RU1775609C

RU1775609C - Liquid head amplifier

Info

Publication number: RU1775609C
Application number: SU914938552A
Authority: RU
Inventors: Леонид Илларионович Сень; Владимир Викторович Куренков; Наталия Викторовна Сень
Original assignee: Мурманское высшее инженерное морское училище им.Ленинского комсомола
Priority date: 1991-05-22
Filing date: 1991-05-22
Publication date: 1992-11-15

Abstract

Использование: дл определени динамических напоров в движущихс потоках, измерение расходов в каналах и свободных стру х. Сущность изобретени : на входе в сопло Вентури с трубкой отбора динамического давлени и U-образным дифманомет- ром, одна ветвь которого соединена с трубкой отбора динамического напора, а друга -с критическим сечением сопла Вентури . Установлен ззвихритель потока с радиальными лопатками, установленными по отношениЮдК продольной оси сопла под углом а - 6 , где / - полный угол раскрутки диффузора сопла Вентури. m - степень сужени площади поперечного сечени сопла Вентури. 1 ил.Usage: for determining dynamic pressures in moving flows, measuring flow rates in channels and free jets. SUMMARY OF THE INVENTION: at the inlet of a venturi nozzle with a dynamic pressure take-off tube and a U-shaped differential pressure gauge, one branch of which is connected to a dynamic pressure take-off tube and the other to a critical section of the venturi nozzle. A flow sniffer is installed with radial blades installed by the ratio VdK of the longitudinal axis of the nozzle at an angle a - 6, where / is the full angle of the spin of the diffuser of the Venturi nozzle. m is the degree of narrowing of the cross-sectional area of the Venturi nozzle. 1 ill.

Description

СПJoint venture

сwith

V4 4 СП О О ЮV4 4 SP O O S

Изобретение относитс к измерительным средствам определени динамических напоров в движущихс потоках и может быть использовано дл измерени расходов и скоростей сред в каналах и свободных стру х.The invention relates to measuring instruments for determining dynamic pressures in moving flows and can be used to measure flow rates and velocities of media in channels and free jets.

Известен напорный усилитель, содержащий канал с установленными в нем трубками динамического и статического напоров, подключенными к дифференциальному манометру. Недостатком этого устройства вл етс больша относительна погрешность измерений скорости потока, обусловленна малым перепадом давлений на дифманометре пропорциональным значению р w2, гдер и w соответственно плотность и скорость потока.Known pressure amplifier, containing a channel with installed in it tubes of dynamic and static pressure connected to a differential pressure gauge. The disadvantage of this device is the large relative error in the measurement of the flow rate due to the small differential pressure on the differential pressure gauge proportional to the value of p w2, gder and w, respectively, the density and flow rate.

Известен напорный усилитель, содержащий сопло Вентури, трубку отбора динамического давлени , установленные в измерительном участке трубопровода, а также U-образный дифференциальный манометр , одна ветвь которого соединена с трубкой отбора динамического напора, а втора ветвь с критическим сечением сопла Вентури. Недостатком этого технического решени вл етс снижение точности измерений скорости потока, обусловленна малым перепадом давлений, особенно при углах раскрыти диффузора сопла Вентури более 15°, когда поток отрываетс от стенок диффузора и уменьшаетс восстановление давлени в нем. Попытка исправить это положение путем уменьшени угла раскрыти диффузора и увеличени его длины приводит также к уменьшению восстановлени давлени из-за роста сопротивлени трени в диффузоре. Известное решение вл етс наиболее близким прототипом технического решени .A pressure amplifier is known comprising a venturi nozzle, a dynamic pressure take-off pipe installed in a measuring section of the pipeline, and a U-shaped differential pressure gauge, one branch of which is connected to a dynamic pressure take-off pipe, and a second branch with a critical cross-section of the venturi. A drawback of this technical solution is a decrease in the accuracy of the measurement of the flow rate due to the small pressure drop, especially at the opening angles of the diffuser of the Venturi nozzle more than 15 °, when the flow is torn off from the walls of the diffuser and pressure recovery is reduced therein. An attempt to correct this situation by reducing the opening angle of the diffuser and increasing its length also leads to a decrease in pressure recovery due to an increase in friction resistance in the diffuser. The prior art solution is the closest prior art prototype.

