Μέτρηση κατανάλωσης ατμού. Περιπέτειες μηχανικών οργάνων ή ροόμετρων vortex ως πραγματική εναλλακτική λύση στις συσκευές περιορισμού. Μέτρηση της ροής υγρών, αερίων και ατμών Πώς μετράται η ροή ατμού;
Η ακρίβεια της μέτρησης της ροής ατμού εξαρτάται από διάφορους παράγοντες. Ένα από αυτά είναι ο βαθμός ξηρότητας. Αυτός ο δείκτης συχνά παραμελείται κατά την επιλογή οργάνων μέτρησης και μέτρησης και εντελώς μάταια. Το γεγονός είναι ότι ο κορεσμένος υγρός ατμός είναι ουσιαστικά ένα μέσο δύο φάσεων, και αυτό προκαλεί μια σειρά προβλημάτων στη μέτρηση της ροής μάζας και της θερμικής του ενέργειας. Σήμερα θα καταλάβουμε πώς να λύσουμε αυτά τα προβλήματα.
Ιδιότητες των υδρατμών
Αρχικά, ας ορίσουμε την ορολογία και ας μάθουμε ποια είναι τα χαρακτηριστικά του υγρού ατμού.
Ο κορεσμένος ατμός είναι υδρατμός που βρίσκεται σε θερμοδυναμική ισορροπία με το νερό, η πίεση και η θερμοκρασία του οποίου συνδέονται μεταξύ τους και βρίσκονται στην καμπύλη κορεσμού (Εικ. 1), η οποία καθορίζει το σημείο βρασμού του νερού σε μια δεδομένη πίεση.
Ο υπέρθερμος ατμός είναι υδρατμός που θερμαίνεται σε θερμοκρασία πάνω από το σημείο βρασμού του νερού σε δεδομένη πίεση, που λαμβάνεται, για παράδειγμα, από κορεσμένο ατμό με πρόσθετη θέρμανση.
Ο ξηρός κορεσμένος ατμός (Εικ. 1) είναι ένα άχρωμο διαφανές αέριο που είναι ομοιογενές, δηλ. ομοιογενές περιβάλλον. Σε κάποιο βαθμό, αυτό είναι μια αφαίρεση, καθώς είναι δύσκολο να επιτευχθεί: στη φύση βρίσκεται μόνο σε γεωθερμικές πηγές και παράγεται λέβητες ατμούΟ κορεσμένος ατμός δεν είναι ξηρός - οι τυπικές τιμές ξηρότητας για τους σύγχρονους λέβητες είναι 0,95-0,97. Τις περισσότερες φορές, ο βαθμός ξηρότητας είναι ακόμη χαμηλότερος. Επιπλέον, ο ξηρός κορεσμένος ατμός είναι μετασταθερός: όταν εισέρχεται θερμότητα από το εξωτερικό, υπερθερμαίνεται εύκολα και όταν απελευθερώνεται θερμότητα, γίνεται υγρός κορεσμένος:
Εικόνα 1. Γραμμή κορεσμού υδρατμών
Ο υγρός κορεσμένος ατμός (Εικ. 2) είναι ένα μηχανικό μείγμα ξηρού κορεσμένου ατμού με ένα αιωρούμενο λεπτό υγρό που βρίσκεται σε θερμοδυναμική και κινητική ισορροπία με τον ατμό. Οι διακυμάνσεις στην πυκνότητα της αέριας φάσης και η παρουσία ξένων σωματιδίων, συμπεριλαμβανομένων αυτών που φέρουν ηλεκτρικά φορτία - ιόντα, οδηγούν στην εμφάνιση κέντρων συμπύκνωσης ομοιογενούς φύσης. Καθώς αυξάνεται η υγρασία του κορεσμένου ατμού, για παράδειγμα, λόγω απωλειών θερμότητας ή αυξημένης πίεσης, μικροσκοπικά σταγονίδια νερού γίνονται κέντρα συμπύκνωσης και σταδιακά μεγαλώνουν σε μέγεθος, και ο κορεσμένος ατμός γίνεται ετερογενής, δηλ. διφασικό μέσο (μίγμα ατμού-συμπυκνώματος) σε μορφή ομίχλης. Ο κορεσμένος ατμός, ο οποίος αντιπροσωπεύει την αέρια φάση του μίγματος ατμού-συμπυκνώματος, μεταφέρει μέρος της κινητικής και θερμικής του ενέργειας στην υγρή φάση όταν κινείται. Η αέρια φάση της ροής μεταφέρει σταγονίδια της υγρής φάσης στον όγκο της, αλλά η ταχύτητα της υγρής φάσης της ροής είναι σημαντικά χαμηλότερη από την ταχύτητα της φάσης ατμού της. Ο υγρός κορεσμένος ατμός μπορεί να σχηματίσει μια διεπαφή, για παράδειγμα υπό την επίδραση της βαρύτητας. Η δομή μιας διφασικής ροής κατά τη συμπύκνωση ατμού σε οριζόντιους και κατακόρυφους αγωγούς αλλάζει ανάλογα με την αναλογία των μεριδίων αέριων και υγρών φάσεων (Εικ. 3): 
Σχήμα 2. Φ/Β διάγραμμα υδρατμών
Εικόνα 3. Δομή διφασικής ροής σε οριζόντιο αγωγό
Η φύση της ροής της υγρής φάσης εξαρτάται από την αναλογία των δυνάμεων τριβής και των δυνάμεων βαρύτητας, και σε έναν οριζόντιο αγωγό (Εικ. 4) σε υψηλή ταχύτηταη ροή ατμού του συμπυκνώματος μπορεί να παραμείνει υμενώδης, όπως στο κάθετος σωλήνας, στο μέσο μπορεί να πάρει σπειροειδές σχήμα (Εικ. 5), και σε χαμηλή ροή φιλμ παρατηρείται μόνο στο πάνω μέρος εσωτερική επιφάνειααγωγού, και στο κάτω μέρος σχηματίζεται μια συνεχής ροή, ένα «ρέμα».
Έτσι, στη γενική περίπτωση, η ροή ενός μείγματος ατμού-συμπυκνώματος κατά τη μετακίνηση αποτελείται από τρία συστατικά: ξηρό κορεσμένο ατμό, υγρό με τη μορφή σταγόνων στον πυρήνα της ροής και υγρό με τη μορφή φιλμ ή πίδακα. τα τοιχώματα του αγωγού. Κάθε μία από αυτές τις φάσεις έχει τη δική της ταχύτητα και θερμοκρασία, και όταν το μείγμα ατμού-συμπυκνώματος κινείται, συμβαίνει σχετική ολίσθηση των φάσεων. Στις εργασίες παρουσιάζονται μαθηματικά μοντέλα διφασικής ροής σε αγωγό ατμού υγρού κορεσμένου ατμού.
Εικόνα 4. Δομή διφασικής ροής σε κατακόρυφο αγωγό
Εικόνα 5. Σπειροειδής κίνηση του συμπυκνώματος.
Προβλήματα μέτρησης ροής
Η μέτρηση της ροής μάζας και της θερμικής ενέργειας του υγρού κορεσμένου ατμού θέτει τις ακόλουθες προκλήσεις:
1. Οι αέριες και υγρές φάσεις του υγρού κορεσμένου ατμού κινούνται με διαφορετικές ταχύτητες και καταλαμβάνουν μια μεταβλητή ισοδύναμη περιοχή διατομήαγωγός;
2. Η πυκνότητα του κορεσμένου ατμού αυξάνεται καθώς αυξάνεται η υγρασία του και η εξάρτηση της πυκνότητας του υγρού ατμού από την πίεση σε διαφορετικούς βαθμούς ξηρότητας είναι διφορούμενη.
3. Η ειδική ενθαλπία του κορεσμένου ατμού μειώνεται όσο αυξάνεται η υγρασία του.
4. Ο προσδιορισμός του βαθμού ξηρότητας του υγρού κορεσμένου ατμού σε μια ροή είναι δύσκολος.
Ταυτόχρονα, η αύξηση του βαθμού ξηρότητας του υγρού κορεσμένου ατμού είναι δυνατή με δύο τρόπους: με γνωστές μεθόδους: «σύνθλιψη» ατμού (μείωση της πίεσης και, κατά συνέπεια, της θερμοκρασίας του υγρού ατμού) με τη χρήση βαλβίδας μείωσης της πίεσης και διαχωρισμός της υγρής φάσης χρησιμοποιώντας διαχωριστή ατμού και παγίδα συμπυκνωμάτων. Οι σύγχρονοι διαχωριστές ατμού παρέχουν σχεδόν 100% στέγνωμα του υγρού ατμού.
