Scopul lucrării: Studiul dispozitivelor de măsurare a debitului de gaz, metode de măsurare a debitului, conceptul clasei de precizie a dispozitivului, compararea citirilor dispozitivelor de diferite tipuri.

Baza teoretica.

Cheltuiala este cantitate fizica, determinată de cantitatea de lichid sau gaz care trece printr-o țeavă sau canal pe unitatea de timp. Distingeți debitul volumic Q, când cantitatea de substanță este măsurată în unități de volum, și masa M 9 când este măsurată în unități de masă.

1. Rotametru.

1.1. Dispozitivul rotametrului este prezentat în Figura 12.1. În țevile de ramificație 1 și 8, legate între ele prin tije șuruburi 5, cu ajutorul piulițelor cu cap 6 și a garniturilor de etanșare, este întărită un tub conic de sticlă 5, pe care se aplică direct scara. Lungimea tubului este de obicei în intervalul de la 70 la 600 mm, iar diametrul este de la 1,5 la 100 mm. Pentru a limita cursa plutitorului 4 sunt opririle superioare 2 și inferioare.

Limitele de aplicare ale rotametrelor conventionale cu tub de sticla presiune 0,5-0,6 MPa, temperatura 100-150°C.

Avantajele rotametrelor: simplitatea dispozitivului și a funcționării; vizibilitatea indicațiilor; fiabilitatea în muncă; ușurință în utilizare pentru măsurarea debitelor scăzute ale diferitelor lichide și gaze (în special, agresive), precum și medii non-newtoniene; domeniu de măsurare semnificativ și scară destul de uniformă.

Dezavantaje: fragilitate și inadecvare pentru măsurarea fluxului de substanțe cu presiune semnificativă; conectarea dispozitivului cu locul de măsurare; indicând doar natura dispozitivului (lipsa înregistrării și transmiterea de la distanță a citirilor); nepotrivit pentru măsurarea debitelor mari.

1.2. Flotoare și tuburi de rotametre.

Elementele principale ale rotametrului - un tub conic și un flotor - formează partea sa de curgere. Forma plutitorului poate fi foarte diversă. Forma sa clasică este prezentată în Figura 12.2, a. Plutitorul are o parte inferioară conică (uneori cu un nas ușor rotunjit), o parte mediană cilindrică și un vârf de disc. Un dezavantaj semnificativ al formei considerate a flotorului este dependența puternică a caracteristicii de calibrare de vâscozitatea substanței măsurate. Pentru a reduce această dependență, este util să reduceți înălțimea părții superioare a discului a flotorului și a diametrului părții sale cilindrice, astfel încât să nu fie mai mare de 0,6-0,7 din diametrul discului superior (Figura 12.2, b) . Într-o măsură mai mică, influența vâscozității afectează forma bobinei a plutitorului, prezentată în Figura 12.2, c, care este acum principala aplicație. Efectul vâscozității este eliminat și mai puternic cu flotoarele în formă de disc și placă, când frecarea principală a fluxului are loc pe o suprafață laterală foarte mică a discului. Dar greutatea unor astfel de flotoare este foarte mică și este necesar fie să se mărească lungimea corpului cilindric al flotorului pe una sau ambele părți ale discului, fie să atârne o sarcină suplimentară pe tijă. În plus, astfel de flotoare sunt instabile și, pentru a evita deformarea și frecarea față de peretele tubului, trebuie prevăzute cu ghidaje. Acestea din urmă pot fi de trei tipuri: ghidaje asociate cu plutitorul și

deplasarea cu ea (Figura 12.2, d); tije centrale fixe care trec prin orificiile axiale ale flotoarelor (Figura 12.2, e); inele de ghidare (două sau unul), fixate de obicei în partea superioară sau inferioară a flotoarelor (Figura 12.2, f, g). Dar pentru astfel de inele este necesară utilizarea tuburilor conice cu nervuri de ghidare sau margini. Dar au două avantaje suplimentare: furnizarea de turbulență a curgerii, care ajută la reducerea efectului vâscozității și capacitatea de a măsura fluxul de lichide opace (datorită spațiului mic dintre nervurile de ghidare și inele).

Flotatoarele sunt realizate din diverse materiale: otel inoxidabil, titan, aliaje de aluminiu, fluoroplast-4 si diverse materiale plastice (in functie de domeniul de masurare si de agresivitatea substantei masurate). Dacă este necesar, pentru a reduce masa plutitorului, acesta este scobit.

Rețineți că raportul dintre densitatea materialului plutitorului ρk iar substanța măsurată p depinde de eroarea care apare atunci când densitatea se modifică, care este cauzată de o schimbare a temperaturii sau presiunii

Substanțe. Cea mai mică eroare va fi la.

În acest caz, la schimbare ρ cu ±10% suplimentar

eroarea va fi de numai ±0,4%. Un astfel de raport nu este greu de asigurat atunci când se măsoară debitul unui lichid.

Al doilea element principal al rotametrului este un tub conic de măsurare (cu o conicitate de 0,001-0,01). Este fabricat din sticla borosilicata rezistenta chimic sau termorezistenta. Sensibilitatea instrumentului crește odată cu scăderea unghiului de conicitate al tubului.

1.3. Ecuația de echilibru flotant.

În rotametru se pot distinge trei secțiuni (Figura 12.3): secțiunea în care începe să afecteze efectul perturbator al plutitorului asupra debitului; secțiune de curgere inelară îngustă, unde există o viteză maximă; secţiunea în care se termină efectul perturbator al plutitorului asupra curgerii.

Internă: SG-16M, SG-75M, TRSG, DROT;

Importat: LG-K-Ex, TZ / FLUXI, TRZ, SM - RI - X.

Contoare rotative de gaz:

Produs în Rusia sub licență: RVG, ROOTS,

Importat: RG-40, RG-100, RG-250, RG-400, RG-650, RG-1000, RL-2.5, RL-4.0, RL-6.0, RL-20, G - 2.5 RL, G -4 RL, G -6 RL, G -10 RL, DELTA, GMS, IMB (toate trei ultimele la rând: G -10, G -16, G -25, G -40, G - 65, G -100, G -160, G 250), unele tipuri au G -400; G-650 și G-1000

Debitmetre-contoare vortex:

Internă: VRSG-1. SVG.M, VIR-100;

Importat: VORFLO , PhD TM , V-Bar TM

Debitmetre de gaz cu ultrasunete:

Internă: Oboe-1, GAZ-001, Dnepr-7, UBSG-001, UBSG-002.

Importat: Q - sonik, DANIEL, („Kurs-01” G -16-1000)

Contoare de gaz cu membrană:

Internă: SGB G -2,5 ... 4 ... 6, G 4 L, SGK-1,6; 2,5; 4,0;

Produs în Rusia sub licență: NPM G -1.6; 2,5; 4,0; VK-G -1,6; 2,5; 4,0;

Importat: SHD-1.6 SHD-2.5 (în loc de SGM-1.6; 2.5); SGMN-1 G -6; NP -1,6…2,5…4, MKM G -6; G-2,5, G-4, KG-4, VK-G -1,6, 2,5, 4,0, 6,0, 10,0, 16,0, 25,0, 40,0, SN G -1,6, 2,5, 4,0, 6,0, „Magnol”; SN G -10..100; „Metrix” G -10, „Gallus -2000” G -1,6, G -2,5, G -4,

Debitmetre cu jet-contoare de gaz

Internă: SG-1, SG-2;

Contoare de gaz cu impuls de levitare

Internă: LIS-1.

Contoare de gaz tambur:

Internă: GSB-400, RG-7000

Importat: Ritter TG -01, TG -05, TG -1, TG -3, TG -5, TG -10, TG -20, TG -25, TG -50

Debitmetre cu presiune diferențială constantă (rotametre):

Internă: RMA-01, RM-02, 04, 06, RMF-02, 04, 06, DPS

Importat: VA -20, VA -30, SA -20, FA -20, DK -46, 47, 48, K -20, VA -10/1, VA -10/ S , H -250/ PTFE , H - 250/ M 9, H-54, DK-32, DK-34, DK-370;

10A1197/98, 10A6100, 10A5400, 10A3220/50.

Debitmetre cu presiune diferențială variabilă (dispozitive de restricție):

Internă: Superflow, Hyperflow, 3095 MV

Importat:

Principiile de funcționare ale debitmetrelor sunt următoarele:

Contoare de gaz cu turbină.

Ele sunt realizate sub forma unei țevi în care se află o turbină cu șurub, de regulă, cu o ușoară suprapunere a palelor una față de alta. În partea de curgere a carcasei există carene care acoperă o mare parte a secțiunii conductei, ceea ce asigură o aliniere suplimentară a diagramei vitezei de curgere și o creștere a vitezei de curgere a gazului. În plus, se formează un regim de curgere a gazului turbulent, datorită căruia asigură liniaritatea caracteristicilor contorului de gaz într-un interval mare. Înălțimea rotorului nu depășește de obicei 25-30% din rază. La intrarea în tejghea, într-o serie de modele, este prevăzut un dispozitiv de îndreptat suplimentar, realizat fie sub formă de lame drepte, fie sub forma unui disc „gros” cu găuri de diferite diametre. Instalarea unei rețele la intrarea unui contor cu turbină, de regulă, nu este utilizată, deoarece înfundarea acesteia reduce aria secțiunii de curgere a conductei, respectiv, crește debitul, ceea ce duce la o creștere a citirilor contorului. . Conversia vitezei de rotație în rotoare în valori volumetrice ale cantității de gaz trecute se realizează prin transferarea rotației rotorului printr-un cuplaj magnetic la un mecanism de numărare, în care, prin selectarea perechilor de angrenaje (în timpul calibrare), conexiune liniarăîntre viteza de rotaţie a turbinei şi cantitatea de gaz trecută. O alta metoda de obtinere a rezultatului cantitatii de gaz trecuta, in functie de viteza de rotatie a turbinei, este folosirea unui traductor cu inductie magnetica pentru a indica viteza. Paletele turbinei, când trec în apropierea convertorului, excită un semnal electric în ea, astfel încât viteza de rotație a turbinei și frecvența semnalului de la convertor sunt proporționale. Cu această metodă, conversia semnalului este efectuată în unitatea electronică, precum și calculul volumului gazului trecut. Pentru a asigura protectia la explozie a contorului, alimentarea cu energie electrica trebuie realizata cu protectie la explozie. Cu toate acestea, utilizarea unei unități electronice simplifică problema extinderii domeniului de măsurare al contorului (pentru un contor cu mecanism de numărare mecanic 1:20 sau 1:30), deoarece neliniaritatea caracteristicii contorului, care se manifestă la debite scăzute, se elimină cu ușurință prin utilizarea unei aproximări liniare pe bucăți a caracteristicii (până la 1:50), ceea ce nu se poate face într-un contor cu cap de numărare mecanic. Pentru măsurarea debitului, contoarele de gaz cu turbină SG-16M și SG-75M au un dispozitiv antiexplozie ieșire de impuls(gerkon) „contacte uscate ale releului” cu o frecvență de 1 imp./1kub.m. și ieșire de impuls fără explozie (optocupler) cu o frecvență de impuls de 560 imp/m3.

