RU2018786C1 - Способ определения расхода жидкости в трубопроводе большого диаметра - Google Patents
Способ определения расхода жидкости в трубопроводе большого диаметра Download PDFInfo
- Publication number
- RU2018786C1 RU2018786C1 SU4796755A RU2018786C1 RU 2018786 C1 RU2018786 C1 RU 2018786C1 SU 4796755 A SU4796755 A SU 4796755A RU 2018786 C1 RU2018786 C1 RU 2018786C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pipeline
- line
- flow rate
- closed
- large diameter
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measuring Volume Flow (AREA)
Abstract
Использование: для измерения расхода в контурах циркуляции с большими диаметрами трубопровода на атомных или тепловых электростанциях, где установка датчика расходомера в магистраль невозможна. Сущность изобретения: устройство содержит штуцеры 1,2, врезанные в трубопровод Т, дифференциальный манометр 3, импульсные трубки 4 с вентилями 5, отводную линию 6 с вентилями 7 и расходомер 8. 1 ил.
Description
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, в частности, для измерения расхода жидкости в контурах циркуляции с большими диаметрами трубопровода на атомных или тепловых электростанциях, где установка датчиков традиционных расходомеров в магистраль невозможна по условиям эксплуатации и/или нежелательна из-за повышения затрат на собственные нужды вследствие появления дополнительных местных сопротивлений.
Известен способ определения расхода жидкости, при котором измеряют разность давлений на участке байпасного трубопровода и на участке трубопровода, расположенном последовательно по потоку, определяют расход в байпасном трубопроводе и судят о расходе в трубопроводе [1].
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ определения расхода жидкости, при котором измеряют перепад давления на участке трубопровода с байпасной линией, гидравлическое сопротивление которой известно, и на участке, следующем за ним по потоку, один раз с закрытой байпасной линией, а другой раз - с открытой, и по полученным значениям судят об искомой величине [2].
Однако известный способ имеет недостатки. Практика определения расходов показывает, что гидравлическое сопротивление байпасной линии (Sб) не является постоянной величиной, так как коэффициент гидравлического сопротивления трения, входящий в Sб, меняется с изменением расхода и числа Рейнольдса, а в процессе эксплуатации - в зависимости от изменения шероховатости и площади поперечного сечения. Неучет изменения гидравлического сопротивления приводит к погрешности в расчете расхода в байпасной линии, что в конечном счете сказывается на определении расхода в трубопроводе, который будет завышен по сравнению с действительным значением.
Целью изобретения является повышение точности определения расхода жидкости путем учета изменений геометрических и гидравлических характеристик трубопровода и отводной линии в процессе эксплуатации.
Для этого при способе определения расхода жидкости в трубопроводе, включающем измерения перепадов давлений на участке трубопровода, содержащем отводную линию, последовательно при открытой и закрытой отводной линии, дополнительно измеряют расход Q2 в отводной линии, оба измерения перепадов давлений производят на участке трубопровода за точкой присоединения отводной линии, а искомую величину расхода Q определяют по формуле Q = , где λ, λ1 - коэффициенты гидравлического сопротивления участка трубопровода соответственно с закрытой и открытой отводной линией;
Δ h, Δ h1 - перепады давлений, измеренные соответственно при закрытой и открытой отводной линии.
Δ h, Δ h1 - перепады давлений, измеренные соответственно при закрытой и открытой отводной линии.
На чертеже изображено устройство для осуществления предложенного способа.
Заявленная совокупность существенных признаков способа позволяет учесть изменение гидравлических сопротивлений и геометрических параметров в процессе эксплуатации. Измеряя расход жидкости на отводной линии, судят о гидравлическом сопротивлении и геометрических параметрах трубопровода. Отводная линия в зависимости от конкретных условий эксплуатации трубопровода может иметь различные конструктивные решения: байпасная линия в случае возврата жидкости в систему, сбросная линия для слива, рециркулярная линия насоса и т.д.
При измерении перепадов давления на одном и том же участке результаты определяются конкретными (на момент измерения) гидравлическими сопротивлениями и геометрическими параметрами.
Полученные данные учитываются в предложенном соотношении при определении искомой величины.
Устройство содержит штуцеры 1,2, врезанные в трубопровод Т, расположенные последовательно по потоку, дифференциальный манометр 3, импульсные трубки 4 с вентилями 5 и отводную линию 6 с вентилями 7 и расходомером 8 (пунктиром показано, если по условиям эксплуатации ставится байпасная линия).
Расход жидкости измеряется следующим образом.
Измеряют перепады давления на участке 1-2 при закрытом и при открытом вентиле 7, при этом с помощью расходомера 8 одновременно измеряют расход на отводной линии 6.
