Схеми імпульсних трубних проводок для вимірювання тиску, витрати і рівня

Практична робота № 12

Тема. ТИПОВІ СХЕМИ ІМПУЛЬСНИХ ТРУБНИХ ПРОВОДОК

Мета: засвоїти типові схеми імпульсних трубних проводок

План 1. Основні відомості і правила побудови схем імпульсних трубних проводок, заповнених рідиною чи газом

Схеми імпульсних трубних проводок для вимірювання тиску, витрати і рівня

Основні відомості і правила побудови схем імпульсних трубних проводок, заповнених рідиною чи газом

У схемах імпульсних трубних проводок необхідно враховувати деякі фізичні процеси, що відбуваються в рідинах і газах, які можуть істотно впливати на результат вимірювання.

Всі рідини, наприклад, володіють здатністю розчиняти в собі гази, причому кількість газу, що розчиняється в даному об'ємі рідини, тим більший, чим вищий тиск рідини. При падінні тиску рідини виділяються розчинені в ній гази і при неправильній прокладці труб ці гази утворюють у верхніх точках ліній «повітряні мішки». Оскільки гази мають щільність, у багато разів меншу щільності рідини, відбудеться зміна гідростатичного тиску, що у свою чергу стане причиною неправильних вимірювань приладів.

Гази, як правило, містять водяні пари, які при зміні температури конденсуватимуться. Якщо при цьому трубна проводка неправильно прокладена, то в нижніх точках схеми конденсат утворює «водяні пробки», що спотворюють результати вимірювання приладів.

Температура середовища в імпульсних трубних проводках повинна бути рівна приблизно температурі приміщень, де вони розташовані. Проте вона, як правило, буває нижчою за температуру вимірюючого середовища, тому щільність вимірюючого середовища в трубній проводці більша щільності в місці відбору тиску. Таким чином, якщо прилад встановлений вище за відбір тиску, то при неправильній прокладці труб у них відбуватиметься конвекційний рух вимірюючого середовища. Цей рух може викликати підігрів чутливого елементу приладу до температури вище допустимої і спотворити вимірюючий тиск за рахунок зміни пружних властивостей чутливого елементу від зміни температури. У зв'язку з цим довжина трубної проводки повинна бути такою, щоб температура вимірюючого середовища, що надходить у прилад, не відрізнялася від температури навколишнього середовища. Але при цьому вона не повинна перевищувати найбільшої допустимої довжини, вказаної в інструкціях з монтажу і експлуатації приладів.

З урахуванням розглянутих фізичних процесів загальні правила побудови схем імпульсних трубних проводок, заповнених рідиною чи газом, можна сформулювати таким чином:

1. для рідини:

а) якщо прилад розташований нижче за відбір тиску, то імпульсну трубну проводку доцільно направити відразу вниз; якщо прилад розташований вище за місце відбору тиску, імпульсну трубну проводку від відбору слід направити спочатку з ухилом вниз до горизонталі, що забезпечує вихід газу через місце відбору тиску;

б) якщо в імпульсній трубній проводці є верхня точка, що не є місцем відбору тиску, то в ній необхідно передбачити спеціальний газозбірник і пристрій для випуску газів;

2. для газу:

а) якщо прилад розташований вище за місце збору тиску, то імпульсну трубну проводку доцільно направити вгору; якщо прилад розташований нижче місця відбору тиску, то імпульсну трубну проводку від відбору слід направити спочатку з ухилом вгору до горизонталі, що забезпечує стік конденсату через місця відбору тиску;

б) якщо в імпульсній трубній проводці є нижня точка, що не є місцем відбору тиску, то в ній необхідно передбачати спеціальний вологозбірник і пристрій для зливу конденсату.

Схеми імпульсних трубних проводок для вимірювання тиску, витрати і рівня

Схеми для вимірювання тиску рідини і пари (рис. 12.1). При вимірюванні тиску рідини і пари, що мають температуру вищу, ніж температура навколишнього повітря, манометр, як правило, повинен бути встановлений нижче за місце відбору тиску, а відбори тиску слід розміщувати збоку технологічного трубопроводу. Біля манометрів необхідно встановлювати арматуру для продування трубної проводки і перевірки манометрів у нульовій точці.

Схеми для вимірювання тиску газу, (рис. 12.2). Якщо вибір місця установки манометра щодо відбору тиску не обмежений експлуатаційними вимогами, то при вимірюванні тиску газу манометр потрібно, як правило, встановлювати вище за місце відбору тиску, а відбори тиску розміщувати зверху чи збоку технологічного трубопроводу.

Схеми для вимірювання тиску агресивної рідини (рис. 12.3) і газу (рис. 12.4). Основною особливістю схем є наявність розділових судин, у яких відбувається розділення нормальних і агресивних середовищ.

Схеми для вимірювання витрати рідини (рис. 12.5—12.8). Викладені правила побудови схем імпульсних трубних проводок манометрів справедливі для дифманометрів. Оскільки вимірювання різниці тиску здійснюється за допомогою двох трубних ліній, є можливість компенсувати гідростатичний напір у одній лінії гідростатичним напором у іншій лінії. Для забезпечення рівності гідростатичних напорів в обох лініях труби повинні знаходитися в однакових температурних режимах, що повинне забезпечуватися їх сумісною прокладкою в безпосередній близькості один від одного.