Contor rotativ de gaz.

Principiul de funcționare al contorului este de a rula două rotoare cu o formă special profilată (asemănătoare cu numărul „opt”) una peste alta, sub influența unui flux de gaz. Sincronismul funcționării rotoarelor este asigurat de roți dințate speciale conectate la rotorul corespunzător și între ele. Pentru a asigura acuratețea măsurării, profilul rotoarelor și suprafața interioară a corpului contorului trebuie realizate cu o precizie ridicată, care se realizează prin utilizarea unor metode tehnologice speciale pentru prelucrarea acestor suprafețe. Este necesar să evidențiem câteva avantaje ale acestor tipuri de contoare față de cele cu turbină. Gamă mare de debite măsurate (până la 1:160) și eroare redusă la măsurarea debitelor variabile. A doua proprietate le face indispensabile pentru măsurarea debitului de gaz al cazanelor consumatoare „de acoperiș” care funcționează în regim de impulsuri. Orice direcție a gazului prin contor, Nicio cerință pentru secțiuni drepte înainte și după contor. Contoarele rotative RVG (precum „DELTA” și „ROOTS”) pot fi echipate, cu excepția senzorului standard de joasă frecvență (comutator reed) cu o frecvență de răspuns de 10 imp/m3, frecvență medie E-300 cu răspuns frecvență de până la 200 imp/m3. și frecvență înaltă până la 14025 imp./m3.

Debitmetre vortex.

Principiul de funcționare se bazează pe efectul apariției unor vârtejuri periodice atunci când un flux de gaz curge în jurul unui corp de bluff. Frecvența de scurgere este proporțională cu viteza curgerii și, prin urmare, cu debitul volumic. Vortexurile pot fi indicate de un anemometru cu fir fierbinte (VRSG-1) sau cu ultrasunete (VIR-100, SVG.M). Conform domeniului de măsurare, contoarele ocupă o valoare intermediară între turbină și rotativă până la 1:50. Datorită faptului că nu există piese mobile în acest tip de contoare, nu este nevoie de un sistem de lubrifiere necesar pentru contoarele cu turbină și rotative. Devine posibilă utilizarea acestui tip de contoare pentru a măsura cantitatea de oxigen, ceea ce este absolut imposibil de măsurat cu turbine și contoare rotative din cauza arderii uleiului într-un mediu cu oxigen. De asemenea, limita superioară de măsurare a debitului pentru acest tip de dispozitiv este mai mare decât la cele cu turbină, de exemplu, pentru DN = 200 mm. contoarele cu turbină sunt utilizate până la 2500 m 3 / oră, iar VRSG-1 până la 5000 m 3 / oră.

Debitmetre cu ultrasunete de gaz.

Principiul de funcționare este de a direcționa fasciculul cu ultrasunete în direcția fluxului și împotriva fluxului și de a determina diferența în timpul de călătorie a acestor două fascicule. Diferența de timp este proporțională cu debitul de gaz. Până în 2002, debitmetrele cu ultrasunete pentru gaz nu au fost produse în Rusia. În prezent, debitmetrele cu ultrasunete „Oboe-1” sunt produse pentru debite de 10, 16, 25, 40, 65, 100 m 3 / h, pentru conducte de la 25 la 80 mm., pentru presiuni absolute de până la 2 kgf / cm 2 , UBSG- 001 pentru debite de la 0,1 la 16 m 3 / h, UBSG-002 pentru debite de la 0,16 la 25 m 3 / h Du = 1,1/4 2, (32 mm) și "GAZ-001" pentru conducte de diametru mai mare (mai mult de 100 mm.) și pentru presiuni de până la 60 kgf / cm 2, dar producătorul nu a publicat o gamă completă de dimensiuni. Debitmetru-contor cu ultrasunete „Dnepr-7” cu senzori de suprafață emițători-receptori. Principiul de funcționare al debitmetrului-contor se bazează pe conversia diferenței de frecvență Doppler a reflexiilor ultrasunetelor din neomogenitățile fluxului în mișcare, care este dependentă liniar de viteza curgerii.

Contoare de gaz cu membrană.

Principiul de funcționare al contorului se bazează pe mișcarea pereților despărțitori (membranelor) mobile ale camerelor atunci când gazul intră în contor. Intrarea și ieșirea gazului, al cărui debit urmează să fie măsurat, determină o mișcare variabilă a membranelor și, printr-un sistem de pârghii și un reductor, acţionează mecanismul de numărare. Contoarele cu membrană se disting printr-un interval mare de măsurare de până la 1:100, dar sunt proiectate să funcționeze la presiune scăzută a gazului, de obicei nu mai mult de 0,5 kgf / cm 2. Contoarele cu membrană sunt concepute în principal pentru a măsura fluxul de gaz în case și cabane. Dacă contoarele de gaz cu turbină și rotative sunt însoțite de zgomot asociat cu rotația elementelor în mișcare, atunci contoarele cu membrană funcționează silențios. Nu necesită lubrifiere în timpul funcționării, în timp ce contoarele cu turbină trebuie lubrifiate trimestrial. Cu toate acestea, la debite mari de peste 25 m 3 / h, dimensiunile contoarelor devin destul de mari.

Contoare de gaz cu jet.

Contor de gaz cu levitare.

Contoare de gaz tambur.

Principiul de funcționare este că, sub influența unei căderi de presiune a gazului, se rotește un tambur, împărțit în mai multe camere, al căror volum de măsurare este limitat de nivelul lichidului de barieră. Pe măsură ce tamburul se rotește, diferite camere sunt periodic umplute și golite cu gaz. Tobe produse anterior contoare de gaz GSB-160 la limitele de măsurare de 0,08-0,24 m 3 / h. GSB-400 până la limitele de 0,2-6 m 3 / h. - nu este disponibil momentan. Eroare de măsurare de bază 1,0%. Contoarele de tambur Ritter importate în Rusia nu sunt certificate pentru toate dimensiunile standard fabricate de companie, de regulă, acestea sunt folosite ca mijloace exemplare. Eroarea principală de măsurare este de 0,2%. Domenii de măsurare pentru toate cele șapte dimensiuni standard de la 1 l/h până la 18000 l/h.

Debitmetre cu presiune diferențială constantă (rotametre)

Principiul de funcționare al debitmetrelor de acest tip se bazează pe faptul că plutitorul care plutește (suspendat) în flux își schimbă poziția verticală în funcție de debitul de gaz. Pentru a asigura liniaritatea unei astfel de mișcări, zona de curgere a senzorului de debit este modificată astfel încât căderea de presiune să rămână constantă. Acest lucru se realizează prin faptul că tubul în care se mișcă plutitorul este conic cu dilatarea conului în sus (rotametre de tip RM) sau tubul este realizat cu o fantă și pistonul (topit), ridicându-se, se deschide. o zonă de curgere mai mare pentru flux (DPS-7.5, DPS-10). Rotametrele sunt produse în principal în scopuri tehnologice, de regulă, au o eroare de bază mare de 2,5-4%, un interval mic de măsurare de la 1:5 la 1:10. Sunt produse rotametre cu geamuri conice (RM, RMF, RSB), pneumatice (RP, RPF, RPO) și electrice (RE, REV) cu ieșire inductivă.

Contoare variabile de cădere de presiune (bazate pe dispozitive de îngustare).

Hyperflow-3MP

Utilizarea dispozitivelor de îngustare pentru măsurarea debitului și cantității de gaz a fost cea mai utilizată până de curând. Cu toate acestea, un interval mic de măsurare a debitului (1:3) cu o eroare de ±1,5% acceptabilă pentru măsurarea gazului comercial, precum și dezvoltarea contoarelor de gaz cu turbine și rotative, au slăbit oarecum poziția debitmetrelor bazate pe dispozitive de îngustare. În ultimul deceniu, datorită dezvoltării de noi senzori de presiune cu game mari de măsurare și dezvoltării tehnologiei cu microprocesoare, au apărut și sunt implementate cu succes mai multe complexe bazate pe dispozitive de îngustare, precum Hyperflow-3MP, Superflow-2, debitmetru de masă. model 3095 MV. Pentru conducte cu diametru mare, mai mult de 300-400 mm. această metodă de măsurare este destul de competitivă.

Superflow -2

În toate debitmetrele de mai sus, se măsoară presiunea și temperatura gazului, scăderea de presiune pe dispozitivul de îngustare (de obicei standardizat: diafragme, duze, conducte Venturi, dar se folosesc și instrumente de măsurare non-standard) și debitele volumice și masice ale gaz şi cantitatea de gaz trecută de la condiţiile reduse la normal. În prezența alimentarea principala debitmetrul poate avea semnal de curent, cu alimentare autonoma, semnalul este transmis prin interfata RS-232 sau RS-485.

De regulă, sunt produse contoare de gaz, adică. dispozitive care măsoară cantitatea de gaz transmisă pe bază de angajamente. Costurile instantanee nu sunt afișate. Excepțiile sunt LG-k-Ex, TRSG, DROT, VSRG-1, SVG.M, GAZ-001, în care se măsoară debitul, iar cantitatea de gaz trecută este determinată de integrarea în timp.

Prin presiune:

Contoarele de gaz cu membrană sunt produse pentru suprapresiuni mici de până la 0,5 kgf / sq.cm.

Rotativ și turbină (SG-16M) până la 16 kgf/sq.cm. și SG-75M până la 75 kgf/sq.cm. Turbină LG-to-Ex până la 25 kgf/sq.cm. GAZ-001 până la 60 kgf/cm2, „Oboe-1” până la 2 kgf/cm2. WG până la 1 kgf/sq.cm.

Aplicabilitate pentru diferite gaze

Gaze cu o densitate mai mare de 0,67 kg/m3, inclusiv aer, azot și alte gaze necorozive.

Contoarele de oxigen cu turbină și rotative nu sunt aplicabile.

Dispozitivele cu ultrasunete, cu membrană și vortex nu au restricții fundamentale de funcționare în funcție de tipul de gaz, dar trebuie avut în vedere că, de regulă, utilizarea oxigenului și hidrogenului necesită certificare separată, pe care contoarele de obicei nu o au.

Toate contoarele sunt calibrate în aer.

Standurile metrologice de gaze pentru alte gaze pot fi create numai în întreprinderi specializate (închise). Nu există astfel de standuri în Rusia.

Diametrele conductei:

Membrană: 1/2 2, 3/4 2, 1 2, 1.1/4 2, 1.1/2 2, 2 2, 3 2, 4 2, 5 2.