Перепад давления на участке трубопровода с закрытой отводной линией
Δ h = S˙ Q2, (1) а с открытой отводной линией
Δ h1 = S1 ˙ Q1 2, (2) где Q и Q1 - расходы в трубопроводе соответственно с закрытой и открытой отводной линией.
Δ h = S˙ Q2, (1) а с открытой отводной линией
Δ h1 = S1 ˙ Q1 2, (2) где Q и Q1 - расходы в трубопроводе соответственно с закрытой и открытой отводной линией.
В случае малых значений Δ h и Δ h1 и затруднений замеров их значений необходимо предусмотреть эти замеры на участке трубопровода, содержащем местные сопротивления (задвижка и т.п.).
Гидравлическое сопротивление S участка трубопровода с закрытой отводной линией
S = λ ,, (3) а с открытой отводной линией
S1= λ1 ,,(4) где l - длина участка трубопровода;
D и F - соответственно внутренний диаметр и площадь поперечного сечения трубопровода.
S = λ ,, (3) а с открытой отводной линией
S1= λ1 ,,(4) где l - длина участка трубопровода;
D и F - соответственно внутренний диаметр и площадь поперечного сечения трубопровода.
С учетом выражений (3), (4) после деления (1) на (2), получают
= (5)
При выполнении условия ( Δ h - Δ h1) << Δ Н, где Δ Н - потери давления по всей длине трубопровода, можно записать
Q = Q1 + Q2, где Q2 - расход в отводной линии.
= (5)
При выполнении условия ( Δ h - Δ h1) << Δ Н, где Δ Н - потери давления по всей длине трубопровода, можно записать
Q = Q1 + Q2, где Q2 - расход в отводной линии.
Поставляя (6) в (5), получают
= 1+ (7)
После несложных преобразований выражения (7) получают формулу для определения расхода в трубопроводе
Q = (8)
Коэффициенты сопротивления λ и λ1 для гидравлически шероховатых трубопроводов тождественно одинаковы и в этом случае из расчетной формулы исключаются. Для гидравлически гладких трубопроводов и в переходном варианте (от гидравлически гладких до гидравлически шероховатых) при малом относительном расходе в отводную линию и практически малом изменении числа Рейнольдса в трубопроводе λ1 также пpактически равно λ . Кроме того, расчетная формула (8) позволяет уточнить λ1 и λ после определения расхода, при первоначальном принятом условии λ1 = λ .
= 1+ (7)
После несложных преобразований выражения (7) получают формулу для определения расхода в трубопроводе
Q = (8)
Коэффициенты сопротивления λ и λ1 для гидравлически шероховатых трубопроводов тождественно одинаковы и в этом случае из расчетной формулы исключаются. Для гидравлически гладких трубопроводов и в переходном варианте (от гидравлически гладких до гидравлически шероховатых) при малом относительном расходе в отводную линию и практически малом изменении числа Рейнольдса в трубопроводе λ1 также пpактически равно λ . Кроме того, расчетная формула (8) позволяет уточнить λ1 и λ после определения расхода, при первоначальном принятом условии λ1 = λ .
Экспериментальная проверка предложенного способа была проведена при измерении расхода воды в трубопроводе диаметром 1000 мм. Расход в отводной линии составлял 0,16 см3/с. Перепады давления на участке трубопровода длиной 10 м с закрытой и открытой отводной линией соответственно равны 0,209 и 0,193 м вод.ст.
Предположим, что λ = λ1 , тогда расход воды в трубопроводе
Q= = 4.1м3/c При этом число Рейнольдса Re ≃ 0,5 ˙107, температура воды 20оС и действительно λ = λ1 .
Q= = 4.1м3/c При этом число Рейнольдса Re ≃ 0,5 ˙107, температура воды 20оС и действительно λ = λ1 .
В соответствии с характеристиками насоса и сети расхода в трубопроводе в эксперименте должен быть Qн = 4,0 ±0,12 м3/с.
Использование предлагаемого способа измерения расхода жидкости позволит по сравнению с прототипом измерять расход в условиях изменения при эксплуатации шероховатости и геометрических параметров трубопровода, так как искомый расход выражают через перепады давления на одном и том же его участке и расход в отводной линии. При этом искомая величина определяется с погрешностью, обусловленной только погрешностями измерения указанных значений перепадов давлений и расхода в отводной линии.
В отличие от предлагаемого способа при способе по прототипу имеет место относительная погрешность
= 1 - ,, где Qp, Q - расчетное и действительное значения расходов в трубопроводе;
Sб - гидравлическое сопротивление отводной (байпасной - по прототипу) линии;
р - соответствует расчетному первоначальному значению. Эта погрешность связана с изменением Sб в процессе эксплуатации и составляет 10-20%.