Нахил≥0,02

Рис. 12.1. Схеми імпульсних трубних проводок для вимірювання тиску рідини і пари: а — манометр встановлений нижче за місце відбору тиску (рідина і пару); б — те ж вище за місце відбору тиску (рідина); в — те ж вище за місце відбору тиску (пару); 1 — манометр; 2 — запірний вентиль; 3 — триходовий кран; 4 — імпульсна труба; 5 — відбір тиску

Нахил≥0,02

Рис. 12.2. Схема імпульсних трубних проводок для вимірювання тиску газу: а — манометр встановлений вище за місце відбору тиску (вологий і сухий гази); б — те ж нижче за місце відбору тиску (сухий газ); в — те ж нижче за місце відбору тиску (вологий газ); 1 — манометр; 2 — запірний вентиль; 3 — триходовий кран; 4 — імпульсна труба; 5 — відбір тиску; 6 — конденсатовідвідник

Нахил≥0,02

Рис. 12.3. Схема імпульсних проводок для вимірювання тиску агресивної рідини: а — манометр встановлений нижче за відбір тиску (об'ємна маса розділяючої рідини більше об'ємної маси вимірюючої рідини); б — те ж вище за відбір тиску (щільність розділової рідини менше щільності вимірюючої рідини); в — те ж вище за відбір тиску (щільність розділової рідини більше щільності вимірюючої рідини); 1 — манометр; 2 — замочний вентиль; 3 — триходовий кран; 4 — імпульсна труба; 5 — відбір тиску; 6 — розділяюча ємкість

Нахил≥0,02

Рис. 12.4. Схеми імпульсних проводок для вимірювання тиску агресивного газу: а — манометр встановлений нижче за відбір тиску; б — те ж вище за відбір тиску; 1 — манометр; 2 — замочний вентиль; 3 — триходовий вентиль; 4 — імпульсна труба; 5 — відбір тиску; 6 — розділова ємкість

Нахил≥0,02

Рис. 12.5. Схеми для вимірювання витрати рідин (дифманометр встановлений нижче звужуючого пристрою): а — звужуючий пристрій розташований на горизонтальній ділянці трубопроводу; б — те ж розташований на вертикальній ділянці трубопроводу; 1 — дифманометр, 2, 3 — запірні вентилі; 4 — звужуючий пристрій; 5 — імпульсна труба

Нахил≥0,1

Рис. 12.6. Схема для вимірювання витрати рідин (дифманометр встановлений вище звужуючого пристрою): а — звужуючий пристрій розташований на вертикальній ділянці трубопроводу; б — те ж на горизонтальній ділянці трубопроводу; 1-5 — див. рис. 12.5; 6 — газозбірник

Нахил≥0,1

Рис. 12.7. Схема для вимірювання витрати рідин при t>120°С поплавцевими, кільцевими і сільфонними дифманометрами (дифманометр встановлений нижче звужуючого пристрою): а — звужуючий пристрій розташований на горизонтальній ділянці трубопроводу; б — те ж на вертикальній ділянці трубопроводу; 1-5 див. рис. 12.5; 6 — зрівняльна ємкість

Нахил≥0,1

Рис. 12.8. Схема для вимірювання витрати рідини при t > 120 °С поплавцевими, кільцевими і сільфонними дифманометрами (дифманометр встановлений вище звужуючого пристрою): а — звужуючий пристрій розташований на вертикальній ділянці трубопроводу; б — те ж на горизонтальній ділянці трубопроводу; 1-5 – див. рис. 12.5; 6 — зрівняльна ємкість; 7 — газозбірник

Нахил≥0,1

Рис. 12.10. Схема для вимірювання витрати пари (дифманометр встановлений вище звужуючого пристрою): а — звужуючий пристрій розташований на вертикальній ділянці трубопроводу; б — те ж на горизонтальній ділянці трубопроводу; 1 — 5 — див. рис. 12.5; 6 — конденсаційна ємкість; 7 — газозбірник

Нахил≥0,1

Рис. 12.9. Схема для вимірювання витрати пари (дифманометр встановлений нижче звужуючого пристрою): а — звужуючий пристрій розташований на горизонтальній ділянці трубопроводу; б — те ж на вертикальній ділянці трубопроводу; 1—5 — див. рис. 12.5; 6 — конденсаційна ємкість

Нахил≥0,1

Рис. 12.11. Схеми для вимірювання витрати газу: а — дифманометр встановлений вище звужуючого пристрою; б — те ж нижче звужуючого пристрою; 1-5 — див. рис. 12.5; 6 — вологозбірники

Нахил≥0,1

Якщо вибір місця установки дифманометра щодо звужуючого пристрою не обмежений експлуатаційними чи іншими вимогами, то при вимірюванні витрати рідини дифманометри слід встановлювати, як правило, нижче звужуючого пристрою.