Целью изобретени вл етс повышение точности измерений скорости потока путем увеличени перепада давлений. Указанна цель достигаетс тем, что на входе в сопло Вентури установлен завихритель потока с радиальными лопатками , установленными по отношению к продольной оси сопла под углом а - б V/3/m, где / - полный угол раскрыти диффузора сопла Вентури; m - степень сужени площади поперечного сечени сопла Вентури.An object of the invention is to increase the accuracy of flow rate measurements by increasing the pressure drop. This goal is achieved in that a flow swirl is installed at the inlet of the Venturi nozzle with radial blades mounted with respect to the longitudinal axis of the nozzle at an angle a - 6 V / 3 / m, where / is the full opening angle of the diffuser of the Venturi nozzle; m is the degree of narrowing of the cross-sectional area of the Venturi nozzle.

Установка завихрител перед соплом Вентури обеспечивает закрутку потока перед входом в суженную часть сопла, что создает благопри тные услови дл безотрывного течени потока в сопле Вентури и возможность более полного восстановлени давлени в коротких с увеличенным углом раскрыти диффузорах. Кроме того, закрученный поток обладает более равномер- ным профилем осевой составл ющей скорости по поперечному сечению диффузора , что также снижает потери энергии на расширение потока с увеличением степени восстановлени давлени . При этом увеличиваетс наблюдаемый перепад давлени и увеличиваетс точность измерений скоро0 сти потока.The installation of a swirl in front of the venturi nozzle ensures swirling of the flow before entering the narrowed part of the nozzle, which creates favorable conditions for an uninterrupted flow in the venturi nozzle and the possibility of a more complete restoration of pressure in short diffusers with an increased opening angle. In addition, the swirling flow has a more uniform axial velocity component profile over the cross section of the diffuser, which also reduces the energy loss due to expansion of the flow with increasing pressure recovery. This increases the observed pressure drop and increases the accuracy of the flow rate measurements.

Предложенный напорный усилитель имеет существенные отличи от прототипа: на входе в сопло Вентури установлен завихритель , при помощи которого поток средыThe proposed pressure amplifier has significant differences from the prototype: at the entrance to the Venturi nozzle, a swirler is installed, by means of which the medium flow

5 закручиваетс . При этом обеспечиваетс безотрывность течени потока в диффузоре и выравнивание осевой составл ющей скорости , при которых снижаютс потери энер- гии потока и увеличиваетс 5 spins. This ensures the continuity of the flow in the diffuser and the alignment of the axial component of the velocity, at which the energy loss of the flow decreases and increases

0 восстанавливающа способность диффузора с увеличением перепада давлений на на- порном усилителе, при этом также уменьшаютс возмущени в измер емом потоке, вызванные размещением в нем из5 мерительного устройства.The restoring ability of the diffuser with an increase in the pressure drop across the pressure head amplifier also reduces disturbances in the measured flow caused by the placement of a measuring device in it.

На чертеже приведена обща схема напорного усилител . Напорный усилитель содержит в своем составе цилиндрический канал большого диаметра 1, обращенныйThe drawing shows a general diagram of a pressure amplifier. The pressure amplifier contains a cylindrical channel of large diameter 1, facing

0 открытой частью против движущегос потока измер емой среды, конфузор 2, цилиндрический канал малого диаметра 3 и диффузор 4, которые в совокупности составл ют сопло Вентури. В цилиндрическом ка5 нале 1 соосно с ним установлен завихритель потока с радиальными лопатками 5. Напорный усилитель снабжен трубкой б измерени динамического напора потока и трубкой 7 измерени статического давлени цилин0 дрического канала 3, подключенными к дифференциальному манометру 8.0 open part against the moving flow of the measured medium, confuser 2, cylindrical channel of small diameter 3 and diffuser 4, which together constitute a Venturi nozzle. A flow swirl with radial blades 5 is mounted coaxially with it in the cylindrical channel 5. The pressure amplifier is equipped with a tube b for measuring the dynamic pressure of the flow and a tube 7 for measuring the static pressure of the cylinder channel 3 connected to a differential pressure gauge 8.

