Для чего нужна диафрагма на трубопроводе

Диафрагмы

Диафрагмы (рис.6) могут быть двух исполнений — дисковые (рис. 6, а) (бескамерные) и камерные (рис. 6,6). Камерные диафрагмы применяют для трубопроводов диаметром 50—500 мм. Дисковые диафрагмы применяют для трубопроводов диаметром 300— 3000 мм. Это объясняется сложностью и неэкономичностью изготовления камер большого размера. В диапазоне от 300 до 500 мм возможно применение обоих типов. Учитывая существующую разницу в стоимости этих диафрагм, при необходимости высокой точности измерения применяют камерные диафрагмы. Дисковые и камерные диафрагмы устанавливают во фланцах.

Дисковая диафрагма бескамерная (см. рис. 6, а) представляет собой диск толщиной 4—8 мм. Отборы давления у дисковых диафрагм введены непосредственно в трубопровод. Поскольку скорости в потоке среды распределяются по сечению трубопровода неравномерно, отборы давления у дисковых диафрагм регистрируют скорость, характерную для данного места отбора. Это и обусловливает недостаточную точность измерений.

Рис. 6. Диафрагмы:
а — дисковая; б — камерная исполнения I; в — камерная исполнения II; г — дисковая с кольцевыми трубными камерами; 1 — диск; 2, 3 — отборы давления; 4 — трубопровод; 5 — щелевая усреднительная прорезь; 6 — кольцевые камеры; 7 — выводы отборов давления; 8 — фланцы; 9 — шпилька: 10, 11 — кольцевые трубные камеры; 12, 13 — отборы давления

Камерными диафрагмы называют из-за наличия у них двух кольцевых камер, которые усредняют значения измеряемых давлений, обеспечивая большую точность.

Промышленностью выпускаются камерные диафрагмы с выводами из коротких трубок длиной до 150 мм, которые служат для соединения диафрагмы с импульсными линиями. Выводы диафрагм для соединений имеют несколько исполнений, учитывающих: положение трубопровода в месте установки диафрагмы, направление потока измеряемой среды, необходимость использования вспомогательных устройств — сосудов. Поверхности соприкосновения камерных диафрагм с фланцами, как правило, выполняют с «впадиной» — широко распространенной конструкцией фланцевого соединения (см. рис. 6,6). Такое конструктивное исполнение камер диафрагм кодируют римской цифрой I. В соответствии с ГОСТ 26969—86 допускается по заказу потребителя изготовлять диафрагмы исполнения II (см. рис. 6, в). В этом случае поверхности соприкосновения камерных диафрагм с фланцами имеют «выступ». Соответственно, у фланца, соприкасающегося с камерой диафрагмы, должно быть обратное последней исполнение — «впадина», чтобы всегда соблюдался взаимный принцип: «впадина — выступ», либо «выступ — впадина». Одним из методов повышения точности измерения расхода дисковой диафрагмой является создание трубчатых кольцевых камер, играющих ту же роль, что и камеры у камерных диафрагм. Для больших трубопроводов (Dy=500 мм) трудно выполнить камеры, а создать трубчатые кольцевые камеры относительно несложно (рис. 6, г). Конфигурация и расположение выводов на диафрагмах учитываются при размещении трубопровода на объекте. Положение трубопровода на объекте может быть вертикальным либо горизонтальным, трубопровод может находиться рядом или в отдалении от конструкций здания (стена, колонна и т. д.) и технологических аппаратов. Если рядом с диафрагмой нет конструкций, ограничивающих подход импульсных труб, то применяют вариант, показанный на рис. 7, 6. Другой вариант (рис. 7, в) применяют при расположении здания слева от трубопровода. На рис. 7, г, д изображены варианты соединений выводов с камерами диафрагм для вертикальных трубопроводов.

