Расход. Что такое расход?

1. Расход

Презентацию сделали
Глухов Данил и Лищук Антон

2. Что такое расход?

Расход - это количество вещества протекающего через поперечное сечение
трубопровода в единицу времени
Единицы весовые:
т/c, т/ч, кг/с, кг/ч
Объёмные
единицы: м^3/c,
м^3/ч, л/с, л/ч

3. Что такое датчики расхода?

Датчики расхода (расходомеры) — это устройства, предназначенные для измерения
объемного или массового расхода жидкости или газа, протекающего по трубопроводу за
единицу времени . Они являются важнейшими элементами систем автоматизации, позволяя
контролировать, управлять и оптимизировать технологические процессы, а также вести
коммерческий учет ресурсов . Классификация и принципы работы датчиков расхода
Существует множество типов расходомеров, основанных на различных физических
принципах. Для удобства их можно разделить на несколько основных групп.

4. Механические расходомеры

В основе работы этих датчиков лежит механическое взаимодействие с потоком среды.
Принцип действия: Поток жидкости или газа приводит в движение чувствительный элемент
(турбину, ротор, шестерни). Скорость вращения или частота перемещений этого элемента
пропорциональна скорости потока .
Типы: турбинные, ротационные, с овальными шестернями .
Достоинства: Высокая точность, низкая стоимость, подходят для вязких жидкостей
(ротационные) .
Недостатки: Наличие подвижных частей, которые изнашиваются и требуют обслуживания;
создают препятствие потоку (потеря давления); чувствительны к загрязнениям .
Области применения: Коммерческий учет воды (квартирные и домовые счетчики воды), учет
топлива, нефтепродуктов, химикатов .

5. Расходомеры переменного перепада давления

Это одна из самых распространенных и хорошо изученных технологий .
Принцип действия: В трубопровод устанавливается сужающее устройство (диафрагма, сопло,
трубка Вентури). При прохождении потока через сужение его скорость возрастает, а
статическое давление падает. Разница давлений до и после сужающего устройства
пропорциональна квадрату расхода .
Достоинства: Простота, надежность, нет подвижных частей, широкий выбор материалов для
различных сред, пригодны для измерения расхода газа, пара и жидкостей при высоких
температурах и давлениях .
Недостатки: Нелинейность выходного сигнала, относительно узкий диапазон измерений,
необратимые потери давления, необходимость в прямых участках трубы .
Области применения: Измерение расхода пара, воды, газа в энергетике, химической и
нефтегазовой промышленности .

6. Расходомеры обтекания

Наиболее известным представителем этой группы является ротаметр.
Принцип действия: В вертикальной конической трубке (обычно стеклянной) под действием
потока снизу вверх перемещается поплавок. Высота подъема поплавка прямо
пропорциональна расходу среды .
Достоинства: Простота, наглядность, низкая стоимость, не требуют внешнего питания,
подходят для малых расходов .
Недостатки: Требуют вертикальной установки, чувствительны к загрязнениям, не подходят для
сред с выпадающим осадком, показания зависят от плотности и вязкости среды.
Области применения: Лабораторные установки, системы водоподготовки (контроль промывки
фильтров), защита насосов, малые технологические линии в химической и пищевой
промышленности .

7. Электромагнитные расходомеры

Эти датчики предназначены исключительно для жидкостей, обладающих
электропроводностью.
Принцип действия: Основан на законе электромагнитной индукции Фарадея. Катушки
создают магнитное поле внутри трубы. Проводящая жидкость, протекая через это поле,
индуцирует напряжение на измерительных электродах. Величина напряжения прямо
пропорциональна скорости потока .
Достоинства: Высокая точность, отсутствие подвижных частей и препятствий потоку (нет
потери давления), нечувствительность к плотности, вязкости, температуре и давлению
среды, пригодны для агрессивных, абразивных и загрязненных жидкостей .
Недостатки: Непригодны для измерения непроводящих жидкостей (масла, нефтепродукты,
газы), относительно высокая стоимость .
Области применения: Водоснабжение и водоотведение, химическая промышленность,
целлюлозно-бумажная промышленность, пищевая промышленность (соки, молоко, пиво),
пульпы и шламы .

8. Вихревые расходомер

Эти датчики используются для измерения расхода жидкостей, газов и пара.
Принцип действия: В поток помещается тело обтекания (призма). За этим телом образуются
вихри ("дорожка Кармана"). Частота образования вихрей пропорциональна скорости потока и
не зависит от плотности, температуры и давления среды . Частота снимается
пьезоэлектрическим или емкостным датчиком .
Достоинства: Отсутствие подвижных частей, широкий диапазон измерений, устойчивость к
загрязнениям, пригодны для измерения пара и газов при высоких температурах .
Недостатки: Не работают при низких скоростях потока (ламинарный режим), чувствительны к
вибрациям трубопровода, вызывают заметную потерю давления, требуют длинных прямых
участков .
Области применения: Измерение расхода насыщенного и перегретого пара, сжатого воздуха,
газов, легких нефтепродуктов, химических реагентов .

9. Массовые расходомеры(Кориолисовы)

Это наиболее точные и технологически сложные расходомеры, измеряющие непосредственно
массу, а не объем.
Принцип действия: Основан на эффекте Кориолиса. Измерительная трубка (одна или две)
приводится в колебание с определенной частотой. Когда через колеблющуюся трубку
протекает жидкость или газ, возникают силы Кориолиса, вызывающие дополнительную
деформацию или фазовый сдвиг колебаний, который прямо пропорционален массовому
расходу .
Достоинства: Наивысшая точность, прямое измерение массы (независимо от изменения
плотности, температуры, вязкости), могут одновременно измерять плотность среды, работают
с жидкостями, газами и даже суспензиями .
Недостатки: Очень высокая стоимость, большая масса и габариты, чувствительность к
внешним вибрациям, ограничения по максимальному размеру трубопровода, заметная
потеря давления.
Области применения: Коммерческий учет (custody transfer) нефти, газа и сжиженных
углеводородов, дозирование реагентов в химической и фармацевтической промышленности,
контроль качества в пищевой промышленности .

10. Спасибо за внимание