DE970297C

DE970297C - Duese zur Stroemungsgeschwindigkeits- und Stroemungsmengenmessung (Spreizkragenduese)

Info

Publication number: DE970297C
Application number: DEE3496A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Kurt Schlueter
Original assignee: JC Eckardt AG
Current assignee: JC Eckardt AG
Priority date: 1951-03-22
Filing date: 1951-03-22
Publication date: 1958-09-04

Description

Düse zur Strömungsgeschwindigkeits- und Strömungsmengenmessung (Spreizkragendüse) Zur Messung von Strömungsgeschwindigkeiten und Strömungsmengen in Rohrleitungen benutzt man üblicherweise als Wirkdruckgeber Normblenden, Normdüsen oder Venturirohre, mit denen man Wirkdrücke erzielen kann, die ein Mehrfaches des Staudruckes der Strömung betragen. Während die praktisch auftretenden Strömungsgeschwindigkeiten von der Geschwindigkeit »0« bis zu einem sehr hohen Wert einen oft recht großen Bereich einnehmen können, haben die genannten Wirkdruckgeber den Nachteil, daß sie nur für einen relativ kleinen Meßbereich ausgelegt werden können. Wird z. B. eine Blende für eine hohe Strömungsgeschwindigkeit ausgelegt, so ist sie für die Messung extrem niedriger Geschwindigkeiten zu unempfindlich und darum ungeeignet. I.st eine Blende umgekehrt für eine sehr niedrige Strömungsgeschwindigkeit ausgelegt, so ist bei hohen Geschwindigkeiten ihr der Strömung entgegengesetzter Widerstand und der durch sie hervor gerufene Druckverlust unwirtschaftlich hoch.
Dieser Nachteil hatte bisher zur Folge, daß in Rohrleitungen mit höherer Normalgeschwindigkeit eine Messung sehr kleiner Geschwindigkeiten ohne weiteres nicht mehr möglich war.
In dem Bestreben der Behebung dieses Mangels wurde versucht, die für die Strömungsmessung in freien Strömungen bekannten Venturidüsen als so- genannte Multiplikatordüsen in Rohrleitungen einzubauen. Trotz einer prinzipiellen Verringerung der Druckverluste der Strömung hat jedoch die bekannte Diffusorausbildung von Multiplikatordüsen den Nachteil, daß die Wirkung des Diffusors schon bei Unterschreitung einer relativ hohen Reynoldschen Zahl abnimmt, wodurch gerade nach kleinen Geschwindigkeiten hin der Meßbereich weiterhin eingeschränkt bleibt. Handelt es sich also um die Messung sehr kleiner Geschwindigkeiten, so ist die Verwendung einer Mehrfach-Venturidüse erforderlich mit dem Nachteil empfindlicher Innenteile und erhöhter Verstopfungsgefahr.
Gegenstand der Erfindung ist eine neuartige der Venturidüse ähnliche Düse (Spreizkragendüse) und deren Verwendung als Wirkdruckgeber für die Geschwindigkeits- und Mengenmessung in Rohrleitungen.
Durch die Erfindung ist erreicht, daß bei Anwendung einer einfachen erfindungsgemäß ausgebildeten Düse im Vergleich zur einfachen Venturidüse ein erheblich höherer Wirkdruck erzielt wird und daß mit der erfindungsgemäßen Einfachdüse auch eine erhebliche Erweiterung des Meßbereiches nach kleinen Werten hin möglich ist.
Die Erfindung besteht darin, daß der Wirkdruckgeber eine Venturidüse mit spreizkragenföfmiger Erweiterung am Strömungslauf (Spreizkragendüse) ist, und darin, daß die Spreizkragendüse in eine Rohrleitung eingebaut ist und mit ihrem Querschnitt nur einen Bruchteil der lichten Rohrweite ausfüllt.
Außerdem besteht die Erfindung darin, daß die Düse in die Zone der mittleren Geschwindigkeit des Rohrquerschnittes eingebaut ist und daß die Befestigungsstreben stromlinienförmigen Querschnitt haben und zugleich zur Aufnahme der Wirkdruckleitungen dienen oder selbst die Wirkdruckleitungen von der Düse zur Rohrwand sind.
Weiterhin besteht die Erfindung darin, daß eine B efestigungsstrebe eine oder mehrere der Strömung entgegengerichtete Bohrungen aufweist, die zur Entnahme des Gesamtdruckes dienen, und darin, daß die Düse als Zwei- oder Mehrfachdüse ausgebildet sein kann.
Schließlich besteht die Erfindung darin, daß eine oder mehrere der Strömung entgegengerichtete Bohrungen an der Stirnseite eines oder mehrerer Stege der Doppel- oder Mehrfachdüse angeordnet sind, welche zur Entnahme des Gesamtdruckes der Strömung dienen.
Die günstige Wirkung der Spreizkragendüse ist darauf zurückzuführen, daß der Spreizkragen am Austritt der Düse einen Unterdruck erzeugt und dadurch den Durchfluß und den Wirkdruck erhöht.
Außerdem nimmt im Gegensatz zu üblichen Diffusoren von Multiplikatordüsen die Wirkung des Spreizkragens auch bei Unterschreitung einer kritischen Reyndschen Zahl nicht ab.
Nachfolgend wird die Erfindung an Hand von zwei Abbildungen gezeigt und beschrieben, wobei die Strömungsrichtung durch einen Pfeil gekennzeichnet ist. Es zeigt Abb. I die in eine Rohrleitung mittels einer Befestigungsstrebe eingebaute einfache Spreizkragendüse in einem Längsschnitt, Abb. 2 einen Längsschnitt durch die Spreizkragendoppeldüse.
In den Abb. I und 2 ist I der Düsenkörper der Einfachdüse, 2 deren spreizkragenförmiger Auslauf und 3 der Ringspalt zur Entnahme des statischen Druckes. 4 ist die Druckleitung für den statischen Druck, 5 ist die stromlinienförmige Befestigungsstrebe, welche zugleich als Druckleitung für den Gesamtdruck ausgebildet ist, und 6, 7, 8 sind drei in der Befestigungsstrebe entgegen der Strömung angeordnete Bohrungen zur Entnahme des Gesamtdruckes. g ist der innere und IO der äußere Düsenkörper der Spreizkragendoppeldüse, ii deren Spreizkragen. 12 und I3 sind zwei Verbindungsstege zwischen den Düsenkörpern 9 und IO, und 14 ist eine Befestigungsstrebe der Doppeldüse. 15 ist eine Bohrung zur Entnahme des Gesamtdruckes der Strömung und I6 der Ringspalt zur Entnahme des statischen Druckes der Strömung in der Doppeldüse. I7 und IS sind die Wirkdruckleitungen, welche von der Spreizkragendüse zu dem nicht dargestellten Difterenzdruckmeßgerät führen. I9 ist die Zone der mittleren Geschwindigkeit und 20 die Kurve des Strömungsgeschwindigkeitsverlaufes in dem Rohr 21.