Направление потока измеряемой среды определяет положение плюсовой камеры диафрагмы. При направлении потока сверху вниз (см. рис. 7, г) плюсовая камера «+» диафрагмы находится над минусовой «—». Труба вывода из плюсовой камеры изогнута таким образом, чтобы импульсные линии, подводимые к обоим выводам, располагались на одной горизонтальной оси. Когда поток направлен снизу вверх, плюсовая камера находится под минусовой (см. рис. 7, д). В этом случае изогнута минусовая труба вывода камеры. Изображенные на рис. 7 соединения рассчитаны на определенные агрегатные состояния измеряемой среды при температуре до 100 °С. Так, соединения 2 и 3 предназначены для измерения расхода жидкости и газа, а соединения 4 и 5 — только жидкости.

Источник

Для чего нужна диафрагма на трубопроводе

ГОСТ 8.586.2-2005
(ИСО 5167-2:2003)

Государственная система обеспечения единства измерений

ИЗМЕРЕНИЕ РАСХОДА И КОЛИЧЕСТВА ЖИДКОСТЕЙ И ГАЗОВ
С ПОМОЩЬЮ СТАНДАРТНЫХ СУЖАЮЩИХ УСТРОЙСТВ

Диафрагмы.
Технические требования

State system for ensuring the iniformity of measurements. Measurement
of liquids and gases flow rate and quantity by means of orifice instruments.
Part 2. Orifice plates. Technical requirements

Дата введения 2007-01-01

Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0-92 «Межгосударственная система стандартизации. Основные положения» и ГОСТ 1.2-97 «Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Порядок разработки, принятия, применения, обновления и отмены»

Сведения о стандарте

1 ПОДГОТОВЛЕН Обществом с ограниченной ответственностью «Отраслевой метрологический центр Газметрология» (ООО «ОМЦ Газметрология»), Федеральным государственным унитарным предприятием «Всероссийский научно-исследовательский институт расходометрии» (ФГУП «ВНИИР»), государственным предприятием «Всеукраинский государственный научно-производственный центр стандартизации, метрологии, сертификации и защиты прав потребителей» Госпотребстандарта Украины (Укрметртестстандарт), Национальным университетом «Львовская политехника»

2 ВНЕСЕН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии Российской Федерации

3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол N 28 от 9 декабря 2005 г.)

За принятие проголосовали:

Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97

Сокращенное наименование национального органа по стандартизации

Министерство торговли и экономического развития Республики Армения

Госстандарт Республики Беларусь

Госстандарт Республики Казахстан

Национальный институт стандартов и метрологии Кыргызской Республики

Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии

Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного международного стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ 1.5-2001 (подраздел 3.6)

5 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 31 октября 2006 г. N 237-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 8.586.2-2005 (ИСО 5167-2:2003) «Государственная система обеспечения единства измерений. Измерение расхода и количества жидкостей и газов с помощью стандартных сужающих устройств. Часть 2. Диафрагмы. Технические требования» введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 января 2007 г.

Информация о введении в действие (прекращении действия) настоящего стандарта публикуется в указателе «Национальные стандарты».

ВНЕСЕНА поправка, опубликованная в ИУС N 6, 2007 год

Поправка внесена изготовителем базы данных

— Часть 1. Принцип метода измерений и общие требования;

— Часть 2. Диафрагмы. Технические требования;

— Часть 3. Сопла и сопла Вентури. Технические требования;

— Часть 4. Трубы Вентури. Технические требования;

— Часть 5. Методика выполнения измерений.

Комплекс стандартов распространяют на измерение расхода и количества жидкостей и газов методом переменного перепада давления при применении следующих типов сужающих устройств: диафрагмы, сопла ИСА 1932, эллипсного сопла*, сопла Вентури и трубы Вентури.

* В международном стандарте [3] эллипсные сопла названы соплами большого радиуса.

Комплекс стандартов устанавливает требования к геометрическим размерам и условиям применения сужающих устройств, используемых в трубопроводах круглого сечения, полностью заполненных однофазной (жидкой или газообразной) средой, скорость течения которой меньше скорости звука в этой среде.

