Трубки скоростного напора

Трубки скоростного напора

Измерение расхода при помощи трубок скоростного напора основано на зависимости динамического напора потока от его скорости.

Если поместить в поток изогнутую под углом трубку, направив отверстие трубки навстречу потоку, то подключенный к другому концу трубки манометр покажет полное давление потока, равное сумме статического давления и скоростного напора. Разность давлений, измеренная дифманометром (полного давления, воспринимаемого трубкой, и статического давления, измеренного в непосредственной близости от места измерения полного давления), будет равна скоростному напору:

Статическое давление во многих случаях измерения значительно больше, чем скоростной напор, поэтому неточности в его измерении, вызванные сопровождающими протекание потока явлениями (вихрями, всасывающим действием потока и т. п.), в очень сильной мере скажутся на результате измерений.

Скоростной напор, воспринимаемый трубкой, будет отличаться в зависимости от формы трубки.

Эти обстоятельства и необходимость одновременного и в непосредственной близости измерения полного и статического давлений без взаимного их влияния заставили искать особые конструкции приспособлений, воспринимающих эти давления. Расчетным и опытным путем была найдена такая конструкция трубки скоростного напора, у которой полное давление воспринимается через центральное отверстие в лобовой поверхности, а статическое — через щель или ряд отверстий в боковой стенке трубки.

Наибольшее распространение как наиболее совершенные получили трубки скоростного напора с полусферическим и коническим (острым) наконечниками.

Трубки

На рисунке приведены конструкции трубок с нормализованными размерами. Трубки обычно изготавливаются с диаметром центрального отверстия 3, 5 и 8 мм, причем при измерении нельзя допускать, чтобы отверстие имело форму раструба или было эксцентрично трубки, а ее конец имел бы заусенцы или какие-либо повреждения.

Трубки скоростного напора с полусферическим наконечником менее чувствительны к неточности установки по направлению потока: наклон к направлению потока на угол 1 10 град. не вызывает дополнительных погрешностей.

В этом случае трубка скоростного напора устанавливается по оси трубопровода.

Второй способ может быть применен также для круглых трубопроводов при турбулентном потоке и симметричном поле скоростей. В этом случае трубка устанавливается на расстоянии от внутренней стенки трубопровода, где местная скорость приблизительно равна средней скорости.

Более точное и независимое от характера потока измерение средней скорости получается при следующем способе измерения. Все сечение потока разбивается на несколько участков, геометрически подобных сечению трубопровода; для каждого участка измеряется своя средняя скорость. Общая средняя скорость потока определяется как среднее арифметическое из этих скоростей.

Скорость потока, измеряемая трубкой, соответствует скорости только в данной точке потока (местной скорости). Для определения средней скорости потока можно пользоваться одним из трех приведенных ниже способов. Первый из них может быть применен для круглых трубопроводов.

Теперь, зная площадь поперечного сечения трубопровода F, по средней скорости можно определить расход.

Сложность измерения среднего скоростного напора, возможность засорения отверстия трубки при измерении засоренных сред, необходимость применения чувствительных дифманометров измерении расхода газов ограничивают область применения этого метода лабораторными измерениями и для .периодических испытаний.

Положительная сторона этого метода заключается в том, трубки скоростного напора не создают сколь-нибудь заметной потери напора.