Η μέτρηση του ρυθμού ροής των μέσων δύο φάσεων είναι μια εξαιρετικά περίπλοκη εργασία που δεν έχει ακόμη ξεπεράσει τα ερευνητικά εργαστήρια. Αυτό ισχύει ιδιαίτερα για το μείγμα ατμού-νερού.
Οι περισσότεροι μετρητές ροής ατμού είναι υψηλής ταχύτητας, δηλ. μετρήστε την ταχύτητα ροής ατμού. Αυτά περιλαμβάνουν ροόμετρα μεταβλητής διαφορικής πίεσης που βασίζονται σε συσκευές στομίου, στροβιλισμό, υπερήχους, ταχύμετρο, συσχετισμό και ροόμετρα εκτόξευσης. Το Coriolis και οι μετρητές θερμικής ροής ξεχωρίζουν, μετρούν απευθείας τη μάζα του ρέοντος μέσου.
Ας δούμε πώς οι διαφορετικοί τύποι μετρητών ροής αντιμετωπίζουν το έργο τους όταν αντιμετωπίζουν υγρό ατμό.
Ροόμετρα μεταβλητής διαφορικής πίεσης
Τα ροόμετρα μεταβλητής διαφορικής πίεσης που βασίζονται σε στόμια (διαφράγματα, ακροφύσια, σωλήνες Venturi και άλλες τοπικές υδραυλικές αντιστάσεις) εξακολουθούν να είναι τα κύρια μέσα μέτρησης της ροής ατμού. Ωστόσο, σύμφωνα με την υποενότητα 6.2 του GOST R 8.586.1-2005 «Μέτρηση ροής και ποσότητας υγρών και αερίων με τη χρήση της μεθόδου διαφορικής πίεσης»: Σύμφωνα με τους όρους χρήσης τυπικών συσκευών περιορισμού, ελεγχόμενης « το μέσο πρέπει να είναι μονοφασικό και ομοιογενές σε φυσικές ιδιότητες":
Εάν υπάρχει διφασικό μέσο ατμού και νερού στον αγωγό, δεν διασφαλίζεται η μέτρηση της ροής του ψυκτικού από συσκευές μεταβλητής διαφορικής πίεσης με τυποποιημένη ακρίβεια. Σε αυτήν την περίπτωση, «θα μπορούσε κανείς να μιλήσει για τον μετρούμενο ρυθμό ροής της φάσης ατμού (κορεσμένος ατμός) ενός ρεύματος υγρού ατμού σε μια άγνωστη τιμή του βαθμού ξηρότητας».
Έτσι, η χρήση τέτοιων μετρητών ροής για τη μέτρηση της ροής υγρού ατμού θα οδηγήσει σε αναξιόπιστες μετρήσεις.
Κατά την εργασία πραγματοποιήθηκε αξιολόγηση του προκύπτοντος μεθοδολογικού σφάλματος (έως 12% σε πίεση έως 1 MPa και βαθμό ξηρότητας 0,8) κατά τη μέτρηση υγρού ατμού με μετρητές ροής διαφορικής πίεσης με βάση τις συσκευές στομίου.
Μετρητές ροής υπερήχων
Τα ροόμετρα υπερήχων, τα οποία χρησιμοποιούνται με επιτυχία στη μέτρηση της ροής υγρών και αερίων, δεν έχουν ακόμη βρει ευρεία εφαρμογή στη μέτρηση της ροής ατμού, παρά το γεγονός ότι ορισμένοι τύποι τους είναι διαθέσιμοι στο εμπόριο ή έχουν ανακοινωθεί από τον κατασκευαστή. Το πρόβλημα είναι ότι τα ροόμετρα υπερήχων που εφαρμόζουν την αρχή μέτρησης Doppler, με βάση τη μετατόπιση συχνότητας της δέσμης υπερήχων, δεν είναι κατάλληλα για τη μέτρηση υπερθερμασμένου και ξηρού κορεσμένου ατμού λόγω της έλλειψης ανομοιογενειών στη ροή που είναι απαραίτητες για την ανάκλαση της δέσμης και όταν μετρώντας τον ρυθμό ροής του υγρού ατμού, είναι πολύ υποτιμημένες οι μετρήσεις λόγω των διαφορών στις ταχύτητες των φάσεων αερίου και υγρού. Τα ροόμετρα υπερήχων τύπου time-pulse, αντίθετα, δεν ισχύουν για υγρό ατμό λόγω της ανάκλασης, της διασποράς και της διάθλασης της δέσμης υπερήχων στα σταγονίδια νερού.
Ροόμετρα Vortex
Τα ροόμετρα Vortex διαφορετικών κατασκευαστών συμπεριφέρονται διαφορετικά κατά τη μέτρηση υγρού ατμού. Αυτό καθορίζεται τόσο από το σχεδιασμό του πρωτεύοντος μορφοτροπέα ροής, την αρχή της ανίχνευσης στροβιλισμού, το ηλεκτρονικό κύκλωμα και τα χαρακτηριστικά λογισμικό. Η επίδραση του συμπυκνώματος στη λειτουργία του ευαίσθητου στοιχείου είναι θεμελιώδης. Σε μερικά σχέδια" σοβαρά προβλήματαπροκύπτουν κατά τη μέτρηση της ροής κορεσμένου ατμού, όταν υπάρχει μια αέρια και υγρή φάση στον αγωγό ταυτόχρονα. Το νερό συγκεντρώνεται κατά μήκος των τοιχωμάτων του σωλήνα και παρεμποδίζει την κανονική λειτουργία των αισθητήρων πίεσης που είναι εγκατεστημένοι στο ίδιο επίπεδο με το τοίχωμα του σωλήνα." Σε άλλα σχέδια, το συμπύκνωμα μπορεί να πλημμυρίσει τον αισθητήρα και να εμποδίσει τη μέτρηση της ροής εντελώς. αναγνώσεις.
Επιπλέον, μια ροή δύο φάσεων, που εκτείνεται σε ένα σώμα μπλόφα, σχηματίζει ένα ολόκληρο φάσμα συχνοτήτων στροβιλισμού που σχετίζονται τόσο με την ταχύτητα της αέριας φάσης όσο και με τις ταχύτητες της υγρής φάσης (μορφή σταγονιδίων του πυρήνα ροής και του φιλμ ή πίδακα περιοχή κοντά στο τοίχωμα) υγρού κορεσμένου ατμού. Σε αυτή την περίπτωση, το πλάτος του σήματος στροβιλισμού της υγρής φάσης μπορεί να είναι πολύ σημαντικό και, εάν το ηλεκτρονικό κύκλωμα δεν περιλαμβάνει ψηφιακό φιλτράρισμα του σήματος χρησιμοποιώντας φασματική ανάλυση και έναν ειδικό αλγόριθμο για την αναγνώριση του «αληθινού» σήματος που σχετίζεται με το αέριο φάση της ροής, η οποία είναι χαρακτηριστική για απλουστευμένα μοντέλα μετρητών ροής, και στη συνέχεια σοβαρή υποεκτίμηση των ενδείξεων κατανάλωσης. Τα καλύτερα μοντέλαΤα ροόμετρα vortex διαθέτουν συστήματα DSP (επεξεργασία ψηφιακού σήματος) και SSP (φασματική επεξεργασία σήματος βασισμένη σε γρήγορο μετασχηματισμό Fourier), τα οποία επιτρέπουν όχι μόνο την αύξηση της αναλογίας σήματος προς θόρυβο, την απομόνωση του «αληθινού» σήματος στροβιλισμού, αλλά και την εξάλειψη την επίδραση των κραδασμών του αγωγού και του ηλεκτρικού θορύβου.
Παρά το γεγονός ότι τα ροόμετρα vortex έχουν σχεδιαστεί για τη μέτρηση της ροής ενός μονοφασικού μέσου, η εργασία δείχνει ότι μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη μέτρηση της ροής διφασικών μέσων, συμπεριλαμβανομένου του ατμού με σταγονίδια νερού, με κάποια υποβάθμιση των μετρολογικών χαρακτηριστικών.