Части 1-4 являются модифицированными по отношению к международным стандартам [1]-[4].

В первой части представлены термины и определения, условные обозначения, принцип метода измерений, установлены общие требования к условиям измерений при применении всех типов сужающих устройств.

В пятой части представлена методика выполнения измерений с помощью указанных выше типов сужающих устройств.

В отличие от международного стандарта [2] в настоящий стандарт введены:

— поправочные коэффициенты, учитывающие шероховатость внутренней поверхности измерительного трубопровода и притупление входной кромки диафрагмы;

— дополнительные требования к определению необходимой длины прямолинейных участков измерительных трубопроводов для широкого ряда местных сопротивлений;

— дополнительное приложение А «Классификация видов местных сопротивлений».

Использование в настоящем стандарте поправочных коэффициентов, учитывающих шероховатость внутренней поверхности измерительного трубопровода и притупление входной кромки диафрагмы, позволяет, в отличие от международного стандарта, существенно расширить область применения диафрагм.

Расширение списка видов местных сопротивлений и включение в настоящий стандарт приложения А позволяет расширить возможности монтажа диафрагм и исключить ошибки при определении необходимой длины прямолинейных участков измерительных трубопроводов.

Введенные дополнительные требования выделены в настоящем стандарте путем заключения в рамки из тонких линий.

Наименования видов местных сопротивлений, дополнительно включенных в настоящий стандарт, выделены курсивом.

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает требования к геометрическим характеристикам и условиям применения диафрагм, устанавливаемых в трубопроводах круглого сечения для определения расхода и количества жидкостей и газов.

Стандарт распространяется на диафрагмы с угловым, фланцевым и трехрадиусным способами отбора давления. Требования настоящего стандарта применяют совместно с требованиями ГОСТ 8.586.1.

Стандарт не распространяется на диафрагмы, установленные в трубопроводах внутренним диаметром менее 0,05 м или более 1 м, и при значениях числа Рейнольдса менее 5000.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие межгосударственные стандарты:

3 Термины, определения, обозначения и сокращения

В настоящем стандарте применены термины, определения, обозначения и сокращения в соответствии с ГОСТ 8.586.1.

4 Принципы метода измерения и расчета

4.1 Принцип метода измерения

4.1.1 Метод измерения расхода среды, протекающей в ИТ, основан на создании с помощью диафрагмы местного сужения потока, часть потенциальной энергии которого переходит в кинетическую энергию. Средняя скорость потока в месте его сужения повышается, а статическое давление становится менее статического давления до диафрагмы. Разность давления (перепад давления) тем больше, чем больше расход среды, и, следовательно, она может служить мерой расхода.

4.1.2 Массовый расход в общем случае рассчитывают по формуле

. (4.1)

Вывод формулы (4.1) приведен в ГОСТ 8.586.1 (приложение А).

4.1.3 Связь массового расхода, объемного расхода при рабочих условиях и объемного расхода, приведенного к стандартным условиям, устанавливает формула

. (4.2)

4.2 Расчет расхода среды

Массовый расход рассчитывают по формуле (4.1) после определения параметров, которые либо измеряют непосредственно, либо вычисляют по результатам измерений других параметров.

Формулы для определения объемного расхода среды при рабочих условиях измерений и объемного расхода, приведенного к стандартным условиям, приведены в ГОСТ 8.586.5 (раздел 5).

Источник

Дроссельная шайба: конструкция устройства, расчёты и наладка

Отправим материал на почту

Дроссельная шайба – регулировочное устройство, предназначенное для обеспечения стабильного гидравлического режима в системах отопления жилых домов и промышленных предприятий.

Для чего нужна дроссельная шайба на отопление

Без применения дроссельных шайб теплофикация большого количества объектов становится невозможной. Стандартные диаметры выпускаемых промышленностью водонапорных труб не позволяют обеспечить правильные гидравлические режимы в магистральной сети теплоснабжения. Наиболее близкие к источнику теплоты здания буду потреблять слишком много тепловой энергии, тогда как наиболее удаленные предприятия её недополучат.