Rotativ: RVG Du=50, 80, 100 mm.

Rotative ROOTS și DELTA: DN=40, 50, 80, 100, 150 mm.

Turbina: SG-16M Du=50, 80, 100, 150, 200 mm.

Turbina: LG-K-Ex Du=80, 100, 150, 200 mm.

Turbina: TZ / FLUXI, DN=50, 80, 100, 150, 200, 250, 300 mm.

Turbina: TRZ DN=50, 80, 100, 150, 200, 250, 300, 400, 500, 600 mm.

Vortex: VRSG-1 Du=50, 80, 100, 125, 150, 200 mm.

Vortex: SVG.M Du=50, 80, 100, 150, 200 mm.

Jet de cerneală: SG-1, SG-2 Du= 1/2 2 , 3/4 2 ,

Levitație: LIS-1 Du = 1/2 2

Rotametre RM - Du=3, 6, 15, 40 mm; RP - Du=15, 20, 40, 70, 100 mm;

RE - DN=6, 10, 15, 25, 40, 70, 100 mm.

Debitmetre cu presiune variabilă Orificii standard de la 50 mm, nestandard de la 12,5 mm, limite superioare nelimitate.

Contoare-gaz cu ultrasunete: Oboi - Du=25, 40, 65, 80 mm., UBSG - Du=1,1/4 2 . GAZ-001 - Du=100, 125, 150 până la 600 mm.

Introducere

Contabilitatea și controlul utilizării resurselor energetice reprezintă un stimulent puternic pentru salvarea acestora, iar cea mai importantă sarcină în acest domeniu este asigurarea acurateței rezultatelor măsurătorilor. Să analizăm metode existente măsurători ale volumelor de gaz și formulați criterii pentru a ajuta la selectarea dispozitivului optim pentru o anumită situație. Să luăm în considerare posibilitățile de utilizare a debitmetrelor dezvoltate pe baza acestor metode pentru contabilizarea comercială a gazului.

1. Gaze reduse la conditii standard

În prezent, principalul combustibil este gazul natural. Se consumă în miliarde de metri cubi. Pentru acest gaz trebuie să plătească atât cea mai mare termocentrală, care consumă mii de metri cubi pe oră, cât și proprietarul unei case particulare, care arde mai puțin de un metru cub pe zi. Prețul gazului este stabilit la o mie de metri cubi standard. Ce sunt metrii cubi standard? Solidele și lichidele își schimbă foarte puțin volumul odată cu creșterea presiunii. O modificare a temperaturii în cadrul stării sale de agregare, de asemenea, nu provoacă o modificare semnificativă a volumului nici în lichide, nici în lichide. solide. Situația este diferită în cazul gazelor. La o temperatură constantă, o creștere a presiunii cu o atmosferă duce la o scădere a volumului de gaz la jumătate, cu două - câte trei, cu trei - câte patru și așa mai departe. O creștere a temperaturii la o presiune constantă duce la o creștere a volumului de gaz, iar scăderea acestuia la o scădere. Din punct de vedere istoric, gazele naturale sunt vândute și facturate în metri cubi. Acest lucru se datorează faptului că contoarele volumetrice au apărut mai devreme. După cum știți, primele au fost contoare care foloseau principiul căderii variabile de presiune (dispozitive de constrângere). Contoarele de tip turbină ulterioare sunt și ele volumetrice. Mai precis, ele măsoară debitul, dar întrucât măsurarea se face într-o anumită secțiune, calculabilă, aceste metode pot fi considerate volumetrice. Astfel, marea majoritate a contoarelor (pot fi numite și camera, rotative, vortex, jet, ultrasonice etc.) măsoară volumul de gaz care curge prin conductă. Contoarele Coriolis, care măsoară direct masa gazului, au apărut relativ recent și, datorită costului lor, nu au găsit o aplicație largă. Aparent, până la epuizarea gazelor naturale, costurile acesteia vor fi măsurate cu contoare de deplasare pozitivă. Iarna, un volum mai mic de gaz curge prin conducta de gaz decât vara. Presiunea din conductele de gaz este menținută de stațiile de compresoare. Dacă la stația de comprimare funcționează două compresoare, atunci volumul de gaz din conductă va fi mai mic decât atunci când un singur compresor funcționează. Deși din punct de vedere al masei, acestea pot fi aceleași cantități ca iarna, vara sau cu mai multe presiune ridicataîn conducta de gaz, care este la un nivel inferior. Este evident că volumele de gaz trebuie recalculate pentru anumite condiții comune de presiune și temperatură pentru toți. Au fost stabilite astfel de condiții uniforme pentru toți și, pentru îndeplinirea acestor condiții de către toți fără excepție, au fost consacrate în GOST 2939. Acest GOST spune că „volumul gazelor trebuie redus la următoarele condiții: a) temperatura 20 ° C. (293,15 ° TO); b) presiunea 760 mm Hg. Artă. (101325 N/m ²)…». În prezent, a fost stabilită următoarea terminologie: volumul de gaz măsurat în conducta de gaz se numește „volum în condiții de funcționare” sau „volum de lucru”, iar volumul de gaz recalculat în conformitate cu GOST se numește „volum redus la condiții standard” sau „volum standard”. Uneori se folosește termenul „volum redus la condiții normale”, dar acest termen este eronat, deoarece condițiile normale diferă de condițiile standard printr-o temperatură egală cu 0 ° C (273,15 ° K), și nu 20 ° C (293,15 ° K) . Comportamentul unui gaz sub diverși parametri este descris de legea unificată a gazelor

V1 / T1 = P2V2 / T2 (1)

unde P - presiunea absolută a gazului, atm., T - temperatura gazului pe o scară absolută, V - volumul gazului, m3. Dacă luăm în considerare partea stângă a formulei (1) ca starea gazului în condiții standard, iar partea dreaptă ca stare a aceluiași gaz în condiții de funcționare, atunci formula pentru calcularea volumului în condiții standard va arăta astfel :

st \u003d TstPrVr / TrRst (2)

Prin înlocuirea valorilor de temperatură de 293,15°K și a presiunii de 1 atm cunoscute pentru condiții standard. obținem o formulă pentru aducerea volumului de gaz la condiții standard (3)

st \u003d 293,15 PrVr / Tr (3)

Pentru a aduce debitele măsurate la condiții standard, formula (2) va lua forma

st \u003d 293,15 PrQr / Tr (4)

Pentru claritate, dăm un exemplu de calcul. Să presupunem că debitmetrul de volum arată 1000 m3 în 2 ore. Temperatura gazului +60°С și suprapresiune 8 atm. Să determinăm cu ce volum măsurat de gaz este egal în condiții standard. Pentru a face acest lucru, înlocuim valorile din formula (3), ținând cont de faptul că temperatura ar trebui să fie în °K și 1 atm trebuie adăugat la excesul de presiune. st = 293,15 9 ​​1000 / 333,15 = 7919,4 st.m3 (4)

La fel vom face și pentru debit, având în vedere că debitul în cazul nostru va fi de 500 m3/h în condiții de funcționare st = 293,15 9 ​​500 / 333,15 = 3959,7 st.m ³/ ora (5).

Astfel, volumul și debitul de gaz măsurat într-o conductă de gaz se numesc volum de lucru și debit de lucru. Aceste informații nu pot fi utilizate în scopuri de facturare. Ele trebuie aduse în conformitate cu GOST 2939. Volumul și debitul de gaz recalculat în conformitate cu GOST 2939 se numesc volum (debit) redus la condiții standard. Sau pe scurt volum standard și debit standard.

2. Esența măsurării volumului gazelor

Cu determinări obișnuite ale cantității de gaze, se măsoară volumul ocupat de un gaz într-un vas de sticlă, de obicei împărțit într-un cub. centimetri la 15°C, temperatura și presiunea gazului; apoi, având, conform tabelelor, greutatea unui cub. centimetru al unui gaz dat la temperatura și presiunea observate, găsiți greutatea gazului prin formula: greutatea unui corp în vid este egală (în măsură metrică) cu produsul volumului său cu densitatea (sau greutatea pe volumul unitar). Dar densitatea unui gaz este de obicei înțeleasă ca raportul dintre greutatea gazului și greutatea unui volum egal de aer, luat în condiții normale, adică la o temperatură de 0°C și o presiune de 760 mm. Rețineți că pentru un gaz ideal care urmează legea Boyle-Mariotte, care este considerată conform definițiilor obișnuite, orice gaz suficient de îndepărtat de lichefiere; acest raport nu se va modifica la o temperatură și presiune diferite. Este evident în continuare că pentru a obține greutatea unui cub. cm din acest gaz, trebuie să-i înmulțiți densitatea (în raport cu aerul) cu greutatea unui metru cub. vezi aerul. Determinarea cu precizie a densității gazului și a greutății unui metru cub. cm de aer, precum și cântărirea directă a gazului, depășesc o serie de definiții convenționale, deoarece pentru astfel de definiții este necesar să existe cantități mari de gaz și balanțe care să permită cel mai înalt grad de precizie de cântărire.

Cu privire la acuratețea măsurării gazelor, date detaliate sunt disponibile în rapoartele prof. Mendeleev: „Despre elasticitatea gazelor” (1875) și „Despre greutatea unui litru de aer”. Definițiile lui Regnault ale densității gazului și greutății cubice. cm de aer este încă considerat exemplar; deci, de exemplu, cele mai recente definiții ale greutății cubului. cm de aer Jolly, Leduc și Lord Rayleigh trebuie să primească aceeași greutate cu Renyovsky. Conform calculelor lui D. Mendeleev ("Vr. Ch. P. M. și V."), valoarea medie cea mai probabilă pentru greutatea unui cub. cm aer uscat, lipsit de dioxid de carbon:

l0 = 0,131844gg ± 0,00010 g, unde g- accelerarea gravitației; pentru latitudinea Sankt Petersburgului. l0 = 1,29455 ± 0,000010G.