Υγρός κορεσμένος ατμός με βαθμό ξηρότητας πάνω από 0,9 πειραματική έρευναΤο EMCO και το Spirax Sarco μπορούν να θεωρηθούν ομοιογενή και λόγω του «περιθωρίου» στην ακρίβεια των μετρητών ροής PhD και VLM (±0,8-1,0%), οι ενδείξεις της ροής μάζας και της θερμικής ισχύος θα είναι εντός των ορίων σφάλματος.
Με βαθμό ξηρότητας 0,7-0,9 σχετικό σφάλμαΟι μετρήσεις ροής μάζας αυτών των ροόμετρων μπορούν να φτάσουν το δέκα τοις εκατό ή περισσότερο.
Άλλες μελέτες, για παράδειγμα, δίνουν ένα πιο αισιόδοξο αποτέλεσμα - το σφάλμα στη μέτρηση του ρυθμού ροής μάζας υγρού ατμού με ακροφύσια Venturi σε μια ειδική εγκατάσταση για τη βαθμονόμηση μετρητών ροής ατμού είναι εντός ±3,0% για κορεσμένο ατμό με βαθμό ξηρότητας άνω του 0,84 .
Για να αποφευχθεί η παρεμπόδιση του συμπυκνώματος του αισθητηρίου στοιχείου ενός ροόμετρου στροβιλισμού, όπως το πτερύγιο ανίχνευσης, ορισμένοι κατασκευαστές συνιστούν ο αισθητήρας να είναι προσανατολισμένος έτσι ώστε ο άξονας του αισθητηρίου στοιχείου να είναι παράλληλος με τη διεπαφή ατμού/συμπυκνώματος.
Άλλοι τύποι μετρητών ροής
Οι μετρητές ροής μεταβλητής διαφορικής/μεταβλητής περιοχής, οι μετρητές ροής με αποσβεστήρα με ελατήριο και οι μετρητές ροής στόχου μεταβλητής περιοχής δεν επιτρέπουν τη μέτρηση ενός διφασικού μέσου λόγω πιθανής διαβρωτικής φθοράς του τμήματος ροής κατά τη μετακίνηση του συμπυκνώματος.
Κατ' αρχήν, μόνο τα ροόμετρα μάζας τύπου Coriolis θα μπορούσαν να μετρήσουν τα μέσα δύο φάσεων, αλλά η έρευνα δείχνει ότι τα σφάλματα μέτρησης των ροόμετρων Coriolis εξαρτώνται σε μεγάλο βαθμό από την αναλογία των κλασμάτων φάσης και «οι προσπάθειες ανάπτυξης ενός καθολικού ροόμετρου για πολυφασικά μέσα είναι πιθανό να οδηγήσουν σε αδιέξοδο». Ταυτόχρονα, αναπτύσσονται εντατικά τα ροόμετρα Coriolis και ίσως η επιτυχία να επιτευχθεί σύντομα, αλλά μέχρι στιγμής δεν υπάρχουν τέτοια βιομηχανικά όργανα μέτρησης στην αγορά.
G. I. Sychev
Προϊστάμενος τμήματος Ροομέτρων
Spirax-Sarco Engineering LLC
Ιδιότητες των υδρατμών
Προβλήματα μέτρησης ροής
Μετρητές ροής υπερήχων
Ροόμετρα Vortex
Άλλοι τύποι μετρητών ροής
Η ακρίβεια της μέτρησης της ροής ατμού εξαρτάται από διάφορους παράγοντες. Ένα από αυτά είναι ο βαθμός ξηρότητας. Αυτός ο δείκτης συχνά παραμελείται κατά την επιλογή οργάνων μέτρησης και μέτρησης και εντελώς μάταια. Το γεγονός είναι ότι ο κορεσμένος υγρός ατμός είναι ουσιαστικά ένα μέσο δύο φάσεων, και αυτό προκαλεί μια σειρά προβλημάτων στη μέτρηση της ροής μάζας και της θερμικής του ενέργειας. Σήμερα θα καταλάβουμε πώς να λύσουμε αυτά τα προβλήματα.
Ιδιότητες των υδρατμών
Αρχικά, ας ορίσουμε την ορολογία και ας μάθουμε ποια είναι τα χαρακτηριστικά του υγρού ατμού.
Ο κορεσμένος ατμός είναι υδρατμός που βρίσκεται σε θερμοδυναμική ισορροπία με το νερό, η πίεση και η θερμοκρασία του οποίου συνδέονται μεταξύ τους και βρίσκονται στην καμπύλη κορεσμού (Εικ. 1), η οποία καθορίζει το σημείο βρασμού του νερού σε μια δεδομένη πίεση.
Ο υπέρθερμος ατμός είναι υδρατμός που θερμαίνεται σε θερμοκρασία πάνω από το σημείο βρασμού του νερού σε δεδομένη πίεση, που λαμβάνεται, για παράδειγμα, από κορεσμένο ατμό με πρόσθετη θέρμανση.
Ο ξηρός κορεσμένος ατμός (Εικ. 1) είναι ένα άχρωμο διαφανές αέριο που είναι ομοιογενές, δηλ. ομοιογενές περιβάλλον. Σε κάποιο βαθμό, αυτό είναι μια αφαίρεση, καθώς είναι δύσκολο να επιτευχθεί: στη φύση, βρίσκεται μόνο σε γεωθερμικές πηγές και ο κορεσμένος ατμός που παράγεται από λέβητες ατμού δεν είναι ξηρός - οι τυπικές τιμές ξηρότητας για τους σύγχρονους λέβητες είναι 0,95- 0,97. Τις περισσότερες φορές, ο βαθμός ξηρότητας είναι ακόμη χαμηλότερος. Επιπλέον, ο ξηρός κορεσμένος ατμός είναι μετασταθερός: όταν η θερμότητα προέρχεται από το εξωτερικό, υπερθερμαίνεται εύκολα και όταν απελευθερώνεται θερμότητα, γίνεται υγρός κορεσμένος.
Εικόνα 1. Γραμμή κορεσμού υδρατμών
Ο υγρός κορεσμένος ατμός (Εικ. 2) είναι ένα μηχανικό μείγμα ξηρού κορεσμένου ατμού με ένα αιωρούμενο λεπτό υγρό που βρίσκεται σε θερμοδυναμική και κινητική ισορροπία με τον ατμό. Οι διακυμάνσεις στην πυκνότητα της αέριας φάσης και η παρουσία ξένων σωματιδίων, συμπεριλαμβανομένων αυτών που φέρουν ηλεκτρικά φορτία - ιόντα, οδηγούν στην εμφάνιση κέντρων συμπύκνωσης ομοιογενούς φύσης. Καθώς αυξάνεται η υγρασία του κορεσμένου ατμού, για παράδειγμα, λόγω απωλειών θερμότητας ή αυξημένης πίεσης, μικροσκοπικά σταγονίδια νερού γίνονται κέντρα συμπύκνωσης και σταδιακά μεγαλώνουν σε μέγεθος, και ο κορεσμένος ατμός γίνεται ετερογενής, δηλ. διφασικό μέσο (μίγμα ατμού-συμπυκνώματος) σε μορφή ομίχλης. Ο κορεσμένος ατμός, ο οποίος αντιπροσωπεύει την αέρια φάση του μίγματος ατμού-συμπυκνώματος, μεταφέρει μέρος της κινητικής και θερμικής του ενέργειας στην υγρή φάση όταν κινείται. Η αέρια φάση της ροής μεταφέρει σταγονίδια της υγρής φάσης στον όγκο της, αλλά η ταχύτητα της υγρής φάσης της ροής είναι σημαντικά χαμηλότερη από την ταχύτητα της φάσης ατμού της. Ο υγρός κορεσμένος ατμός μπορεί να σχηματίσει μια διεπαφή, για παράδειγμα υπό την επίδραση της βαρύτητας. Η δομή μιας διφασικής ροής κατά τη συμπύκνωση ατμού σε οριζόντιους και κατακόρυφους αγωγούς αλλάζει ανάλογα με την αναλογία των μεριδίων αερίων και υγρών φάσεων (Εικ. 3).