Во избежание этого теплоснабжающие организации предписывают установку дроссельных шайб, ограничивающих расход теплоносителя в соответствии с размером объекта и его тепловой мощностью. Тем самым одновременно достигается несколько целей:

Кроме этого, владельцы объектов могут устанавливать повторные дроссельные шайбы, регулируя расход теплоносителя внутри предприятия.

Конструкция устройства

Дроссельная шайба представляет из себя металлический диск с отверстием в центре. Диаметр этого отверстия рассчитывается с точностью до 0.1 мм по специальным формулам, либо посредством программного обеспечения, выполняющего моделирование работы системы отопления.

Шайба находится в условиях значительного давления и высоких температур, поэтому изготавливается из высококачественной стали толщиной не менее 3 мм.

При изготовлении нерегулируемой дроссельной диафрагмы отверстие должно располагаться точно в её центре. Его размер, как правило, составляет от 3 до 10 мм. Во избежание возникновения громкого свиста, вызванного движением воды через узкое отверстие, с него снимается фаска с обеих сторон.

Регулируемая дроссельная шайба имеет более сложную форму. Сквозь уплотнительные кольца выводится регулировочный шток. Вращая его, изменяется суммарная площадь отверстия, благодаря чему меняется гидравлический режим.

Вне зависимости от устройства, шайбы снабжаются «ушками» для установки пломбы, предотвращающей её несанкционированную замену.

Место установки дроссельной шайбы

В подавляющем большинстве случаев дроссельная шайба устанавливается на втором по ходу движения теплоносителя фланце вводной задвижки подающего трубопровода. Подобная процедура актируется и фиксируется должностными лицами теплоснабжающей организации и владельца объекта.

В случае необходимости могут устанавливаться повторные шайбы в целях регулировки гидравлических режимов внутри объекта. При этом вводная дроссельная диафрагма будет строго ограничивать расход теплоносителя вне зависимости от количества шайб, установленных после неё.

В некоторых случаях для защиты радиаторов отопления от избыточного давления, шайбы устанавливаются и на подающем, и на обратном трубопроводе данного участка системы отопления.

Как правило, все шайбы устанавливаются в помещении индивидуального теплового пункта. При наличии элеватора шайба не устанавливается, так как сопло смесительного узла выполняет те же функции – ограничение расхода теплоносителя.

Расчет диаметра отверстия дроссельной шайбы

Расчет диаметра регулировочного отверстия – важная и кропотливая работа. Расчет выполняется в соответствии со сводом правил СП 41.101/95, посвященным процессу проектирования тепловых пунктов.

Формульный метод

Наиболее простая и точная формула описана в СП 41.101/95 и выглядит так:

где G — расчетный расход воды в трубопроводе, т/ч;

ΔH — напор, гасимый дроссельной диафрагмой, м.

Информация о расчетном расходе воды должна содержаться в договоре теплоснабжения. Цифру дросселируемого напора можно определить как экспериментально, так и взять из проекта, при его наличии. Как правило, он составляет 0,6-2 м. вод. ст.

Вне зависимости от поставленной задачи необходимо учитывать несколько обязательных требований:

Программный метод

При применении программного метода возможно получить более точный расчет диаметра дросселирующего отверстия.

Известно, что система отопления состоит не только из трубопроводов, но и из множества других элементов:

Формульный метод не учитывает этих особенностей, ведь каждый из элементов имеет собственное гидравлическое сопротивление. В программном обеспечении каждый элемент учитывается в виде коэффициента местного сопротивления (КМС).

Между гидравлическим сопротивлением, значением КМС и диаметром дроссельной шайбы есть зависимость. Программа проверяет вводимые данные на соотношение размера отверстия с гасимым напором и выдает вердикт о необходимости увеличения или уменьшения его диаметра.

Видео описание

Расчет дроссельных шайб и диафрагм.