Metoda Regnault de determinare a densitatii gazelor consta in urmatoarele: din mai multe bile de sticla cu o capacitate de circa 10 litri, preparate la aceeasi instalatie in aceleasi conditii, s-au selectat cele doua cele mai apropiate ca capacitate; le-au fost atașate fitinguri identice cu robinete pe mastic. În primul rând, volumul exterior al bilelor a fost egalizat astfel: ambele bile au fost umplute cu apă, apoi au fost suspendate pe două brațe de cântare precise și, după echilibrarea cântarilor, au fost scufundate într-o baie comună de apă. Din cauza egalității incomplete a volumelor exterioare, echilibrul cântarului, desigur, a fost perturbat, pentru a restabili căreia a trebuit să se adauge o oarecare greutate pe o parte a cântarului. R. Apoi, a fost selectată o astfel de greutate de sticlă, care s-a pierdut doar în apă pRegnault a suspendat această greutate suplimentară dintr-o minge mai mică, a echilibrat din nou bilele în aer și apoi a scufundat din nou ambele mingi în apă și, deoarece echilibrul nu a fost perturbat, aceasta a fost egalitatea completă a volumelor exterioare ale ambelor mingi. În acest fel, Regnault a eliminat o corecție mare pentru pierderea în greutate a bilelor în aer, care ar depinde de schimbările de temperatură, presiune și umiditate ale aerului din încăperea în care se făceau cântăririle; și într-adevăr, echilibrul cântarului cu bile goale (fără aer) închise nu a fost deranjat multe zile. Apoi una dintre bile a fost plasată într-o baie de gheață care se topește, un tub cu un robinet cu trei căi și două țevi a fost înșurubat pe fitingurile cu bile, dintre care unul ducea la un barometru diferențial, celălalt mergea la un alt robinet cu trei căi. , care comunica interiorul bilei de sticlă fie cu o pompă de diluție, fie cu rezervor care conține gaz uscat. Rarificând gazul din interiorul mingii și reumplend mingea cu gaz din rezervor folosind a doua supapă cu trei căi, până când s-a asigurat că aerul rămas a fost îndepărtat, Regnault a produs pentru ultima oară o rarefacție puternică, a deconectat bila de sticlă folosind a doua supapă triplă cu o pompă, a numărat diferența de nivel în barometrul diferenţial; apoi a închis robinetul de la gâtul globului de sticlă. Astfel, mingea la momentul închiderii robinetului conținea volumul V0 gaz rarefiat la 0° și presiune h. Apoi piesele suplimentare au fost deșurubate, iar mingea cu gazul rarefiat a fost suspendată, ca și înainte, pe cântar. După ceva timp, temperaturile ambelor bile au fost comparate, volumele lor de asemenea, o greutate suplimentară pe partea laterală a bilei cu gaz rarefiat au restabilit echilibrul cântarilor.

Apoi Regno a luat aceeași minge, a așezat-o din nou într-o baie de gheață care se topește și, cu ajutorul unor piese suplimentare, a umplut mingea cu gaz deja sub presiune. h,egală cu presiunea atmosferică; când temperatura putea fi considerată constantă, supapa din gâtul mingii a fost închisă și părțile suplimentare au fost îndepărtate. Este evident că de data aceasta a fost introdus un volum de gaz în minge V0 la 0° și presiune H-h.

Când cântărim din nou pe cântar, a trebuit să scot PG; Evident, aceasta este greutatea gazului introdus în al doilea experiment. Conform legii lui Mariotte, rezultă că greutatea unui gaz cu același volum, dar la 760 mm de presiune, va fi P.Datorită faptului că Haproape de 760 şi hfoarte puțin, desigur, nu ne putem aștepta la abateri vizibile în compresia gazului de la legea lui Mariotte.

În mod similar Regnault a obținut greutatea aerului închis într-un volum V0 la 0° şi o presiune de 760 mm egală cu P";densitatea dorită a gazului este astfel egală cu

Δ = (P/P")[(H" - h")/(H - h)].

Iată densitățile obținute de Regnault pentru unele gaze:

Aer 1 Oxigen 1,10563 Hidrogen 0,06926 Azot 0,97137 Dioxid de carbon 1,52901

Determinarea greutății unui cub. centimetru de aer, la 0° și 760 mm de presiune, Regnault a produs în acest fel. Conform metodei tocmai descrise - Regnault a determinat greutatea aerului închis într-o bilă de sticlă la 0 ° până la 760 mm

X = P;

Modul obișnuit de a determina capacitatea unui vas prin cântărire

Capacitatea unui vas este de obicei verificată sau măsurată în acest fel: ei iau un vas cu apă sau mercur, îl cântăresc și toarnă apă sau mercur în vas pentru a fi măsurat până la linie; diferența determină greutatea lichidului turnat. Dacă lichidul are o greutate în aer μ și densitatea acesteia ς, atunci volumul lui este

v = μ / ς (1 + λ / ς - λ / δ)cub cm

Unde λ - greutate cubica. cm de aer și este aproximativ egal cu = 0,0012 g, δ - densitatea greutății (pentru alamă δ = 8,4). Pentru apă și greutăți de alamă, cu t= 15°, λ / ς - λ / δ = 0,00106. Greutate cubica cm de aer la orice temperatură tsi presiune Heste exprimat prin formula

l = /[(1 + 0 ,00367t-760].

3. Despre aplicabilitate diverse metode măsurarea debitului pentru măsurarea gazelor comerciale

În mod tradițional, măsurarea gazelor comerciale se bazează pe metode volumetrice și de mare viteză de măsurare a volumului de gaz, implementate pe baza contoarelor de gaz cu diafragmă (membrană), rotative și cu turbină și complexe de măsurare pe baza acestora. În conductele cu diametre mari (de regulă, de la DN = 300 mm sau mai mult), metoda căderii variabile a presiunii este utilizată folosind dispozitive standard de îngustare (în primul rând diafragme) în combinație cu traductoare moderne de presiune și diferență de presiune.

Debitmetru pe baza dispozitivului de îngustare "IRGA"

În același timp, se încearcă implementarea unor noi metode de măsurare: vortex, ultrasonic, jet-generator, Coriolis și altele. De regulă, noile dezvoltări se bazează pe rezultatele cercetărilor moderne în domeniul aero-, termodinamicii și electronicii și vizează îmbunătățirea preciziei și extinderea gamei de măsurare a debitului de gaz, asigurând operabilitatea într-un interval larg de temperatură, pe zone contaminate. gaz, precum și în condiții de șocuri pneumatice și pulsații de gaz. Analiză diverse opțiuni construcția de unități comerciale de contorizare a gazelor sunt dedicate, în special, muncii. Trebuie avut în vedere faptul că fiecare dintre metodele enumerate are avantajele și dezavantajele sale, iar alegerea trebuie să se bazeze pe rezultatele unei examinări metrologice amănunțite atât a metodelor de măsurare în sine, cât și a dispozitivelor care le implementează, precum și a condițiilor. pentru calibrarea lor și funcționarea ulterioară.

Metoda de scădere variabilă a presiunii bazată pe dispozitive standard cu orificii (DR)

Avantajele debitmetrelor includ simplitatea proiectării convertizorului de debit și posibilitatea verificării prin metoda fără scurgeri, adică în absența suporturilor de debitmetru. Această posibilitate se datorează disponibilității celor mai complete științifice și tehnice, inclusiv informații standardizate despre această metodă de măsurare.

Dezavantajele sunt, în primul rând, un interval mic de măsurare (anterior nu depășea 1:3, iar acum, odată cu apariția senzorilor de presiune inteligenți cu limite multiple, mărit la 1:10). În al doilea rând, sensibilitatea ridicată la neuniformitatea diagramei debitelor la intrarea în sistemul de control, datorită prezenței rezistențelor hidraulice în conductele de intrare și/sau ieșire (supape de închidere, coturi etc.). Această împrejurare determină necesitatea de a avea secțiuni drepte în fața sistemelor de control indicate cu o lungime de cel puțin 10 diametre nominale (DN) ale conductei. Într-un număr de cazuri, de exemplu, la instalarea SG după rezistența hidraulică, cum ar fi o supapă incomplet deschisă, secțiunea dreaptă din fața SG atinge o lungime de 50 Du sau mai mult).

Metodă de măsurare volumetrică bazată pe traductoare cu membrană și debit rotativ

Dezavantajele debitmetrelor sunt performanța limitată la gazul contaminat, posibilitatea de rupere în timpul șocurilor pneumatice ascuțite și oprirea parțială a conductei de gaz în cazul unei defecțiuni asociate, de exemplu, cu blocarea rotoarelor unui contor rotativ de gaz, relativ mare. dimensiunile, precum și costul (pentru contoare rotative de gaz de dimensiuni mari) în comparație cu alte tipuri de dispozitive.

Principalul avantaj, care se suprapune în mod repetat cu deficiențele și a făcut ca această metodă de măsurare să fie cea mai comună din punct de vedere cantității aparate instalate, este că este singura metodă care oferă o măsurare directă, mai degrabă decât indirectă, a volumului de gaz care trece. În plus, trebuie remarcat faptul că este complet insensibil la orice distorsiune a diagramelor de viteză a curgerii la intrare și la ieșire, ceea ce face posibilă abandonarea secțiunilor drepte și reducerea drastică a dimensiunilor.

Contor de gaz cu diafragmă tip VK (stânga) și contor rotativ de gaz tip RVG (dreapta) unitate de măsurare a gazului și, de asemenea, face posibilă furnizarea celor mai largi domenii de măsurare - până la 1:100 sau mai mult. Contoarele de gaz de acest tip sunt perfecte pentru măsurarea gazului în timpul consumului său ciclic, de exemplu, la cazane cu un mod de ardere în impulsuri.

Metodă de măsurare de mare viteză bazată pe traductoare de debit de turbină

Avantajele debitmetrelor sunt dimensiunile și greutatea reduse, costul relativ scăzut și sensibilitatea la șocuri pneumatice, precum și un domeniu semnificativ de măsurare a debitului (până la 1:30), care îl depășește semnificativ pe cel al sistemului de control. Dezavantajele includ o anumită sensibilitate la distorsiunile debitului la intrarea și la ieșirea debitmetrului (deși în aparate moderne cerințele pentru lungimile secțiunilor drepte înainte și după dispozitiv sunt minime și sunt, respectiv, doar 2 și 1 Du), inoperabilitate la debite mici - mai puțin de 8 - 10 m3 / h, precum și o eroare crescută în măsurare curge pulsatile de gaz.

Contor de gaz cu turbina tip TRZ

Cu toate acestea, cel mai important avantaj al debitmetrelor de tip volumetric și de viteză este stabilitatea factorului de conversie în cel mai larg interval al numărului Reynolds Re al debitului de gaz. Acest lucru se datorează faptului că toate contoarele de gaz fabricate atât în ​​țara noastră, cât și în lume sunt calibrate în aer la exces de presiune zero, în timp ce funcționează pe gaz la valori de presiune complet diferite.

Este posibil să se asigure o convergență fiabilă a citirilor pentru aceste două cazuri numai dacă debitmetrul are inițial un coeficient de conversie stabil, de exemplu. atitudine constantă semnalul său natural de ieșire la debitul de aer sau gaz care trece prin dispozitiv. De exemplu, pentru o turbină sau un contor rotativ de gaz (după reducerile necesare), acest factor de conversie este definit ca numărul de rotații ale turbinei sau rotoarelor corespunzător trecerii unei unități de volum de gaz.

