одинаковыми коэффициентами расхода, если имеет место подобие их геометрических форм и равенство модулей m, при условии, что протекающие через сужающие устройства потоки имеют равные числа Рейнольдса Re, т.е. гидродинамически подобны.

Таким образом, в общем виде коэффициент расхода:

a=f (Re_D, m),

где m=d²/D²,

d – диаметр сужающего устройства;

D – диаметр трубопровода.

Число Рейнольдса Re_D отнесенное к диаметру трубопровода D, определяется по формуле:

,

где n, h – соответственно кинематическая (м²/с) и динамическая (Па с) вязкости измеряемой среды в рабочих условиях;

G, Q – соответственно массовый (кг/ч) и объемный (м³/ч) расходы в рабочих условиях;

r - плотность измеряемой среды в рабочих условиях, кг/м³.

Принципиально расход зависит только от перепада давления DР=Р₁ - Р₂, при всех прочих неизменных значениях G=kÖDР.

Дата добавления: 2014-01-20