Схеми для вимірювання витрати пари (рис. 12.9 і 12.10). У зв'язку з тим, що імпульсні трубні лінії дифманометрів заповнені конденсатом, виникає необхідність в усуненні похибок показів дифманометрів від нерівності стовпів конденсату в трубних лініях. Для вирівнювання значень гідростатичного тиску застосовують конденсаційні ємкість, що встановлюються біля звужуючого пристрою.

Схеми для вимірювання витрати газу. При вимірюванні витрати газу для зливу конденсату в схемах передбачаються вологозбірники 6 (рис. 12.11).

Якщо відомо, що при експлуатації дифманометра, газу, що вимірює витрату, точка роси газу при робочому тиску завжди буде нижча за температуру навколишнього повітря, то з схеми, представленої на рис. 12.11, б, вологозбірники можуть бути виключені.

Схеми для вимірювання витрати агресивної рідини. Залежно від співвідношення щільності вимірюючої Рвим і розділової Ррозд рідин і положень дифманометра щодо звужуючого пристрою (вище або нижче) можливі чотири варіанти схем підключення дифманометра до звужуючого пристрою (рис. 12.12 — 12.14). Практично у всіх можливих випадках слід віддавати перевагу схемі, наведеній на рис. 12.12, а, як найбільш простій в експлуатації через відсутність газозбірників. Решта схем (рис. 12.12, 6—12.14) у процесі експлуатації вимагає періодичного випуску газів з газозбірників, що, як правило, супроводжується втратою частини розділової рідини і, отже, необхідністю заповнення системи розділовою рідиною. Варіант установки розділових судин, показаний на рис. 12.13, слід застосовувати при незручності чи неможливості установки ємкостей нижче звужуючого пристрою.

Нахил≥0,1

Рис. 12.12. Схеми для вимірювання витрати агресивної рідини при р_розд>р_вим: а — дифманометр встановлений нижче звужуючого пристрою; б — те ж вище звужуючого пристрою; 1 — звужуючий пристрій; 2, 3 — запірні вентилі; 4 — розділова ємкість; 5 — дифманометр; 6 — газозбірник; 7 — імпульсна труба

Нахил≥0,1

Рис. 12.13. Схеми для вимірювання витрати агресивної рідини (дифманометр встановлений вище звужуючого пристрою

Нахил≥0,1

Рис. 12.14. Схема для вимірювання витрати агресивної рідини (дифманометр встановлений нижче звужуючого пристрою) р_розд< р_вим; 1-7, див. рис. 12.12

Нахил≥0,1

Рис. 12.16. Схема для вимірювання рівня рідини у відкритому резервуарі: 1 — дифманометр; 2, 3 — запірні вентилі; 4 — зрівняльна ємкість; 5 — резервуар

Нахил≥0,1

Рис. 12.15. Схеми для вимірювання витрати агресивного газу при р_розд>р_вим: а — дифманометр встановлений вище звужуючого пристрою; б — те ж нижче звужуючого пристрою; 1 — звужуючий пристрій; 2, 4 — запірні вентилі; 3 — розділова ємкість; 5 — дифманометр; 6 — імпульсна труба

Рис. 12.17. Схема для вимірювання рівня рідини в резервуарі під тиском: 1 — 5 — див. рис. 12.16

Рис. 12.18. Схеми для вимірювання рівня агресивної рідини у відкритому резервуарі: а - при р_разд > р_изм; б - при р_разд< р_изм: 1-5 - див. рис. 12.16; 6 — розділова ємкість; 7 — повітрозбірники

Нахил≥0,1

Рис. 12.19. Схеми для вимірювання рівня агресивної рідини в закритому резервуарі: а - при р_разд > р_изм; б - при р_разд < р_изм; 1-7 - див. рис. 12.18

Нахил≥0,1

Схеми для вимірювання витрати агресивного газу. Схеми включення дифманометрів, що рекомендуються, приведені на рис. 12.15. Слід мати на увазі, що застосування цих схем для дзвонових дифманометрів і дифманометрів із водяним або масляним заповненням недопустимо.

Схема для вимірювання рівня рідини у відкритому резервуарі (рис. 12.16). При вимірюванні рівнів у відкритих резервуарах зрівняльна ємкість встановлюється на висоті найменшого рівня рідини в резервуарі.

Схеми для вимірювання рівня рідини в резервуарі під тиском (рис. 12.17). При вимірюванні рівня в резервуарі під тиском зрівняльна ємкість встановлюється на найбільшому рівні, відповідному верхній межі вимірювання тиску Нмакс.

Діфманометр у цьому випадку повинен мати зворотну шкалу, оскільки найбільший перепад тиску в даному випадку буде при нульовому рівні (Н = 0).

Схеми для вимірювання рівня агресивної рідини у відкритому резервуарі. Залежно від співвідношення щільності розділової р_разд і вимірюваної р_изм рідин можуть бути два варіанти включення дифманометрів, показані на рис. 12.18, а і б.

Схеми для вимірювання рівня агресивної рідини в резервуарі під тиском. Залежно від співвідношення щільності розділової р_разд і вимірюваної р_изм рідин можуть бути також два варіанти включення дифманометров, показані на рис. 12.19, а і б.