Oponenții pot obiecta că, deoarece în unitatea de măsurare a gazului, pe lângă debitul volumic, este încă necesară măsurarea temperaturii și presiunii gazului, atunci chiar și în absența stabilității necesare a coeficientului de conversie, dispozitivul are întotdeauna oportunitatea de a-și linealiza caracteristica statică în timpul calibrării sale. Și atunci când treceți la condiții reale de funcționare, efectuați și ajustările corespunzătoare, calculând numărul Re pentru fiecare caz de măsurare. Mai mult, microelectronica modernă face posibilă rezolvarea unor probleme și mai complexe la costuri relativ mici. Într-adevăr, problema descrisă mai sus poate fi rezolvată în principiu, dar este necesar să se formuleze integral condițiile acesteia, iar acest lucru nu a fost încă posibil. Cert este că atunci când gazul curge printr-o conductă, și mai ales când acesta se extinde sau se contractă (ceea ce se întâmplă, de exemplu, atunci când o conductă se întoarce sau curge în jurul unor obstacole), au loc procese aero- și termodinamice complexe. În consecință, ele depind nu numai de valoarea numărului Re, ci și de valorile altor criterii aero- și termodinamice, în special, numerele Strouhal St, Nuselt Nu, Froude Fr. Și pentru a efectua o corecție ținând cont de aceste valori, în primul rând, nu există material experimental necesar, iar în al doilea rând, pentru a le determina, este nevoie de cel puțin informații continue despre compoziția gazului, pe care consumatorii nu le au în cazurile în care gazul. sunt instalate dispozitive de contorizare.

Contoare vortex

Avantajele incontestabile ale debitmetrelor vortex sunt insensibilitatea lor la șocuri pneumatice și capacitatea de a lucra pe gaze contaminate. Dezavantajele includ o sensibilitate crescută la distorsiuni în diagrama vitezei curgerii (aproximativ la fel ca în dispozitivele standard de îngustare (CD)) și pierderi de presiune ireversibile relativ mari asociate cu formarea intensă de vortex atunci când curge în jurul unui corp slab raționalizat (așa-numitul shedder). corp). În plus, dacă unitatea de preluare a semnalului debitmetrului este cu fir fierbinte, dispozitivul devine volatil, iar dacă este realizat folosind elemente piezoelectrice, există probleme foarte grave în asigurarea imunitații la zgomot în prezența vibrațiilor mecanice externe ale conductei de gaz.

Cu toate acestea, cel mai serios dezavantaj al debitmetrelor vortex este stabilitatea insuficientă a factorului de conversie în intervalul necesar de modificări ale debitului de gaz, ceea ce practic nu ne permite să recomandăm dispozitive de acest tip pentru măsurarea gazului comercial fără ca mai întâi calibrarea produsului direct în conditii de functionare sau foarte aproape de acestea. O analiză a acestor probleme este dată în . Nu întâmplător compania de renume mondial Endress + Hauser, fiind producătorul debitmetrelor vortex din seria Prowirl, nu recomandă utilizarea acestora în cazurile în care este necesară o precizie mare de măsurare.

Debitmetre cu ultrasunete

Avantajul debitmetrelor cu ultrasunete este cea mai mare promisiune a lor în măsurarea gazului comercial. Anterior, utilizarea lor a fost constrânsă de costurile mari de producție și de fiabilitatea insuficientă a unității electronice. Cu toate acestea, odată cu dezvoltarea microelectronicii acest neajunsîn continuă scădere. Instrumentele de acest tip nu au nici piese mobile, nici piese proeminente. În consecință, practic nu creează pierderi de presiune suplimentare și pot avea potențial o fiabilitate foarte mare. De asemenea, pot furniza măsurători într-o gamă largă de modificări ale fluxului de gaz și pot fi nevolatile, adică pot funcționa de la o sursă de alimentare autonomă încorporată pentru o perioadă lungă de timp.

Contor de gaz cu ultrasunete

Dezavantajul este necesitatea folosirii debitmetrelor cu ultrasunete multifasci (2 fascicule sau mai multe) cu prelucrarea ulterioara a informatiilor conform unui program foarte complex pentru a elimina practic efectul distorsiunilor debitului de gaz asupra preciziei masurarii. Din păcate, contoarele de gaz cu ultrasunete produse în Rusia, în ceea ce privește totalitatea caracteristicilor lor, nu îndeplinesc încă toate cerințele necesare pentru dispozitivele comerciale de măsurare a gazelor și, în consecință, pot găsi o utilizare foarte limitată.

Debitmetre autogeneratoare cu jet

Ne vom opri mai detaliat asupra acestei metode de măsurare, deoarece în prezent contoarele de gaz create pe baza debitmetrelor de acest tip, fără examinarea metrologică necesară, au început să fie utilizate în mod activ pentru măsurarea gazelor comerciale. Debitmetrul este un element cu jet bistabil acoperit de reacții negative realizate sub formă de canale pneumatice care conectează canalele de ieșire ale elementului cu jet cu aceleași canale de control (stânga - cu stânga, dreapta - cu dreapta). Dacă există un flux de gaz prin duza de alimentare a elementului cu jet, jetul acestuia intră într-unul dintre canalele de evacuare și creează o presiune crescută în el, care este alimentată prin canalul de feedback corespunzător către canalul de control cu ​​același nume și comută jetul de ieșire. canalul de alimentare către o altă poziție stabilă. Procesul de comutare a jetului este apoi repetat. Frecvența de comutare este proporțională cu debitul de gaz prin duza de alimentare cu jet. Astfel, în această metodă de măsurare are loc crearea unui generator de oscilații aerodinamice cu o frecvență proporțională cu debitul de gaz.

Un debitmetru cu autogenerare cu jet are aceleași dezavantaje ca și un debitmetru vortex și anume: pierderi mari de presiune ireversibile și sensibilitate crescută la distorsiunile diagramei vitezei curgerii (în varianta utilizării acestuia într-un set cu sistem de control). Cu toate acestea, din păcate, există și dezavantaje suplimentare. În primul rând, elementul cu jet (baza acestui dispozitiv) este extrem de mare în raport cu valoarea debitului măsurat. Prin urmare, pe de o parte, poate fi folosit doar ca debitmetru parțial, prin care trece o parte nesemnificativă a debitului de gaz care trece prin secțiunea de măsurare (și acest lucru reduce inevitabil fiabilitatea măsurătorilor) și, pe de altă parte, este mult mai predispus la înfundare decât un debitmetru vortex (t (adică nu are unul dintre principalele avantaje ale unui debitmetru vortex). În al doilea rând, instabilitatea factorului de conversie a acestui dispozitiv este chiar mai mare decât cea a unui debitmetru vortex. Deci, de exemplu, la testarea unuia dintre tipurile de debitmetru cu jet, s-a constatat că modificarea coeficientului de conversie pentru diferite modificări ale dispozitivului este în intervalul 14,5-18,5% atunci când debitul prin dispozitiv se modifică în interval nu mai mult de 1-5.

Avantajele debitmetrului sunt aceleași cu cele ale debitmetrului vortex, cu excepția operabilității pe gaze contaminate. Pot fi utilizați în locul senzorilor de presiune diferențială pe debitmetre diferențiale variabile. În principiu, acest lucru face posibilă extinderea domeniului de măsurare al acestuia din urmă. Cu toate acestea, deficiențele observate cu greu ne permit să contam pe o introducere serioasă aceasta metoda pentru contabilitatea comercială a gazelor.

contoare Coriolis

Aceste debitmetre sunt printre cele mai precise. Folosit pe scară largă pentru transferul în custodie a lichidelor și gazelor comprimate. Locul cel mai tipic de aplicare în industria gazelor este măsurarea cantității de gaz natural furnizată la stațiile de compresoare de stocare a gazului auto. În acest caz, gazul este comprimat la o presiune de aproximativ 20 MPa (200 bar) și are o densitate suficientă pentru această metodă. Dezavantajele sunt masa mare, dimensiunile și prețul, precum și influența vibrațiilor mecanice externe asupra citirilor produselor. Debitmetrele sunt produse de mulți producători de top de echipamente de debitmetre. Cazurile de aplicare pentru contorizarea gazelor în rețele de joasă și medie presiune sunt necunoscute.

Debitmetre cu fir fierbinte (termic).

Avantajul este absența pieselor mobile și, în consecință, fiabilitatea potențial ridicată a funcționării în condiții de șocuri pneumatice, suprasarcini etc.

debitmetru cu fir fierbinte

Principalul dezavantaj al debitmetrelor anemometrice cu fir fierbinte aparținând clasei termice este o consecință a principiului lor de funcționare. Ele măsoară de fapt îndepărtarea căldurii din elementul de încălzire, care (cu o capacitate termică cunoscută a mediului) este legată în mod unic de debitul de masă. Astfel, dispozitivele de acest tip sunt debitmetrele masice de gaz. Acest lucru ar putea deveni un avantaj dacă calculul pentru gaz s-ar face cu plata pe unitatea de masă. Totuși, la noi, consumatorul plătește pentru volumul de gaz adus în condiții normale. În consecință, pentru a trece de la fluxul de masă la fluxul de gaz natural în condiții normale, fluxul de masă menționat trebuie împărțit la densitatea gazului în condiții normale. Cu toate acestea, densitatea depinde de compoziția gazului, iar modificările acestuia într-un timp scurt pot ajunge la 10% sau mai mult. În același timp, compoziția gazului nu este măsurată de dispozitivul în sine și poate fi introdusă manual nu mai mult de câteva ori pe zi. Prin urmare, aceste dispozitive sunt în general dificil de atribuit dispozitivelor adecvate pentru măsurarea gazului comercial, ceea ce este justificat.

După analizarea situației de pe piața dispozitivelor comerciale de măsurare a gazelor, putem formula următoarele concluzii:

Dintre noile metode de măsurare a debitului care au apărut în ultimii ani pentru contabilizarea comercială a gazelor de joasă și medie presiune, este potențial aplicabilă doar metoda de măsurare cu ultrasunete cu traductoare de debit cu mai multe căi.

Contabilitatea comercială a gazelor în conducte cu diametre mici și medii (până la 300 mm) la debite de gaz de până la 6.000 m3/h este cea mai adecvată pentru a fi efectuată folosind contoare cu diafragmă (membrană), rotative și respectiv cu turbină, cu o creștere. în diametrele conductelor și debitul de gaz.

Cel mai indicat este să folosiți debitmetre diferențiale variabile pentru măsurarea gazelor comerciale în conductele de gaz cu diametre mari (peste 400 mm), limitând pe cât posibil intervalele de măsurare a debitului, de exemplu, prin crearea de „piepteni” de debitmetre montate în paralel și conectarea / deconectarea canalelor de măsurare corespunzătoare cu o creștere sau scădere a debitului de gaz prin acest debitmetru.