Σχήμα 2. Φ/Β διάγραμμα υδρατμών
Εικόνα 3. Δομή διφασικής ροής σε οριζόντιο αγωγό
Η φύση της ροής της υγρής φάσης εξαρτάται από την αναλογία των δυνάμεων τριβής και βαρύτητας, και σε έναν οριζόντια τοποθετημένο αγωγό (Εικ. 4) με υψηλή ταχύτητα ατμού, η ροή του συμπυκνώματος μπορεί να παραμείνει σαν φιλμ, όπως σε κάθετη Ο σωλήνας σε μεσαία ταχύτητα μπορεί να πάρει σπειροειδές σχήμα (Εικ. 5) και σε χαμηλή ροή μεμβράνης παρατηρείται μόνο στην επάνω εσωτερική επιφάνεια του αγωγού και στην κάτω επιφάνεια μια συνεχής ροή, ένα «ρεύμα». σχηματίζεται.
Έτσι, στη γενική περίπτωση, η ροή ενός μείγματος ατμού-συμπυκνώματος κατά τη μετακίνηση αποτελείται από τρία συστατικά: ξηρό κορεσμένο ατμό, υγρό με τη μορφή σταγόνων στον πυρήνα της ροής και υγρό με τη μορφή φιλμ ή πίδακα. τα τοιχώματα του αγωγού. Κάθε μία από αυτές τις φάσεις έχει τη δική της ταχύτητα και θερμοκρασία, και όταν το μίγμα ατμού-συμπυκνώματος κινείται, εμφανίζεται σχετική ολίσθηση φάσης. Στις εργασίες παρουσιάζονται μαθηματικά μοντέλα διφασικής ροής σε αγωγό ατμού υγρού κορεσμένου ατμού.
Εικόνα 4. Δομή διφασικής ροής σε κατακόρυφο αγωγό
Εικόνα 5. Σπειροειδής κίνηση του συμπυκνώματος.
Προβλήματα μέτρησης ροής
Η μέτρηση της ροής μάζας και της θερμικής ενέργειας του υγρού κορεσμένου ατμού θέτει τις ακόλουθες προκλήσεις:
1. Οι αέριες και υγρές φάσεις του υγρού κορεσμένου ατμού κινούνται με διαφορετικές ταχύτητες και καταλαμβάνουν μια μεταβλητή ισοδύναμη περιοχή διατομής του αγωγού.
2. Η πυκνότητα του κορεσμένου ατμού αυξάνεται καθώς αυξάνεται η υγρασία του και η εξάρτηση της πυκνότητας του υγρού ατμού από την πίεση σε διαφορετικούς βαθμούς ξηρότητας είναι διφορούμενη.
3. Η ειδική ενθαλπία του κορεσμένου ατμού μειώνεται όσο αυξάνεται η υγρασία του.
4. Ο προσδιορισμός του βαθμού ξηρότητας του υγρού κορεσμένου ατμού σε μια ροή είναι δύσκολος.
Ταυτόχρονα, η αύξηση του βαθμού ξηρότητας του υγρού κορεσμένου ατμού είναι δυνατή με δύο γνωστούς τρόπους: «συνθλίβοντας» τον ατμό (μειώνοντας την πίεση και, κατά συνέπεια, τη θερμοκρασία του υγρού ατμού) χρησιμοποιώντας μια βαλβίδα μείωσης πίεσης και διαχωρισμό η υγρή φάση χρησιμοποιώντας διαχωριστή ατμού και παγίδα συμπυκνωμάτων. Οι σύγχρονοι διαχωριστές ατμού παρέχουν σχεδόν 100% στέγνωμα του υγρού ατμού.
Η μέτρηση του ρυθμού ροής των μέσων δύο φάσεων είναι μια εξαιρετικά περίπλοκη εργασία που δεν έχει ακόμη ξεπεράσει τα ερευνητικά εργαστήρια. Αυτό ισχύει ιδιαίτερα για μείγματα ατμού-νερού.
Οι περισσότεροι μετρητές ροής ατμού είναι υψηλής ταχύτητας, δηλ. μετρήστε την ταχύτητα ροής ατμού. Αυτά περιλαμβάνουν ροόμετρα μεταβλητής διαφορικής πίεσης που βασίζονται σε συσκευές στομίου, στροβιλισμό, υπερήχους, ταχύμετρο, συσχετισμό και ροόμετρα εκτόξευσης. Το Coriolis και οι μετρητές θερμικής ροής ξεχωρίζουν, μετρούν απευθείας τη μάζα του ρέοντος μέσου.
Ας δούμε πώς οι διαφορετικοί τύποι μετρητών ροής αντιμετωπίζουν το έργο τους όταν αντιμετωπίζουν υγρό ατμό.
Ροόμετρα μεταβλητής διαφορικής πίεσης
Τα ροόμετρα μεταβλητής διαφορικής πίεσης που βασίζονται σε στόμια (διαφράγματα, ακροφύσια, σωλήνες Venturi και άλλες τοπικές υδραυλικές αντιστάσεις) εξακολουθούν να είναι τα κύρια μέσα μέτρησης της ροής ατμού. Ωστόσο, σύμφωνα με την υποενότητα 6.2 του GOST R 8.586.1-2005 «Μέτρηση ροής και ποσότητας υγρών και αερίων με τη μέθοδο διαφορικής πίεσης»: Σύμφωνα με τις προϋποθέσεις για τη χρήση τυπικών περιοριστικών διατάξεων, το ελεγχόμενο «μέσο πρέπει να είναι μονό φάση και ομοιογενές ως προς τις φυσικές ιδιότητες»:
Εάν υπάρχει διφασικό μέσο ατμού και νερού στον αγωγό, δεν διασφαλίζεται η μέτρηση της ροής του ψυκτικού από συσκευές μεταβλητής διαφορικής πίεσης με τυποποιημένη ακρίβεια. Σε αυτή την περίπτωση, «θα μπορούσε κανείς να μιλήσει για τον μετρούμενο ρυθμό ροής της φάσης ατμού (κορεσμένος ατμός) της ροής υγρού ατμού σε μια άγνωστη τιμή του βαθμού ξηρότητας».
Έτσι, η χρήση τέτοιων μετρητών ροής για τη μέτρηση της ροής υγρού ατμού θα οδηγήσει σε αναξιόπιστες μετρήσεις.
Κατά την εργασία πραγματοποιήθηκε αξιολόγηση του προκύπτοντος μεθοδολογικού σφάλματος (έως 12% σε πίεση έως 1 MPa και βαθμό ξηρότητας 0,8) κατά τη μέτρηση υγρού ατμού με μετρητές ροής διαφορικής πίεσης με βάση τις συσκευές στομίου.
Μετρητές ροής υπερήχων
Τα ροόμετρα υπερήχων, που χρησιμοποιούνται με επιτυχία στη μέτρηση της ροής υγρών και αερίων, δεν έχουν ακόμη βρει ευρεία εφαρμογή στη μέτρηση της ροής ατμού, παρά το γεγονός ότι ορισμένοι τύποι τους παράγονται στο εμπόριο ή έχουν ανακοινωθεί από τον κατασκευαστή. Το πρόβλημα είναι ότι τα ροόμετρα υπερήχων που εφαρμόζουν την αρχή μέτρησης Doppler, με βάση τη μετατόπιση συχνότητας της δέσμης υπερήχων, δεν είναι κατάλληλα για τη μέτρηση υπερθερμασμένου και ξηρού κορεσμένου ατμού λόγω της έλλειψης ανομοιογενειών στη ροή που είναι απαραίτητες για την ανάκλαση της δέσμης και όταν μετρώντας τον ρυθμό ροής του υγρού ατμού, είναι πολύ υποτιμημένες οι μετρήσεις λόγω διαφορών στις ταχύτητες των φάσεων αερίου και υγρού. Τα ροόμετρα υπερήχων τύπου time-pulse, αντίθετα, δεν ισχύουν για υγρό ατμό λόγω της ανάκλασης, της διασποράς και της διάθλασης της δέσμης υπερήχων στα σταγονίδια νερού.
Ροόμετρα Vortex
Τα ροόμετρα Vortex διαφορετικών κατασκευαστών συμπεριφέρονται διαφορετικά κατά τη μέτρηση υγρού ατμού. Αυτό καθορίζεται τόσο από το σχεδιασμό του πρωτεύοντος μορφοτροπέα ροής, την αρχή της ανίχνευσης στροβιλισμού, το ηλεκτρονικό κύκλωμα, όσο και από τα χαρακτηριστικά του λογισμικού. Η επίδραση του συμπυκνώματος στη λειτουργία του ευαίσθητου στοιχείου είναι θεμελιώδης. Σε ορισμένα σχέδια, «προκύπτουν σοβαρά προβλήματα κατά τη μέτρηση της ροής κορεσμένου ατμού όταν υπάρχουν τόσο αέριες όσο και υγρές φάσεις στον αγωγό. Το νερό συγκεντρώνεται κατά μήκος των τοιχωμάτων του σωλήνα και παρεμποδίζει την κανονική λειτουργία των αισθητήρων πίεσης που είναι εγκατεστημένοι στο ίδιο επίπεδο με το τοίχωμα του σωλήνα." Σε άλλα σχέδια, η συμπύκνωση μπορεί να πλημμυρίσει τον αισθητήρα και να εμποδίσει τη μέτρηση της ροής εντελώς. Αλλά για ορισμένους μετρητές ροής αυτό δεν έχει ουσιαστικά καμία επίδραση στις ενδείξεις.