= 1 - ,, где Qp, Q - расчетное и действительное значения расходов в трубопроводе;
Sб - гидравлическое сопротивление отводной (байпасной - по прототипу) линии;
р - соответствует расчетному первоначальному значению. Эта погрешность связана с изменением Sб в процессе эксплуатации и составляет 10-20%.
Claims (1)
- СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАСХОДА ЖИДКОСТИ В ТРУБОПРОВОДЕ БОЛЬШОГО ДИАМЕТРА, включающий измерения перепадов давления на участке трубопровода, содержащем отводную линию, последовательно при открытой и закрытой отводной линии и обработку результатов измерений, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения в трубопроводах большого диаметра за счет учета изменения гидравлических и геометрических характеристик трубопровода, дополнительно измеряют расход θ2 в отводной линии, оба измерения перепадов давлений производят на участке трубопровода за точкой присоединения отводной линии, а искомую величину расхода θ определяют по формуле:
θ = ,,
где λ , λ1 - коэффициенты гидравлического сопротивления участка трубопровода соответственно с закрытой и открытой отводной линией;
Δ h , Δ h1 - перепады давлений, измеренные соответственно при закрытой и открытой отводной линии.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4796755 RU2018786C1 (ru) | 1990-02-28 | 1990-02-28 | Способ определения расхода жидкости в трубопроводе большого диаметра |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4796755 RU2018786C1 (ru) | 1990-02-28 | 1990-02-28 | Способ определения расхода жидкости в трубопроводе большого диаметра |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2018786C1 true RU2018786C1 (ru) | 1994-08-30 |
Family
ID=21499044
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU4796755 RU2018786C1 (ru) | 1990-02-28 | 1990-02-28 | Способ определения расхода жидкости в трубопроводе большого диаметра |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2018786C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2791832C1 (ru) * | 2022-02-24 | 2023-03-13 | Рашид Ильдарович Шакуров | Способ измерения массы углеводородов нефти, содержащихся в воде, сброшенной через трубопроводную арматуру при дренировании резервуаров и емкостей нефтегазоперерабатывающих предприятий |
-
1990
- 1990-02-28 RU SU4796755 patent/RU2018786C1/ru active
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
1. Авторское свидетельство СССР N 206850, кл. G 01F 1/37, 1967. * |
2. Авторское свидетельство СССР N 317902, кл. G 01F 1/37, 1971. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2791832C1 (ru) * | 2022-02-24 | 2023-03-13 | Рашид Ильдарович Шакуров | Способ измерения массы углеводородов нефти, содержащихся в воде, сброшенной через трубопроводную арматуру при дренировании резервуаров и емкостей нефтегазоперерабатывающих предприятий |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6912919B2 (en) | Restriction flowmeter | |
RU2018786C1 (ru) | Способ определения расхода жидкости в трубопроводе большого диаметра | |
CN111174875A (zh) | 具有封闭直管段的输水渠道上的明渠流量计的在线校准方法 | |
CN106289415A (zh) | 一种管路流量计算方法、装置及管路系统 | |
JPS6329209Y2 (ru) | ||
Wang et al. | HEAD LOSS AT MANHOLES IN SURCHARGED SEWER SYSTEMS 1 | |
CN213299632U (zh) | 一种供水管道泄漏的高精度报警装置 | |
Li et al. | Mass flowrate measurement of wet steam using combined V-cone and vortex flowmeters | |
US3298230A (en) | Vane type flow meter | |
US3453868A (en) | Specific gravity measuring system for interface detection | |
RU178057U1 (ru) | Расходомер | |
RU2244855C1 (ru) | Способ определения кавитационных характеристик насосов и стенд для его осуществления | |
JPS5679230A (en) | Leakage detecting method for pipeline | |
Einhellig et al. | Flow measurement opportunities using irrigation pipe elbows | |
CA2739587A1 (en) | Method and apparatus for measuring the density of a flowing fluid in a conduit using differential pressure | |
RU2259543C2 (ru) | Способ градуировки расходомеров | |
RU2106639C1 (ru) | Способ измерения скорости потока и устройство для его осуществления | |
Marossy et al. | DESIGN OF A HYDRAULIC TEST STAND FOR EXPERIMENTAL STUDY OF LOCAL HEAD LOSS IN VALVES | |
RU1772436C (ru) | Способ определени технического состо ни трубопровода гидротранспортной системы | |
RU2054676C1 (ru) | Способ определения приведенной скорости потока в каналах | |
US20040129089A1 (en) | Flow meters | |
SU1118859A1 (ru) | Способ измерени расхода кип щих жидкостей | |
Inkley et al. | Flow characteristics of vortex shedding flowmeters | |
SU1029045A1 (ru) | Плотномер | |
RU2143669C1 (ru) | Способ метрологической диагностики расходомеров |