4. Analiza factorilor care afectează dezechilibrul contabilității gazelor. Concluzii si recomandari pentru optimizarea contabilitatii

1 Eroare unitatea de măsurare a gazului

Să luăm în considerare influența factorilor de eroare de măsurare de către unitatea de măsurare și reducerea la condiții standard a volumului de gaz.

Volumul de gaz măsurat de contorul de gaz este redus la condiții standard prin formula:

unde V este volumul de gaz măsurat de contor; P este presiunea absolută a gazului în conductă; Z c - factor de compresibilitate în condiții standard (P Cu , T Cu );T Cu - temperatura gazului in conditii standard (293,5 K); P Cu - presiunea absoluta a gazului in conditii standard (1,01325 bar).

Din formula se poate observa că luarea în considerare a temperaturii și presiunii sunt condiții necesare pentru măsurarea volumului de gaz și aducerea acestuia la condiții standard.

Alegerea clasei de precizie a contorului de gaz

Reducerea influenței erorii de măsurare asupra dezechilibrului, determinată de eroarea relativă a contorului, se realizează prin alegerea unui dispozitiv de o clasă de precizie superioară.

Turbinele și contoarele rotative de la producători de top precum Schlumberger, Elster, Dresser au o componentă de eroare sistematică foarte mică, prin urmare, la calibrarea acestor contoare, curba de eroare se încadrează bine în intervalul de 0,5% și cu o scădere a multiplicității măsurătorilor. curge Q min /Q max până la 1:10 este posibilă calibrarea acestor contoare cu 0,3%. Astfel de contoare sunt utilizate ca contoare principale în standurile de calibrare.

Cerințele pentru clasa de precizie a dispozitivelor de măsurare ar trebui determinate, în primul rând, de consumul de gaz. Cu cât debitul de gaz care trece prin contor este mai mare, cu atât ar trebui să fie mai mare clasa de precizie.

Cele mai potrivite tipuri de dispozitive de măsurare pentru nivelurile superioare ale GDS sunt contoarele cu turbină și rotative.

Luarea în considerare a influenței temperaturii asupra erorii de măsurare

Eroarea în măsurarea volumului de gaz depinde destul de mult de temperatură - gazul își schimbă volumul cu aproximativ 1% atunci când temperatura se schimbă cu 3 grade:

Unde δVc - eroare relativă în calcularea volumului de gaz în condiții standard; δT- eroare absolută de măsurare a temperaturii gazului în condiții de funcționare (°K).

Ținând cont de faptul că temperatura gazului în conductă în diferite perioade ale anului poate varia foarte mult în funcție de poziția conductei (de la -20°C la +40°C), lipsa măsurării temperaturii gazului și, în consecință, luând luând în considerare corectarea volumului de gaz în funcție de temperatură poate duce la erori mari în calculele volumului de gaz în condiții standard:

Pentru a reduce eroarea în calcularea volumului de gaz în condiții standard, în funcție de temperatura gazului, este necesar să se măsoare temperatura gazului în zona contorului de gaz cu o eroare de cel mult (0,5-1) ° С și, de preferință, în real. timp (sau în timpul până când temperatura gazului nu s-a schimbat cu mai mult de 0,5°C) corectă pentru temperatura gazului. Pentru debite de gaz peste 10 m 3/ oră și fluctuații ale temperaturii gazului care trece prin contor, mai mult de 5 ° C, se recomandă introducerea unei corecții de temperatură.

Cea mai precisă modalitate de a lua în considerare influența temperaturii este utilizarea corectoarelor electronice pentru temperatură - T sau presiune, temperatură și factor de compresibilitate - PTZ.

Pentru contoarele de uz casnic instalate în interior, nu există nicio cerință pentru corectarea temperaturii.

În practică, reducerea dezechilibrului în contabilizarea consumului de gaze de către populație poate fi rezolvată după cum urmează.

Pentru un bloc de apartamente:

· contorul casei are o corecție de temperatură și determină volumul de gaz consumat de locuitorii casei;

· metri apartament, sunt instalate în aceleași condiții (fie toate în apartamente, fie pe palier și nu au corecție de temperatură).

Conform contoarelor de apartament, eroarea relativă a consumului de gaz de către fiecare apartament este determinată din volumul determinat de contorul casei. În cazul generalizat, în prezența unor statistici fiabile, aceasta ar trebui inclusă în rata anuală de plată în funcție de citirile contorului de apartament

Influența presiunii gazului asupra erorii de măsurare

Presiunea gazului modifică direct proporțional densitatea sau volumul gazului și, prin urmare, eroarea relativă de calcul a gazului în condiții standard este direct proporțională cu eroarea relativă în măsurarea presiunii gazului:

unde δ Vc este eroarea relativă în calcularea volumului de gaz în condiții standard; δ p - eroare relativă în măsurarea presiunii gazului în condiții de funcționare; kp - coeficient de proporționalitate.

În rețeaua GDS, gazul, așa cum este distribuit, trece prin mai multe etape de reducere. Cu cât presiunea gazului măsurat este mai mare, cu atât influența erorii de măsurare a presiunii asupra valorii dezechilibrului este mai semnificativă.

Măsurarea și înregistrarea presiunii sunt obligatorii pentru măsurarea volumului de gaz atunci când acesta este alimentat de la conducta principală de gaze către rețeaua GDS, precum și la toate stațiile de contorizare din secțiunile de înaltă și medie presiune ale rețelei GDS (de la 12 bar la 0,05 bar). În acest caz, intervalul recomandat de eroare de măsurare ar trebui să fie între 0,2 - 0,5%.

Se recomandă instalarea corectoarelor PTZ pe toate unitățile de măsurare care funcționează în rețele de înaltă și medie presiune.

Senzorul de presiune, ca orice dispozitiv cu element elastic, își pierde proprietățile în timp, iar eroarea de măsurare a presiunii va crește. Prin urmare, este necesar să se abordeze cu atenție alegerea unui senzor de presiune fiabil, care să-și păstreze parametrii pentru o perioadă lungă de timp.

După cum arată practica mondială, în rețelele cu presiune scăzută (mai puțin de 0,05 bar) corecția presiunii este ineficientă din următoarele motive:

· fluctuaţiile presiunii gazelor în reţele presiune scăzută sunt în limita a 15 mbar, ceea ce provoacă o eroare în măsurarea volumului cu 1,5%;

· formula pentru aducerea unui gaz în condiții standard folosește presiunea absolută.

Având în vedere că presiunea atmosferică fluctuează în limite proporționale cu fluctuațiile de presiune, va fi incorect să aducem gazul în condiții standard doar prin fluctuațiile gazului din rețea, fără a ține cont de fluctuațiile proporționale ale presiunii atmosferice.

Consumatorii de gaze din rețeaua de joasă presiune sunt în principal populația și întreprinderile comerciale și casnice, ceea ce se ridică uneori la mii și zeci de mii de stații de contorizare (inclusiv contoare de apartament). Echiparea acestei periferii ramificate cu dispozitive complexe reduce drastic fiabilitatea sistemului și necesită fonduri semnificative pentru întreținerea acestuia, ceea ce nu justifică economic o creștere a volumului contabil de gaz cu 1,5%. Acest lucru confirmă experiența tristă a British Gas (British Gas), care a fost nevoită să demonteze sute de mii de contoare cu ultrasunete și să le înlocuiască cu membrane din cauza fiabilității scăzute a sistemului și a întreținerii costisitoare.

Problema se rezolvă simplu - prin introducerea unui singur coeficient la citirile contoarelor de joasă presiune (să zicem 1,03-1,05), care ține cont de reducerea volumului înregistrat de contor la condiții standard, blocând în mod evident posibilele fluctuații ale presiunii gazului în rețeaua.

Se recomandă ca unitățile de măsurare ale rețelelor de înaltă și medie presiune să fie echipate fără greșeli cu corectoare PTZ.

Unitățile de măsurare ale rețelelor de joasă presiune cu debite mai mari de 10 m3/h se recomandă să fie echipate cu corectoare conform T.

Eroarea de procesare a rezultatelor măsurătorilor

Eroarea absolută în procesarea rezultatelor măsurătorilor la utilizarea înregistratoarelor poate varia de la 1 la 5%, ceea ce este foarte semnificativ la debite mari.

Pentru a reduce eroarea în procesarea datelor, este necesar să treceți complet la utilizarea mijloacelor electronice de înregistrare și prelucrare a datelor.

Literatură

debitul de măsurare a gazelor

1. Zolotarevsky S.A. Despre aplicabilitatea metodei de măsurare a vârtejului pentru măsurarea gazelor comerciale / S.A. Zolotarevsky // Analiza energetică și eficiența energetică. - 2006. - Nr. 1.

2. Măsurarea debitului: ghid de selecție a debitmetrului // Endress + Hauser. CP 001D/06/ru/04.04, 2004.

Debitmetru-contor RS-SPA. TU 4213-009-17858566-01. Raport de testare / GAZTURBavtomatika. - M., 2002.

Zolotarevsky S.A. Unitati industriale moderne pentru contorizarea gazelor comerciale. Poveste scurtași perspective imediate / S.A. Zolotarevsky, A.S. Osipov // Analiza energetică și eficiența energetică. - 2005. - Nr. 4-5.

Zolotarevsky S.A. În problema alegerii unităților pentru contorizarea gazelor comerciale / S.A. Zolotarevsky, A.S. Osipov // Gazul Rusiei. - 2006. - Nr. 1.

Ivanushkin I.Yu. Dispozitive de măsurare - pot fi folosite toate? / I.Yu. Ivanushkin // Reforma locuințelor și serviciilor comunale. - 2009. - Nr. 11-12.

2.2 Selectarea senzorilor de temperatură. .2.3 Caracteristicile de proiectare ale termometrelor de rezistență. .2.4 Caracteristici de montare a termometrului...

Caracteristici de măsurare a umidității gazelor. Nevoia de control al umidității apare în multe industrii: atunci când...
Una dintre ele este udată constant cu apă, în timp ce cealaltă rămâne uscată. Echivalarea consumului de căldură pentru evaporarea umidității din "umed ...

Această secțiune oferă o prezentare generală a principalelor metode și metode de măsurare a fluxului de gaz și abur (inclusiv pentru transferul de custodie), precum și scurta descriereși compararea avantajelor și dezavantajelor debitmetrelor cu recomandări pentru selecția lor:

1. Metoda presiune diferențială variabilă bazat pe dispozitive standard de constricție (CS: diafragme, duze)

Avantajele metodei:
Avantajele debitmetrelor includ simplitatea designului convertor de debit și Posibilitate de verificare prin metoda fara curgere , adică în absența standurilor de măsurare a debitului. Această posibilitate se datorează disponibilității celor mai complete științifice și tehnice, inclusiv informații standardizate despre această metodă de măsurare.