Επιπλέον, μια ροή δύο φάσεων, που εκτείνεται σε ένα σώμα μπλόφα, σχηματίζει ένα ολόκληρο φάσμα συχνοτήτων στροβιλισμού που σχετίζονται τόσο με την ταχύτητα της αέριας φάσης όσο και με τις ταχύτητες της υγρής φάσης (μορφή σταγονιδίων του πυρήνα ροής και του φιλμ ή πίδακα περιοχή κοντά στο τοίχωμα) υγρού κορεσμένου ατμού. Σε αυτή την περίπτωση, το πλάτος του σήματος στροβιλισμού της υγρής φάσης μπορεί να είναι πολύ σημαντικό και, εάν το ηλεκτρονικό κύκλωμα δεν περιλαμβάνει ψηφιακό φιλτράρισμα του σήματος χρησιμοποιώντας φασματική ανάλυση και έναν ειδικό αλγόριθμο για την αναγνώριση του «αληθινού» σήματος που σχετίζεται με το αέριο φάση της ροής, η οποία είναι χαρακτηριστική για απλουστευμένα μοντέλα μετρητών ροής, και στη συνέχεια σοβαρή υποεκτίμηση των ενδείξεων κατανάλωσης. Τα καλύτερα μοντέλα ροόμετρων vortex διαθέτουν συστήματα DSP (επεξεργασία ψηφιακού σήματος) και SSP (επεξεργασία φασματικού σήματος με βάση γρήγορο μετασχηματισμό Fourier), τα οποία μπορούν όχι μόνο να αυξήσουν την αναλογία σήματος προς θόρυβο, αλλά και να τονίσουν το «αληθινό» σήμα στροβιλισμού, αλλά και εξαλείψτε την επίδραση των κραδασμών του αγωγού και των ηλεκτρικών παρεμβολών
Παρά το γεγονός ότι τα ροόμετρα vortex έχουν σχεδιαστεί για τη μέτρηση της ροής ενός μονοφασικού μέσου, η εργασία δείχνει ότι μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη μέτρηση της ροής διφασικών μέσων, συμπεριλαμβανομένου του ατμού με σταγονίδια νερού, με κάποια υποβάθμιση των μετρολογικών χαρακτηριστικών.
Ο υγρός κορεσμένος ατμός με βαθμό ξηρότητας άνω του 0,9, σύμφωνα με πειραματικές μελέτες των EMCO και Spirax Sarco, μπορεί να θεωρηθεί ομοιογενής λόγω του «αποθέματος» στην ακρίβεια των ροόμετρων PhD και VLM (±0,8-1,0%), μετρήσεων μάζας η ροή και η θερμική ισχύς θα είναι εντός των σφαλμάτων που κανονικοποιούνται στο .
Με βαθμό ξηρότητας 0,7-0,9, το σχετικό σφάλμα στη μέτρηση της ροής μάζας αυτών των μετρητών ροής μπορεί να φτάσει το δέκα τοις εκατό ή περισσότερο.
Άλλες μελέτες, για παράδειγμα, δίνουν ένα πιο αισιόδοξο αποτέλεσμα - το σφάλμα στη μέτρηση του ρυθμού ροής μάζας υγρού ατμού με ακροφύσια Venturi σε μια ειδική εγκατάσταση για τη βαθμονόμηση μετρητών ροής ατμού είναι εντός ±3,0% για κορεσμένο ατμό με βαθμό ξηρότητας άνω του 0,84 .
Για να αποφευχθεί η παρεμπόδιση του συμπυκνώματος του αισθητηρίου στοιχείου ενός ροόμετρου στροβιλισμού, όπως το πτερύγιο ανίχνευσης, ορισμένοι κατασκευαστές συνιστούν ο αισθητήρας να είναι προσανατολισμένος έτσι ώστε ο άξονας του αισθητηρίου στοιχείου να είναι παράλληλος με τη διεπαφή ατμού/συμπυκνώματος.
Άλλοι τύποι μετρητών ροής
Οι μετρητές ροής μεταβλητής διαφορικής/μεταβλητής περιοχής, οι μετρητές ροής με αποσβεστήρα με ελατήριο και οι μετρητές ροής στόχου μεταβλητής περιοχής δεν επιτρέπουν τη μέτρηση ενός διφασικού μέσου λόγω πιθανής διαβρωτικής φθοράς του τμήματος ροής κατά τη μετακίνηση του συμπυκνώματος.
Κατ' αρχήν, μόνο τα ροόμετρα μάζας τύπου Coriolis θα μπορούσαν να μετρήσουν τα μέσα δύο φάσεων, αλλά η έρευνα δείχνει ότι τα σφάλματα μέτρησης των ροόμετρων Coriolis εξαρτώνται σε μεγάλο βαθμό από την αναλογία των κλασμάτων φάσης και «οι προσπάθειες ανάπτυξης ενός καθολικού ροόμετρου για πολυφασικά μέσα είναι πιθανό να οδηγήσουν σε αδιέξοδο». Ταυτόχρονα αναπτύσσονται εντατικά τα ροόμετρα Coriolis και ίσως σύντομα να σημειωθεί επιτυχία, αλλά μέχρι στιγμής δεν υπάρχουν τέτοια βιομηχανικά όργανα μέτρησης στην αγορά.
Συνεχίζεται.
Βιβλιογραφία:
1. Rainer Hohenhaus. Πόσο χρήσιμες είναι οι μετρήσεις ατμού στην περιοχή υγρού ατμού // METRA Energie-Messtechnik GmbH, Νοέμβριος, 2002.
2. Οδηγός καλής πρακτικής Μείωση του κόστους κατανάλωσης ενέργειας με μέτρηση ατμού. // Αναφ. GPG018, Queen's Printer and Controller of HMSO, 2005
3. Kovalenko A.V. Μαθηματικό μοντέλο διφασικής ροής υγρού ατμού σε αγωγούς ατμού.
4. Tong L. Μεταφορά θερμότητας κατά τον βρασμό και τη διφασική ροή - Μ.: Mir, 1969.
5. Μεταφορά θερμότητας σε διφασική ροή. Εκδ. D. Butterworth και G. Hewitt.// M.: Energy, 1980.
6. Lomshakov A.S. Δοκιμή λέβητα ατμού. Αγία Πετρούπολη, 1913.
7. Jesse L. Yoder. Χρήση μετρητών για τη μέτρηση της ροής ατμού // Plant Engineering, - Απρίλιος 1998.
8. GOST R 8.586.1-2005. Μέτρηση της ροής και της ποσότητας υγρών και αερίων με τη μέθοδο της διαφορικής πίεσης.
9. Koval N.I., Sharoukhova V.P. Σχετικά με τα προβλήματα μέτρησης κορεσμένου ατμού.// UTSMS, Ulyanovsk
10. Kuznetsov Yu.N., Pevzner V.N., Tolkachev V.N. Μέτρηση κορεσμένου ατμού με χρήση συσκευών συστολής // Μηχανική θερμικής ενέργειας. - 1080.- Αρ. 6.
11. Robinshtein Yu.V. Σχετικά με την εμπορική λογιστική του steam in συστήματα ατμούπαροχή θερμότητας // Υλικά του 12ου επιστημονικού και πρακτικού συνεδρίου: Βελτίωση μετρήσεων ροής υγρού, αερίου και ατμού, - Αγία Πετρούπολη: Borey-Art, 2002.
12. Abarinov, E. G., K.S. Σαρέλο. Μεθοδολογικά λάθημέτρηση της ενέργειας του υγρού ατμού χρησιμοποιώντας μετρητές θερμότητας για ξηρό κορεσμένο ατμό // Τεχνολογία μέτρησης. - 2002. - Αρ. 3.