Напорный усилитель работает следующим образом. На чертеже направление дви- жущегос потока измер емой средыPressure amplifier works as follows. In the drawing, the direction of the moving flow of the medium

показано стрелками. Открытой частью канал большого диаметра 1 напорного усилител помещен против потока. Одна часть движущегос потока обтекает напорный усилитель и динамический напор создаетshown by arrows. The open part of the channel of large diameter 1 pressure amplifier is placed upstream. One part of the moving stream flows around the pressure amplifier and creates a dynamic pressure

0 избыточное давление в трубке 6, подключенной к дифференциальному манометру 8. Друга часть потока направл етс через проточную часть напорного усилител . При этом эта часть потока вначале поступает на0, the overpressure in the tube 6 connected to the differential pressure gauge 8. Another part of the flow is directed through the flow part of the pressure amplifier. At the same time, this part of the flow first goes to

5 завихритель потока с радиальными лопатками 5 и закручиваетс в канале 1 и далее как показано винтовыми стрелками. При сужении потока в конфузоре 2 происходит увеличение его скорости и снижение статического давлени . Закрученный поток проходит через цилиндрический канал малого диаметра 3 и далее в диффузоре 4 происходит снижение скорости потока и восстановление статического давлени . Импульс измер емого статического давлени потока в канале 3 при помощи трубки 7 сообщаетс дифференциальному манометру 8. С ростом скорости потока перепад давлений на дифференциальном манометре увеличиваетс , что позвол ет по перепаду давлений определ ть скорость набегающего потока. При одной и той же скорости набегающего потока использование завихрител 5 позвол ет увеличить перепад давлений на дифма- нометре 8 в Д 1,3-1,5 раза. При этом относительна погрешность измерени перепада давлени на напорном усилителе снижаетс во столько же раз, что позвол ет увеличить точность измерени набегающего потока в соответствии с известными зависимост ми как VZT, т.е. в 1,15-1,3 раза.5, a flow swirl with radial blades 5 is twisted in the channel 1 onwards as shown by the arrow arrows. When the flow narrows in confuser 2, its velocity increases and the static pressure decreases. The swirling flow passes through a cylindrical channel of small diameter 3 and then in the diffuser 4 there is a decrease in the flow rate and the restoration of static pressure. The pulse of the measured static pressure of the flow in channel 3 is communicated to the differential pressure gauge 8 by means of the tube 7. With an increase in the flow velocity, the differential pressure on the differential pressure gauge increases, which allows the incoming flow velocity to be determined from the differential pressure. At the same free-stream velocity, the use of a swirler 5 makes it possible to increase the pressure drop across the differential meter 8 by a factor of 1.3-1.5. In this case, the relative error in the measurement of the pressure drop across the pressure amplifier is reduced by the same amount, which makes it possible to increase the accuracy of the free-stream measurement in accordance with the known dependences as VZT, i.e. 1.15-1.3 times.

Предлагаемый напорный усилитель позвол ет существенно увеличить угол раскрыти диффузора по сравнению с известными решени ми, что при одинаковом отношении выходного диаметра диффузора к диаметру суженного сечени позвол ет уменьшить его длину, Завихритель может быть установлен во входной части напорных усилителей не только сопел Вентури , но и труб Вентури, Далла и Хуппера, а также двухступенчатых микротруоок Пито- Вентури. увеличива их коэффициент усилени в 1,3-1,5 раза, что в конечном итоге позвол ет увеличить точность измерений.The proposed pressure amplifier allows you to significantly increase the opening angle of the diffuser in comparison with the known solutions, which, with the same ratio of the output diameter of the diffuser to the diameter of the narrowed section, can reduce its length. Venturi, Dalla and Hupper pipes, as well as two-stage Pit venturi microtruoque. increasing their gain by 1.3-1.5 times, which ultimately allows to increase the accuracy of measurements.

Ф о рм у л а и з о б р ет е н и FORMULA AND OVERVIEW

Напорный усилитель, содержащий сопло Вентури, трубку отбора динамического давлени , установленные в измерительном участке трубопровода, а также U-образныйA pressure amplifier containing a Venturi nozzle, a dynamic pressure sampling tube installed in the measuring section of the pipeline, as well as a U-shaped

дифманометр, одна ветвь которого соединена с трубкой отбора динамического напора, а втора ветвь с критическим сечением сопла Вентури, отличающийс тем, что, с целью повышени точности, на входе вdifferential pressure gauge, one branch of which is connected to the dynamic pressure selection tube, and the second branch with a critical section of the Venturi nozzle, characterized in that, in order to improve accuracy, at the entrance to

сопло Вентури установлен завихритель потока с радиальными лопатками, установленными по отношению к продольной оси сопла под углом а 6 Vp/m . где / - полный угол раскрыти диффузора соплаa Venturi nozzle has a flow swirl with radial blades mounted in relation to the longitudinal axis of the nozzle at an angle a 6 Vp / m. where / is the full opening angle of the nozzle diffuser

Вентури; m - степень сужени площади поперечного сечени сопла Вентури,Venturi; m is the degree of narrowing of the cross-sectional area of the Venturi nozzle,