Dezavantajele metodei:
Dezavantajele sunt, în primul rând, un interval mic de măsurare (anterior nu depășea 1:3, iar acum, odată cu apariția senzorilor de presiune inteligenți cu limite multiple, mărit la 1:10).
În al doilea rând, sensibilitate ridicată la neuniformitatea diagramei vitezelor de curgere la intrarea în sistemul de control (diafragmă), datorită prezenței rezistenței hidraulice în conductele de intrare și/sau de evacuare (supape de oprire, regulatoare, filtre, coturi etc.). Această împrejurare determină necesitatea prezența tronsoanelor drepte în fața SS-ului indicat cu o lungime de cel puţin 10 diametre nominale (DN) ale conductei. Într-un număr de cazuri, de exemplu, la instalarea SG după rezistența hidraulică, cum ar fi o supapă incomplet deschisă, secțiunea dreaptă din fața SG atinge o lungime de 50 Du sau mai mult).

2. Metoda de măsurare volumetrică bazată pe traductoare cu membrană și debit rotativ

dezavantaje debitmetrele sunt performanță limitată la gaz contaminat, posibilitatea de rupere în cazul unor șocuri pneumatice ascuțiteși parțial oprirea conductei de gaz asociat, de exemplu, cu blocarea rotoarelor unui contor rotativ de gaz, dimensiuni și costuri relativ mari(pentru contoare rotative de gaz de dimensiuni mari) comparativ cu alte tipuri de dispozitive.

Principalul avantaj, acoperind în mod repetat deficiențele și făcând această metodă de măsurare cea mai comună în ceea ce privește numărul de dispozitive instalate, este că este singura metodă care asigură măsurarea directă, mai degrabă decât indirectă, a volumului de gaz care trece. În plus, trebuie remarcat insensibilitate totală la orice distorsiune a diagramelor de viteză debitul la intrare și la ieșire, ceea ce face posibilă abandonarea secțiunilor drepte și reducerea drastică a dimensiunilor unității de măsurare a gazului UGG) și oferă, de asemenea, posibilitatea de a oferi cele mai largi domenii de măsurare- până la 1:100 sau mai mult. Contoarele de gaz de acest tip sunt perfecte pentru măsurarea gazului în timpul consumului său ciclic, de exemplu, la cazane cu un mod de ardere în impulsuri.

3. Metoda vitezei măsurători bazate pe traductoare de debit de turbină

Virtuțile debitmetrele sunt dimensiuni și greutate reduse, cost relativ scăzut și insensibilitate la șocuri pneumatice, precum și domeniu semnificativ de măsurare a debitului(până la 1:30), care o depășește semnificativ pe cea a SS.

La dezavantaje niste sensibilitate la denaturarea fluxului la intrarea și ieșirea debitmetrului (deși în dispozitivele moderne cerințele pentru lungimile secțiunilor drepte înainte și după dispozitiv sunt minime și sunt, respectiv, doar 2 și 1 Du), inoperabilitate la costuri mici- mai putin de 8 - 10 m3/h, precum si o eroare crescuta in masurarea debitelor de gaz pulsatoriu.

in orice caz Cel mai important avantaj al debitmetrelor volumetrice și de tip viteză este stabilitatea coeficientului de conversieîn cel mai larg interval al numărului Reynolds Re al fluxului de gaz. Acest lucru se datorează faptului că toate contoarele de gaz fabricate atât în ​​țara noastră, cât și în lume sunt calibrate în aer la exces de presiune zero, în timp ce funcționează pe gaz la valori de presiune complet diferite.
Este posibil să se asigure o convergență fiabilă a citirilor pentru aceste două cazuri numai dacă debitmetrul are inițial un coeficient de conversie stabil, adică un raport constant dintre semnalul său natural de ieșire și debitul de aer sau gaz care trece prin dispozitiv. De exemplu, pentru o turbină sau un contor rotativ de gaz (după reducerile necesare), acest factor de conversie este definit ca numărul de rotații ale turbinei sau rotoarelor corespunzător trecerii unei unități de volum de gaz.
Oponenții pot obiecta că, deoarece în unitatea de măsurare a gazului, pe lângă debitul volumic, este încă necesară măsurarea temperaturii și presiunii gazului, atunci chiar și în absența stabilității necesare a coeficientului de conversie, dispozitivul are întotdeauna oportunitatea de a-și linealiza caracteristica statică în timpul calibrării sale. Și atunci când treceți la condiții reale de funcționare, efectuați și ajustările corespunzătoare, calculând numărul Re pentru fiecare caz de măsurare. Mai mult, microelectronica modernă face posibilă rezolvarea unor probleme și mai complexe la costuri relativ mici.

Într-adevăr, problema descrisă mai sus poate fi rezolvată în principiu, dar este necesar să se formuleze integral condițiile acesteia, iar acest lucru nu a fost încă posibil. Cert este că atunci când gazul curge printr-o conductă, și mai ales când acesta se extinde sau se contractă (ceea ce se întâmplă, de exemplu, atunci când o conductă se întoarce sau curge în jurul unor obstacole), au loc procese aero- și termodinamice complexe. În consecință, ele depind nu numai de valoarea numărului Re, ci și de valorile altor criterii aero- și termodinamice, în special, numerele Strouhal St, Nuselt Nu, Froude Fr. Și pentru a efectua o corecție ținând cont de aceste valori, în primul rând, nu există material experimental necesar, iar în al doilea rând, pentru a le determina, este nevoie de cel puțin informații continue despre compoziția gazului, pe care consumatorii nu le au în cazurile în care gazul. sunt instalate dispozitive de contorizare.

4. Contoare vortex

Avantaje incontestabile debitmetrele vortex sunt lor insensibilitate la șocuri pneumatice și capacitatea de a lucra asupra gazelor contaminate.

La dezavantaje includ crescut sensibilitatea la distorsiuni ale graficului vitezelor de curgere(aproximativ la fel ca cel al dispozitivelor standard de îngustare (CS)) și relativ pierderi mari de presiune ireversibile asociat cu formarea intensă de vortex în fluxul din jurul unui corp slab raționalizat (așa-numitul corp bluff). În plus, dacă unitatea de preluare a semnalului debitmetrului este cu fir fierbinte, dispozitivul devine volatil, iar dacă este realizat folosind elemente piezoelectrice, există probleme foarte grave în asigurarea imunitații la zgomot în prezența vibrațiilor mecanice externe ale conductei de gaz.

cu cel mai mult dezavantaj serios debitmetre vortex este stabilitate insuficientă a factorului de conversieîn intervalul necesar de modificări ale debitului de gaz, ceea ce practic nu ne permite să recomandăm dispozitive de acest tip pentru măsurarea gazului comercial fără calibrarea prealabilă a produsului direct în condiții de funcționare sau foarte aproape de acestea.

5. Metoda cu ultrasunete (Debitmetre cu ultrasunete (acustice), inclusiv pentru abur)

Avantajul debitmetrelor cu ultrasunete este al lor cea mai promițătoare în măsurarea gazelor comerciale. Anterior, utilizarea lor a fost constrânsă de costurile mari de producție și de fiabilitatea insuficientă a unității electronice. Cu toate acestea, în prezent, odată cu dezvoltarea microelectronicii, acest dezavantaj scade constant. Dispozitive de acest tip nu au nici piese mobile, nici piese care ies în flux. În consecință, practic nu creează pierderi de presiune suplimentare și pot avea potențial o fiabilitate foarte mare. Ei pot oferi, de asemenea măsurători într-o gamă largă modificări ale consumului de gaze și fie ne volatil, adică pentru o lungă perioadă de timp să lucreze de la sursa de alimentare autonomă încorporată.

dezavantaj este necesitatea folosirii debitmetrelor cu ultrasunete multicai(2 fascicule și mai mult) cu prelucrarea ulterioară a informațiilor conform unui program foarte complex pentru a elimina practic efectul distorsiunilor debitului de gaz asupra preciziei măsurării. Din păcate, contoarele de gaz cu ultrasunete produse în Rusia, în ceea ce privește totalitatea caracteristicilor lor, nu îndeplinesc încă toate cerințele necesare pentru dispozitivele comerciale de măsurare a gazelor și, în consecință, pot găsi o utilizare foarte limitată.

6. Debitmetre autogeneratoare cu jet

Este logic să luăm în considerare metoda de autogenerare cu jet mai detaliat, deoarece în prezent contoarele de gaz create pe baza debitmetrelor de acest tip, fără examinarea metrologică necesară, au început să fie utilizate în mod activ pentru măsurarea gazului comercial. Debitmetrul este un element cu jet bistabil acoperit de reacții negative realizate sub formă de canale pneumatice care conectează canalele de ieșire ale elementului cu jet cu aceleași canale de control (de la stânga la stânga, de la dreapta la dreapta). Dacă există un flux de gaz prin duza de alimentare a elementului cu jet, jetul acestuia intră într-unul dintre canalele de evacuare și creează o presiune crescută în el, care este alimentată prin canalul de feedback corespunzător către canalul de control cu ​​același nume și comută jetul de ieșire. canalul de alimentare către o altă poziție stabilă. Procesul de comutare a jetului este apoi repetat. Frecvența de comutare este proporțională cu debitul de gaz prin duza de alimentare cu jet. Astfel, în această metodă de măsurare are loc crearea unui generator de oscilații aerodinamice cu o frecvență proporțională cu debitul de gaz.

Debitmetrul cu jet autooscilant are același lucru limitări, pe care îl are debitmetrul vortex și anume: pierderi mari de presiune ireversibile și sensibilitate crescută la distorsiunile diagramei vitezei curgerii(în varianta aplicației sale complet cu SU). Cu toate acestea, din păcate, există și dezavantaje suplimentare.
În primul rând, elementul cu jet (baza acestui dispozitiv) este extrem de mare în raport cu valoarea debitului măsurat. Prin urmare, pe de o parte, poate fi folosit doar ca debitmetru parțial, prin care trece o parte nesemnificativă a debitului de gaz care trece prin secțiunea de măsurare (și acest lucru reduce inevitabil fiabilitatea măsurătorilor) și, pe de altă parte, este semnificativ mai mare decât un debitmetru vortex, predispus la înfundare(adică nu are unul dintre principalele avantaje ale unui debitmetru vortex).
În al doilea rând, instabilitatea factorului de conversie acest dispozitiv are chiar mai mult decât debitmetrul vortex. Deci, de exemplu, la testarea unuia dintre tipurile de debitmetru cu jet, s-a constatat că modificarea coeficientului de conversie pentru diferite modificări ale dispozitivului este în intervalul 14,5-18,5% atunci când debitul prin dispozitiv se modifică în interval nu mai mult de 1-5.

Avantajele unui debitmetru cu autogenerare cu jet sunt aceleași cu cele ale celui cu vortex, cu excepția operabilității pe gaze contaminate. Pot fi utilizați în locul senzorilor de presiune diferențială pe debitmetre diferențiale variabile. În principiu, acest lucru face posibilă extinderea domeniului de măsurare al acestuia din urmă. Cu toate acestea, deficiențele observate cu greu ne permit să contam pe introducerea serioasă a acestei metode pentru măsurarea gazelor comerciale.