13. Bobrovnik V.M. Μετρητές ροής χωρίς επαφή "Dnepr-7" για μέτρηση υγρών, ατμού και αερίου πετρελαίου. //Εμπορική λογιστική ενεργειακών πόρων. Υλικά του 16ου διεθνούς επιστημονικού και πρακτικού συνεδρίου, Αγία Πετρούπολη: Borey-Art, 2002.
14. DigitalFlow™ XGS868 Steam Flow Transmitter. N4271 Panametrics, Inc., 4/02.
15. Bogush M.V. Ανάπτυξη της μέτρησης ροής vortex στη Ρωσία.
16. Engineering Data Book III, Κεφάλαιο 12, Two Phase Flow Patterns, Wolverine Tube, Inc. 2007
17. P-683 «Κανόνες λογιστικής για τη θερμική ενέργεια και το ψυκτικό», M.:, MPEI, 1995.
18. A. Amini and I. Owen. Η χρήση ακροφυσίων βεντούρι κρίσιμης ροής με κορεσμένο υγρό ατμό. //Flow Meas. lnstrum., Vol. 6, Αρ. 1, 1995
19. Kravchenko V.N., Rikken M. Μετρήσεις ροής με χρήση μετρητών ροής Coriolis στην περίπτωση ροής δύο φάσεων // Εμπορική λογιστική των φορέων ενέργειας. XXIV Διεθνές Επιστημονικό και Πρακτικό Συνέδριο, Αγία Πετρούπολη: Borey-Art, 2006.
20. Ρίτσαρντ Θορν. Μέτρηση ροής. CRC Press LLC, 1999
Τα πιο ευρέως χρησιμοποιούμενα όργανα για τη μέτρηση της ροής ουσιών που ρέουν μέσω αγωγών μπορούν να χωριστούν στις ακόλουθες ομάδες:
1. Μετρητές ροής μεταβλητής διαφορικής πίεσης.
2. Μετρητές ροής σταθερής διαφορικής πίεσης.
3. Ηλεκτρομαγνητικά ροόμετρα.
4. Πάγκοι.
5. Άλλοι.
Μετρητές ροής μεταβλητής διαφορικής πίεσης.
Οι μετρητές ροής μεταβλητής διαφορικής πίεσης βασίζονται στην εξάρτηση του ρυθμού ροής της διαφορικής πίεσης που δημιουργείται από μια συσκευή εγκατεστημένη στον αγωγό ή από το ίδιο το τελευταίο στοιχείο.
Ο μετρητής ροής περιλαμβάνει: έναν μορφοτροπέα ροής που δημιουργεί διαφορά πίεσης. ένα διαφορικό μανόμετρο που μετρά αυτή τη διαφορά και συνδέει (παλμούς) σωλήνες μεταξύ του μετατροπέα και του μετρητή διαφορικής πίεσης. Εάν είναι απαραίτητο να μεταδοθούν οι ενδείξεις του μετρητή ροής σε μεγάλη απόσταση, ένας δευτερεύων μετατροπέας προστίθεται στα υποδεικνυόμενα τρία στοιχεία, ο οποίος μετατρέπει την κίνηση του κινητού στοιχείου του μετρητή διαφορικής πίεσης σε ηλεκτρικό και πνευματικό σήμα, το οποίο μεταδίδεται μέσω μια γραμμή επικοινωνίας με τη δευτερεύουσα συσκευή μέτρησης. Εάν το κύριο μανόμετρο διαφορικής πίεσης (ή η δευτερεύουσα συσκευή μέτρησης) έχει ολοκληρωτή, τότε μια τέτοια συσκευή μετρά όχι μόνο τον ρυθμό ροής, αλλά και την ποσότητα της ουσίας που διέρχεται.
Ανάλογα με την αρχή λειτουργίας του μετατροπέα ροής, αυτοί οι μετρητές ροής χωρίζονται σε έξι ανεξάρτητες ομάδες:
1. Μετρητές ροής με συσκευές περιορισμού.
2. Μετρητές ροής με υδραυλική αντίσταση.
3. Φυγοκεντρικοί μετρητές ροής.
4. Μετρητές ροής με συσκευή πίεσης.
5. Μετρητές ροής με ενισχυτή πίεσης.
6. Ροόμετρα κρούσης.
Ας ρίξουμε μια πιο προσεκτική ματιά στους μετρητές ροής με μια συσκευή περιορισμού, καθώς χρησιμοποιούνται ευρέως ως οι κύριες βιομηχανικές συσκευές για τη μέτρηση της ροής υγρού, αερίου και ατμού, συμπεριλαμβανομένης της επιχείρησής μας. Βασίζονται στην εξάρτηση από τον ρυθμό ροής της πτώσης πίεσης που δημιουργείται από τη συσκευή περιορισμού, με αποτέλεσμα μέρος της δυναμικής ενέργειας της ροής να μετατρέπεται σε κινητική ενέργεια.
Υπάρχουν πολλοί τύποι συσκευών σύσφιξης. Έτσι στο Σχ. 1, φαίνονται τα τυπικά διαφράγματα α και β, στο Σχ. 1, c – τυπικό ακροφύσιο, στο Σχ. 1, d, e, f - διαφράγματα για τη μέτρηση μολυσμένων ουσιών - τμηματικά, έκκεντρα και δακτυλιοειδή. Στις επόμενες επτά θέσεις του Σχ. Το σχήμα 1 δείχνει συσκευές περιορισμού που χρησιμοποιούνται σε χαμηλούς αριθμούς Reynolds (για ουσίες με υψηλό ιξώδες). έτσι, στο Σχ. Τα 1, g, h και τα διαφράγματα φαίνονται - διπλά, με κώνο εισόδου, με διπλό κώνο, και στο Σχ. 1, j, l, m, n - ακροφύσια-ημικύκλιο, τεταρτημόριο, συνδυασμένα και κυλινδρικά. Στο Σχ. Το 1, o δείχνει ένα διάφραγμα με μεταβλητή περιοχή ανοίγματος, το οποίο αντισταθμίζει αυτόματα την επίδραση των αλλαγών στην πίεση και τη θερμοκρασία της ουσίας. Στο Σχ. 1, n, p, s, t δείχνει τους σωλήνες του μετρητή ροής - σωλήνας Venturi, ακροφύσιο Venturi, σωλήνας Dall και ακροφύσιο Venturi με διπλή στένωση. Χαρακτηρίζονται από πολύ μικρή απώλεια πίεσης.
Εικόνα 1.
Η διαφορά πίεσης πριν και μετά τη συσκευή περιορισμού μετράται με διαφορικό μανόμετρο. Ως παράδειγμα, εξετάστε την αρχή λειτουργίας των συσκευών 13DD11 και Sapphire-22DD.
Σχήμα 2.
Η αρχή λειτουργίας των μετατροπέων διαφορικής πίεσης 13DD11 βασίζεται στην αντιστάθμιση πνευματικής ισχύος. Το διάγραμμα της συσκευής φαίνεται στο Σχ. 2. Η πίεση παρέχεται στις θετικές 2 και αρνητικές 6 κοιλότητες του μετατροπέα, που σχηματίζονται από τις φλάντζες 1, 7 και τις μεμβράνες 3.5. Η μετρούμενη διαφορά πίεσης δρα στις μεμβράνες που είναι συγκολλημένες στη βάση 4. Η εσωτερική κοιλότητα μεταξύ των μεμβρανών είναι γεμάτη με υγρό σιλικόνης. Υπό την επίδραση της πίεσης της μεμβράνης, ο μοχλός 8 περιστρέφεται σε μια μικρή γωνία σε σχέση με το στήριγμα - την ελαστική μεμβράνη εξόδου 9. Η βαλβίδα 11 κινείται σε σχέση με το ακροφύσιο 12, τροφοδοτούμενη από πεπιεσμένο αέρα. Στην περίπτωση αυτή, το σήμα στη γραμμή ακροφυσίου ελέγχει την πίεση στον ενισχυτή 13 και στα φυσούνα αρνητικής ανάδρασης 14. Η τελευταία δημιουργεί μια ροπή στον μοχλό 8, αντισταθμίζοντας τη στιγμή που προκύπτει από τη διαφορά πίεσης. Το σήμα που εισέρχεται στο φυσερό 14, ανάλογο με τη μετρούμενη διαφορά πίεσης, αποστέλλεται ταυτόχρονα στη γραμμή εξόδου του μετατροπέα. Το ελατήριο μηδενικής διόρθωσης 10 σάς επιτρέπει να ορίσετε την αρχική τιμή του σήματος εξόδου στα 0,02 MPa. Ο μορφοτροπέας ρυθμίζεται σε ένα δεδομένο όριο μέτρησης μετακινώντας τη φυσούνα 14 κατά μήκος του μοχλού 8. Οι πνευματικοί μετατροπείς μέτρησης άλλων τροποποιήσεων σχεδιάζονται με παρόμοιο τρόπο.
