Вихревые расходомеры с обтекаемым телом.

Тело, находящееся на пути потока, изменяет направление движения его струй и увеличивает их скорость за счет соответствующего уменьшения давления. За миделевым сечением

тела начинается обратный процесс уменьшения скорости и увеличения давления. Одновременно с этим на передней стороне тела создается повышенное, а на задней стороне – пониженное давление. Пограничный слой, обтекающий тело, пройдя его давления сечение, отрывается от тела и под влиянием пониженного давления за телом изменяет направление движения, образуя вихрь. Это происходит как в верхних, так и в нижних точках обте­каемого тела. Но так как развитие вихря с одной стороны препят­ствует такому же развитию с другой стороны, то образование вихрей с той и другой стороны происходит поочередно. При этом за обтекаемым телом образуется вихревая дорожка Кармана шириной а, имеющая постоянное отношение b/а, которое для обтекаемого цилиндра равно 0,281.

Частота срыва вихрей согласно критерию Струхаля f = v Sh/d, т. е. пропорциональна отношению v/d, a следовательно, при постоянном характерном размере d тела пропорциональна скорости о, а значит, и объемному расходуQ0 Зависимость между Q0 и f дается уравнением

Qo = (sd/Sh} f,

где s — площадь наименьшего поперечного сечения потока вокруг обтекаемого тела.

Чтобы обеспечить пропорциональность между Qo и f, число Струхаля Sh должно оставаться неизменным в возможно большей области значений числа Re. Для обтекаемого цилиндра число Sh остается постоянным в области lO3—lO4 < Ro <2-105. Поэтому расходомер с цилиндрическим обтекаемым телом может иметь диапазон измерения Qmax/Qmin = 20. Но такой диапазон может иметь место в том случае, если при Qmin скорость v в трубе будет достаточна и обеспечит устойчивое вихреобразование (в частности, для воды v > 0,2 м/с). Исследование расходомера с цилиндриче­ским обтекаемым телом диаметром d показало, что наиболее предпочтительным является отношение d/D = 0,15—0,25. Преиму­щественное применение в вихревых расходомерах нашли призма­тические тела прямоугольной, треугольной или трапецеидальной (дельтообразной) форм. У последних основание обращено на­встречу потоку. Такие тела образуют сильные и регулярные вих­ревые колебания, хотя и создают несколько большую потерю дав­ления. Кроме того, они удобны для организации второй ступени преобразования частоты в выходной сигнал.

Технические данные расходомера-счетчика СВУ.

Измеряемая среда для счетчика – вода пресная (речная, озерная), подтоварная (поступающая с установок подготовки нефти), пластовая (минерализованная), их смеси, другие невзрывоопасные жидкости, неагрессивные по отношению к сталям марок 12Х18Н10Т, 30Х13.

Параметры измеряемой среды:

1. Концентрация нефтепродуктов не менее 1 г/л,

2. Концентрация солей не более 20 г/л,

3. Концентрация твердых частиц не более 1 г/л,

4. Максимальный размер твердых частиц не более 3 г/л,

5. Рабочее давление от 0,6 до20 МПа,

6. Рабочая температура от 4 до 800С,

7. Диаметр присоединяемого трубопровода:

· ДРС-25, ДРС-50, ДРС-200 100 мм,

· ДРС-25А 50 мм.

Основные параметры датчика ДРС.

Основная относительная погрешность датчиков ДРС не превышает нижеприведенных значений

|A|%

5

2,5 “безжидкостная” градуировка

“жидкостная” градуировка с коррекцией по среднему

1,5

1,2

1

“жидкостная” градуировка с индивидуальной

коррекцией при выпуск товара

0

Qmin Qmin 0,2Qmax Qmax Qmax Q

Основная относительная погрешность БПИ по каждому из каналов масштабирования не более 0,1% при объеме протекающей жидкости не менее 100 м3.

На основные метрологические характеристики счётчика и на его работоспособность оказывают влияние следующие факторы:

· Наличие в измеряемой среде примесей, а также изменение давления.

· Изменение температуры окружающего воздуха в пределах от –40 до 500С (кроме цифрового отсчетного устройства, для которого установлены пределы от –10 до 400С).

· Изменение влажности окружающего воздуха до 95% при температуре до 350С.

· Изменение напряжения питания переменного тока блока БПИ от 187,0 до 242 В и от 213 до 275 В.

· Изменение напряжения питания постоянного тока датчика ДРС от 20,4 до 26,4 В.

· Изменение частоты напряжения питания блока БПИ от 48 до 52 Гц.

· Наличие внешнего магнитного поля частотой 50 Гц и напряженностью до 400 А/м.

· Вибрация блока БПИ с частотой от 5 до 25 Гц и амплитудой до 0,1 мм.

· Вибрации датчика ДРС с частотой от 5 до 57 Гц и амплитудой до 0,15 мм, а также с частотой от 57 до 80 Гц и ускорением до 19,2 м/с2.

· Изменение рабочего положения датчика ДРС с вертикального на горизонтальное и наоборот.

· Изменение длины линии связи между датчиком ДРС и блоком БПИ до 250 м.

· Изменение длины прямолинейного участка трубопровода до минимального значения, равного 500 мм, на входе датчика ДРС и 300 мм на его входе.

Изменение относительной погрешности ДРС, вызванное отклонением температуры измеряемой среды на каждые 100С от (20 + 5)0С:

· Для интервала температур от 4 до 200С не более 0,8%

· Для интервала температур от 20 до 600С не более 0,3%.

Потеря гидравлического напора на ДРС при наибольшем эксплуатационном расходе – не боле 0,1 МПа.