7. Debitmetre Coriolis

Debitmetrele Coriolis sunt una dintre cele mai precise.
Radiografiile Coriolis sunt utilizate pe scară largă pentru contabilizarea comercială a lichidelor și gazelor comprimate. Locul cel mai tipic de aplicare în industria gazelor este măsurarea cantității de gaz natural furnizată la stațiile de compresoare de stocare a gazului auto. În acest caz, gazul este comprimat la presiune de aproximativ 20 MPa (200 bar) și are o densitate suficientă pentru aplicarea acestei metode.

Dezavantajele debitmetrelor masice Coriolis sunt masa mare și dimensiunile structurii, prețul relativ ridicat, precum și influența vibrațiilor mecanice externe asupra citirilor dispozitiv.

Debitmetrele Coriolis sunt produse de mulți producători de top de echipamente de debitmetre (deși majoritatea străine), dar nu există cazuri cunoscute de aplicare pentru măsurarea gazului în rețele de joasă și medie presiune.

8. Debitmetre cu fir fierbinte (termic).

Demnitate este fara piese in miscareși în mod corespunzător, Fiabilitate potențial ridicată a funcționării în condiții de șocuri pneumatice, suprasarcini etc.

Principalul dezavantaj debitmetrele termice anemometrice aparținând clasei termice este o consecință a principiului lor de funcționare. Ele măsoară de fapt îndepărtarea căldurii de la elementul de încălzire., care (pentru o capacitate termică cunoscută a mediului) este legată în mod unic de debitul de masă. Astfel, dispozitivele de acest tip sunt debitmetre de masă de gaz. Acest lucru ar putea deveni un avantaj dacă calculul pentru gaz s-ar face cu plata pe unitatea de masă. Totuși, la noi, consumatorul plătește pentru volumul de gaz adus în condiții normale. În consecință, pentru a trece de la fluxul de masă la fluxul de gaz natural în condiții normale, fluxul de masă menționat trebuie împărțit la densitatea gazului în condiții normale. in orice caz densitatea depinde de compoziția gazului, iar modificările acestuia într-un timp scurt pot ajunge la 10% sau mai mult. În același timp, compoziția gazului nu este măsurată de dispozitivul în sine și poate fi introdusă manual nu mai mult de câteva ori pe zi. Prin urmare, aceste dispozitive sunt în general dificil de atribuit dispozitivelor adecvate pentru măsurarea gazului comercial.

9. Analiza comparativă a metodelor de măsurare a debitului de gaz și a tipurilor de debitmetre. Concluzii si recomandari.

După analizarea situației de pe piața dispozitivelor comerciale de măsurare a gazelor, putem formula următoarele concluzii:

1. Criteriul principal de aplicabilitate a metodelor de măsurare pentru contabilizarea comercială a gazelor este stabilitatea„natural” (adică, obținut prin calibrare fără corecție suplimentară pentru temperatura și presiunea gazului) coeficient de conversie în cea mai largă gamă posibilă de modificări ale regimurilor de curgere a gazului în conductă. Numai acest lucru face posibilă pe bună dreptate calibrarea și verificarea dispozitivelor de măsurare a gazelor pe debitmetre de aer cu extinderea ulterioară a rezultatelor obținute la cazurile de măsurare a gazelor naturale și a altor gaze, inclusiv la presiune și temperatură care diferă de condițiile de calibrare sau verificare.

2. Dintre noile metode de măsurare a debitului care au apărut în ultimii ani pentru contabilizarea comercială a gazelor de joasă și medie presiune potenţial aplicabilă numai metoda de măsurare cu ultrasunete cu traductoare de flux cu mai multe căi.

3. Contorizarea comercială a gazelor în conducte de diametre mici și medii(DN până la 300 mm) la debite de gaz de până la 6.000 m3/h, cel mai este recomandabil să se producă folosind contoare cu diafragmă (membrană), rotative și cu turbinăîn funcţie de creşterea diametrelor conductelor şi a debitului de gaz.

4. Cel mai indicat este să se utilizeze debitmetre diferențiale variabile pentru contabilizarea comercială a gazelor în conductele de gaz cu diametre mari (Dn peste 400 mm), limitând pe cât posibil intervalele de măsurare a debitului, de exemplu, prin crearea de „piepteni” de paralele- debitmetre montate și conectarea/deconectarea canalelor de măsurare corespunzătoare la creșterea sau scăderea debitului de gaz prin acest ansamblu debitmetru.

Instrumente de măsurare pentru măsurarea și înregistrarea debitului de lichide și gaze. Cele mai comune dispozitive care iau în considerare debitul de lichid sunt contoarele de umiditate și debitmetrele. Contorizarea gazelor este efectuată de analizoare de gaz.

Debitmetre si analizoare de gaze

Există concepte măsurarea debitului și măsurarea cantității iar dispozitivele de măsurare a acestor parametri se numesc, respectiv, debitmetre și contoare.

Debitmetrele măsoară cantitatea de substanță care curge prin conductă pe unitatea de timp. După metoda de măsurare, acestea sunt:

Contoare variabile de cădere de presiune pe dispozitivul de îngustare instalat în conductă. Debitmetrele cu presiune diferențială variabilă constau din trei părți:

• 1.convertor de debit care creează o cădere de presiune;
• 2. dispozitiv de conectare care transmite această picătură către instrument de masurare;
• 3. manometru diferenţial care măsoară această diferenţă de presiune şi calibrat în unităţi de debit;

Debitmetre

Debitmetre sau debitmetre cu presiune diferențială constantă, al căror principiu de funcționare se bazează pe răspunsul unui element sensibil plasat într-un curent la presiunea dinamică a unei substanțe care curge printr-o conductă.

Elementul de detectare este mișcat de o valoare care servește drept măsură a debitului. Înconjurările de curgere includ componente sub formă de corpuri aerodinamice sub formă de: un piston, un flotor, o bilă, un disc. Cantitatea de deplasare sau unghiul de rotație al corpului aerodinamic este o măsură a debitului. Cele mai obișnuite debitmetre sunt rotametrele, în care, atunci când un lichid sau un gaz se deplasează printr-un tub conic de sticlă cu o scară, un flotor se mișcă de jos în sus până când gravitația este echilibrată de diferența de presiune înainte și după plutitor.

Debitmetre de mare viteză

Debitmetre cu mișcare continuă a dispozitivelor de recepție — contoare de mare viteză. Elementul senzor efectuează o mișcare de rotație sau oscilație, iar viteza acestei mișcări servește ca măsură a fluxului. Însumarea numărului de rotații ale unui dispozitiv rotativ indică consumul în timp. Viteza de rotație este proporțională cu viteza lichidului care curge, adică. consum. Toate apometrele de uz casnic sunt contoare de mare viteză.

Debitmetre electrice

Principiul funcționării acestora se bazează pe măsurarea parametrilor electrici ai sistemului în funcție de debitul: substanța care se măsoară este elementul sensibil al dispozitivului. Când un lichid se mișcă între polii unui electromagnet, conform legii inducției electromagnetice, la capetele diametrului conductei se formează o diferență de potențial, a cărei valoare este proporțională cu debitul.

Debitmetre termice

Principiul de funcționare a contoarelor de căldură pentru fluxul de substanțe se bazează pe măsurarea cantității de căldură degajată de elementul încălzit al dispozitivului către fluxul de materie. În funcție de natura interacțiunii termice cu fluxul, debitmetrele termice sunt împărțite în calorimetrice, termoconvective, termoanemometrice.

Anemometrele cu fir fierbinte pentru măsurarea debitelor locale au apărut mai devreme decât altele. Debitmetrele calorimetrice cu încălzire internă, care au apărut mai târziu, nu au primit o utilizare vizibilă. Ulterior, au început să fie dezvoltate debitmetre termoconvective, care, datorită amplasării exterioare a încălzitorului, sunt din ce în ce mai mult aplicare largăîn industrie.

Debitmetrele termoconvective sunt împărțite în cvasi-calorometrice (măsurând diferența de temperatură a debitului sau a puterii de încălzire) și strat limită termic (măsurând diferența de temperatură a stratului limită sau puterea de încălzire corespunzătoare). Sunt utilizate pentru măsurarea debitului în principal în țevi cu diametre mici de la 0,5-2,0 până la 100 mm.

Avantajul debitmetrelor calorimetrice și termoconvective este invariabilitatea capacității termice a substanței măsurate la măsurarea debitului masic. În plus, nu există contact cu substanța măsurată în debitmetrele termoconvective, ceea ce este și avantajul lor esențial. Dezavantajul ambelor debitmetre este inerția lor mare. Pentru a îmbunătăți performanța, se folosesc circuite corective, precum și încălzire în impulsuri. Anemometrele cu fir fierbinte, spre deosebire de alte debitmetre termice, au o inerție foarte mică, dar servesc în primul rând la măsurarea vitezelor locale. Debitmetrele calorimetrice se bazează pe dependența de puterea de încălzire a diferenței de temperatură medie-masă a debitului.

Debitmetre cu ultrasunete

Principiul de funcționare al debitmetrelor cu ultrasunete se bazează pe măsurarea mărimii vibrațiilor ultrasonice care se propagă în fluxul substanței măsurate.

Dispozitivele pentru măsurarea cantității de substanță se numesc debitmetre. Dacă este apă - contoare de umiditate, dacă se măsoară debitul de gaz -. Ei măsoară masa unei substanțe care curge printr-o conductă. În funcție de metoda de măsurare, acestea sunt împărțite în:

• 1. contoare de mare viteză, al căror principiu de funcționare se bazează pe însumarea numărului de rotații ale unui element rotativ plasat într-un flux de fluid.
• 2. contoare de volum, al căror principiu de funcționare se bazează pe însumarea volumelor substanței deplasate din camera de măsurare a dispozitivului.

Cele mai răspândite sunt contoarele de mare viteză.

Există mai multe tipuri de contoare de gaz:

• 1. contoare rotative, al căror principiu se bazează pe măsurarea numărului de rotații ale paletelor din interiorul dispozitivului, care corespunde volumului de gaz măsurat.
• 2. contoare de supapă, al căror principiu de funcționare se bazează pe mișcarea unei partiții mobile sub influența diferenței de presiune a gazului înainte și după contor și numărând numărul acestor mișcări, care corespunde volumului măsurat de gaz .
• 3. contoare cu tambur, al căror principiu de funcționare se bazează pe măsurarea numărului de rotații ale unui tambur care se rotește sub influența unei diferențe de presiune a gazului înainte și după contor. Sunt utilizate pentru măsurători precise ale cantităților de gaz.