Εικόνα 3.
Μορφοτροπείς διαφορικής πίεσης Το Sapphire-22DD (Εικ. 3) έχει δύο θαλάμους: θετικό 7 και αρνητικό 13, στους οποίους παρέχεται πίεση. Η μετρούμενη διαφορά πίεσης δρα στις μεμβράνες 6, συγκολλημένες κατά μήκος της περιμέτρου στη βάση 9. Οι φλάντζες σφραγίζονται με παρεμβύσματα 8. Η εσωτερική κοιλότητα 4, που περιορίζεται από τις μεμβράνες και το μετρητή τάσης 3, είναι γεμάτη με υγρό σιλικόνης. Υπό την επίδραση της διαφοράς πίεσης, η μεμβράνη κινεί τη ράβδο 11, η οποία μεταδίδει δύναμη μέσω της ράβδου 12 στον μοχλό του μετρητή τάσης 3. Αυτό προκαλεί μια εκτροπή της μεμβράνης του μετρητή τάσης 3 και ένα αντίστοιχο ηλεκτρικό σήμα που μεταδίδεται στο την ηλεκτρονική συσκευή 1 μέσω του σφραγισμένου ακροδέκτη 2.
Μετρητές ροής σταθερής διαφορικής πίεσης.
Η αρχή της λειτουργίας τους βασίζεται στην αντίληψη της δυναμικής πίεσης του ελεγχόμενου μέσου, ανάλογα με τον ρυθμό ροής, από ένα ευαίσθητο στοιχείο (για παράδειγμα, ένα πλωτήρα) που τοποθετείται στη ροή. Ως αποτέλεσμα της ροής, το αισθητήριο στοιχείο μετακινείται και η ποσότητα κίνησης χρησιμεύει ως μέτρο της ροής.
Οι συσκευές που λειτουργούν με αυτήν την αρχή είναι τα περιστροφόμετρα (Εικ. 4).
Εικόνα 4.
Η ροή της ελεγχόμενης ουσίας εισέρχεται στον σωλήνα από κάτω προς τα πάνω και μεταφέρει τον πλωτήρα μαζί του, μετακινώντας τον προς τα πάνω σε ύψος H. Ταυτόχρονα, το κενό μεταξύ αυτού και του τοιχώματος του κωνικού σωλήνα αυξάνεται, με αποτέλεσμα η ταχύτητα του υγρού (αερίου) μειώνεται και η πίεση πάνω από τον πλωτήρα αυξάνεται.
Ο πλωτήρας ασκείται από μια δύναμη από κάτω προς τα πάνω:
G1=P1·S ⇒ Р1=G1/S
και από πάνω προς τα κάτω
G2=P2·S+q ⇒ P2=G2/S-q/S,
όπου P1, P2 – πίεση της ουσίας στον πλωτήρα από κάτω και πάνω.
S—πλωτή περιοχή.
q είναι το βάρος του πλωτήρα.
Όταν ο πλωτήρας βρίσκεται σε ισορροπία G1=G2, επομένως:
P1 - P2=q/S,
αφού q/S=const, σημαίνει:
P1 - P2=const,
Επομένως, τέτοιες συσκευές ονομάζονται μετρητές ροής σταθερής διαφορικής πίεσης.
Σε αυτήν την περίπτωση, η ροή όγκου μπορεί να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας τον τύπο:
όπου Fσ είναι η περιοχή διατομής του κωνικού σωλήνα στο ύψος h, m2. F-εμβαδόν της άνω ακραίας επιφάνειας του πλωτήρα, m2. p-πυκνότητα του μετρούμενου μέσου, kg m3. γ – συντελεστής ανάλογα με το μέγεθος και το σχέδιο του πλωτήρα.
Τα περιστροφόμετρα με γυάλινο σωλήνα χρησιμοποιούνται μόνο για οπτικές μετρήσεις ροής και δεν διαθέτουν συσκευές για τη μετάδοση σήματος σε απόσταση.
Το περιστροφόμετρο δεν πρέπει να τοποθετείται σε αγωγούς που υπόκεινται σε ισχυρούς κραδασμούς.
Το μήκος του ευθύγραμμου τμήματος του αγωγού πριν από το περιστροφόμετρο πρέπει να είναι τουλάχιστον 10 Du και μετά το στροφόμετρο τουλάχιστον 5 Du.
Εικόνα 5.
Φθοριοπλαστικό πνευματικό περιστροφόμετρο τύπου RPF
Τα περιστροφόμετρα τύπου RPF έχουν σχεδιαστεί για να μετρούν τον ογκομετρικό ρυθμό ροής ομαλά μεταβαλλόμενων ομοιογενών ροών καθαρών και ελαφρά μολυσμένων επιθετικών υγρών με διάσπαρτα μη μαγνητικά εγκλείσματα ξένων σωματιδίων ουδέτερα σε φθοροπλαστικά και μετατρέποντας τον ρυθμό ροής σε ενοποιημένο πνευματικό σήμα.
Το RPF αποτελείται από ένα περιστροφικό και πνευματικό τμήμα (πνευματική κεφαλή).
Το σώμα του περιστροφικού τμήματος 1 (Εικ. 5) είναι ένας σωλήνας ευθείας ροής με δακτυλίους 6 συγκολλημένους στα άκρα.
Μέσα στο περίβλημα υπάρχουν: ένας πλωτήρας 2 που κινείται υπό τη δράση της μετρούμενης ροής, άκαμπτα συνδεδεμένος με δύο μαγνήτες 7, ένας κώνος μέτρησης 4, οδηγοί 3, 12.
Το σώμα του στροφομετρικού τμήματος είναι επενδεδυμένο με fluoroplastic-4 και οι οδηγοί 3, 12, float 2, και ο κώνος μέτρησης 4 είναι κατασκευασμένοι από fluoroplastic-4.
Η πνευματική κεφαλή έχει σχεδιαστεί για να παρέχει τοπικές μετρήσεις και είναι ένα στρογγυλό περίβλημα 20, το οποίο περιλαμβάνει: έναν σερβοκινητήρα 16, ένα πνευματικό ρελέ 13, μετρητές πίεσης 18, ένα βέλος 9, έναν κινούμενο μηχανισμό 10, μια κλίμακα τοπικών ενδείξεων και είσοδο και εξαρτήματα εξόδου.
Η μονάδα σερβομηχανισμού 16 είναι ένα μεταλλικό κύπελλο 15 στο οποίο υπάρχει ένα συγκρότημα φυσητήρων 17. Η φυσούνα 17 διαχωρίζει την εσωτερική κοιλότητα της μονάδας σερβομηχανισμού από εξωτερικό περιβάλλονκαι, με ελατήριο 24, χρησιμεύει ως ελαστικό στοιχείο.
Το κάτω άκρο του φυσητήρα είναι κολλημένο στον κινητό πυθμένα, στον οποίο η ράβδος 14 συνδέεται άκαμπτα Στο αντίθετο άκρο της ράβδου 14, στερεώνονται ένα ακροφύσιο 25 και ένα μηχανικό ρελέ 8.
Κατά τη λειτουργία, το μηχανικό ρελέ διασφαλίζει ότι το ακροφύσιο κλείνει από το πτερύγιο όταν αυξάνεται ο ρυθμός ροής και το ακροφύσιο ανοίγει όταν μειώνεται ο ρυθμός ροής.
Το μηχανικό ρελέ (Εικ. 6) αποτελείται από ένα βραχίονα 1 στερεωμένο στο μπλοκ 3, ένα κλείστρο 2 εγκατεστημένο μαζί με έναν μαγνήτη παρακολούθησης 5 στους πυρήνες του βραχίονα 4. Ο βραχίονας 4 είναι στερεωμένος με βίδες στο μπλοκ 3. Ρύθμιση της θέσης του το μηχανικό ρελέ σε σχέση με το ακροφύσιο πραγματοποιείται μετακινώντας το μηχανικό ρελέ κατά μήκος του άξονα της ράβδου σερβομηχανισμού.