Claims

PATENTANSPRÜCHE I. Meßeinrichtung zur Messung der Strömungsgeschwindigkeit von Flüssigkeiten, Dämpfen und Gasen mittels der Erzeugung eines von der Strömungsgeschwindigkeit abhängigen Wirkdruckes, dadurch gekennzeichnet, daß der Wirkdruckgeber eine Venturidüse mit spreizkragenförmiger Erweiterung (2) am Strömungsauslauf (Spreizkragendüse) ist.
2. Meßeinrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Spreizkragendüse in eine Rohrleitung eingebaut ist und mit ihrem Querschnitt nur einen Bruchteil der lichten Rohrweite ausfüllt.
3. Meßeinrichtung nach Anspruch I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse in die Zone der mittleren Geschwindigkeit des Rohrquerschnittes eingebaut ist.
4. Meßeinrichtung nach Anspruch I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsstreben der in eine Rohrleitung- eingebauten Düse stromlinienförmigen Querschnitt haben und zugleich zur Aufnahme der Wirkdruckleitungen dienen oder selbst die Wirkdruckleitungen von der Düse zur Rohrwand sind.
5. Meßeinrichtung nach Anspruch I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Befestigungsstrebe eine oder - mehrere der Strömung entgegengerichtete Bohrungen aufweist, die zur Entnahme des Gesamtdruckes der Strömung dienen.
6. Meßeinrichtung nach Anspruch I bis 5, dadurch gelçennzeichnet, daß die Düse als Doppel- oder Mehrfachdüse ausgebildet ist, von der jeweils der äußerste Düsenkörper mit einem Spreizkragen versehen ist.
7. Meßeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere der Strömung entgegengerichtete Bohrungen an der Stirnseite eines oder mehrerer Stege der Doppel- oder Mchrfachdüse angeordnet sind, welche zur Entnahme des Gesamtdruckes der Strömung dienen.

In Betracht gezogene Druckschriften: Technische Berichte, mg42, S. I83 bis I87; deutsche Patentschrift Nr. 653 33I; G r amberg »Technische Messungen«, I923, S. 204.