Εικόνα 6.
Ο μηχανισμός κίνησης 10 συνδέεται περιστροφικά με το μηχανικό ρελέ 8 μέσω μιας ράβδου 11 και μετατρέπει την κατακόρυφη κίνηση της ράβδου 14 σε μια περιστροφική κίνηση του βέλους 9.
Όλα τα μέρη της κεφαλής αέρα προστατεύονται από κρούσεις περιβάλλον(σκόνη, πιτσιλίσματα) και μηχανική βλάβη στο καπάκι.
Η αρχή λειτουργίας του περιστροφόμετρου βασίζεται στην αντίληψη από τον πλωτήρα που κινείται στον κώνο μέτρησης 4 της δυναμικής πίεσης που περνά από κάτω προς τα πάνω της μετρούμενης ροής (Εικ. 6).
Όταν ο πλωτήρας ανυψώνεται, το διάκενο διέλευσης μεταξύ της επιφάνειας μέτρησης του κώνου και της άκρης του πλωτήρα αυξάνεται και η πτώση πίεσης στον πλωτήρα μειώνεται.
Όταν η πτώση πίεσης γίνει ίση με το βάρος του πλωτήρα ανά μονάδα επιφάνειας διατομής, προκύπτει ισορροπία. Σε αυτή την περίπτωση, κάθε ρυθμός ροής του μετρούμενου υγρού σε μια ορισμένη πυκνότητα και κινηματικό ιξώδες αντιστοιχεί σε μια αυστηρά καθορισμένη θέση του πλωτήρα.
Κατ' αρχήν, ο μαγνητοπνευματικός μετατροπέας χρησιμοποιεί την ιδιότητα της αντίληψης από έναν μαγνήτη παρακολούθησης 6, τη μηχανική κίνηση των δίδυμων μαγνητών 7, άκαμπτα συνδεδεμένου με τον πλωτήρα, και τη μετατροπή αυτής της κίνησης σε πνευματικό σήμα εξόδου (Εικ. 7).
Η μετακίνηση του πλωτήρα προς τα πάνω προκαλεί μια αλλαγή στη θέση του μαγνήτη ιχνηλάτησης 6 και του αποσβεστήρα 5 που είναι άκαμπτα συνδεδεμένος με αυτόν. το πνευματικό ρελέ 4 (Εικ. 7).
Το σήμα με ενίσχυση ισχύος εισέρχεται στην εσωτερική κοιλότητα του γυαλιού 15 (Εικ. 5). Υπό την επίδραση αυτού του σήματος, το ελαστικό στοιχείο (φυσούνα 17-ελατήριο 24) του σερβοκινητήρα 16 συμπιέζεται, η ράβδος 14, άκαμπτα συνδεδεμένη με το κάτω άκρο της φυσούνας 17, το ακροφύσιο 25, το μηχανικό ρελέ 8, τοποθετείται στη ράβδο 14, κινείται προς τα πάνω.
Η κίνηση της ράβδου 14 συμβαίνει έως ότου ο μαγνήτης παρακολούθησης 5 με τον αποσβεστήρα πάρει την αρχική του θέση σε σχέση με τους δίδυμους μαγνήτες 7.
Εικόνα 7.
Όταν ο πλωτήρας κινείται προς τα κάτω, η θέση του μαγνήτη παρακολούθησης 5 και της βαλβίδας που σχετίζεται με αυτόν αλλάζει, ενώ το διάκενο μεταξύ της βαλβίδας και του ακροφυσίου 25 αυξάνεται, μειώνοντας έτσι την πίεση εντολής και την πίεση στην έξοδο του πνευματικού ρελέ. Η περίσσεια αέρα από την κοιλότητα του κυπέλλου 15 (Εικ. 4) εξαερίζεται στην ατμόσφαιρα μέσω της βαλβίδας πνευματικού ρελέ. Δεδομένου ότι η πίεση στο γυαλί 15 έχει μειωθεί, η ράβδος 14, υπό τη δράση ενός ελαστικού στοιχείου (φυσούνα-ελατήριο) στη θέση του με το μηχανικό ρελέ 8, κινείται προς τα κάτω (προς την κίνηση του πλωτήρα) μέχρι ο μαγνήτης παρακολούθησης 5 με ο αποσβεστήρας παίρνει την αρχική του θέση σε σχέση με τους δίδυμους μαγνήτες.
Το πνευματικό ρελέ έχει σχεδιαστεί για να ενισχύει το πνευματικό σήμα εξόδου ως προς την ισχύ.
Η αρχή λειτουργίας του ροόμετρου VIR βασίζεται στη μέθοδο ροταμετρικής μέτρησης, δηλαδή, το μέτρο της ροής σε αυτό είναι η κατακόρυφη κίνηση του πλωτήρα υπό την επίδραση της ροής υγρού που ρέει γύρω του. Η κίνηση του πλωτήρα μετατρέπεται σε ηλεκτρικό σήμα.
Εικόνα 8.
Θεμελιώδης ηλεκτρικό διάγραμμαΤο VIR με το διάγραμμα σύνδεσης με τον μετατροπέα (KSD) φαίνεται στο Σχ. 8.
Το VIR είναι ένα ροταμετρικό ζεύγος (κώνος μέτρησης, πυρήνας πλωτήρα), που ανταποκρίνεται σε αλλαγές στη ροή του μετρούμενου υγρού, μέσω ενός διαφορικού μετασχηματιστή Τ1, ο οποίος μετατρέπει την κίνηση του πυρήνα πλωτήρα σε τάση εναλλασσόμενου ρεύματος. Ο μετατροπέας (KSD) έχει σχεδιαστεί για να τροφοδοτεί το πρωτεύον τύλιγμα του μετασχηματιστή αισθητήρα T1 και να μετατρέπει την τάση εναλλασσόμενου ρεύματος που προκαλείται στη δευτερεύουσα περιέλιξη του διαφορικού μετασχηματιστή T1 του αισθητήρα σε μετρήσεις στην κλίμακα οργάνων που αντιστοιχούν στη ροή του υγρού.
Η αλλαγή της τάσης στη δευτερεύουσα περιέλιξη του διαφορικού μετασχηματιστή Τ2, που προκαλείται από την κίνηση του πυρήνα του πλωτήρα στον αισθητήρα, ενισχύεται και μεταδίδεται στον αναστρέψιμο κινητήρα.
Ο κινούμενος πυρήνας του διαφορικού μετασχηματιστή Τ2 είναι ένα στοιχείο αρνητικής ανάδρασης που αντισταθμίζει τη μεταβολή της τάσης στην είσοδο του μετασχηματιστή Τ2. Ο πυρήνας κινείται μέσα από το έκκεντρο όταν περιστρέφεται ο αναστρέψιμος κινητήρας RD. Ταυτόχρονα, η περιστροφή του αναστρέψιμου κινητήρα μεταδίδεται στον δείκτη του οργάνου.
Ο αισθητήρας περιστροφόμετρου (Εικ. 9) αποτελείται από ένα περίβλημα 1, έναν περιστροφικό σωλήνα 2, ένα πηνίο διαφορικού μετασχηματιστή 3, έναν πυρήνα πλωτήρα 4 και ένα κουτί ακροδεκτών 5.
Το περίβλημα είναι ένας κύλινδρος με καλύμματα 9, μέσα στον οποίο διέρχεται ένας στροφομετρικός σωλήνας και ένα κουτί ακροδεκτών με κάλυμμα 6 είναι συγκολλημένο στην πλευρική του επιφάνεια, η οποία στερεώνεται με έξι μπουλόνια. Το περίβλημα περιέχει ένα πηνίο διαφορικού μετασχηματιστή γεμάτο με ένωση 10 (VIXINT K-18).
Ο ροταμετρικός σωλήνας είναι ένας σωλήνας από ανοξείδωτο χάλυβα, στα άκρα του οποίου συγκολλούνται οι φλάντζες 7, οι οποίες χρησιμοποιούνται για την τοποθέτηση του αισθητήρα στη γραμμή παραγωγής. Μέσα στον ροταμετρικό σωλήνα υπάρχει ένας φθοροπλαστικός σωλήνας 8 με έναν εσωτερικό κώνο μέτρησης.
Εικόνα 9.
Το πηνίο του διαφορικού μετασχηματιστή τυλίγεται απευθείας στον ροταμετρικό σωλήνα, τα άκρα των περιελίξεων του πηνίου συνδέονται με τους ακροδέκτες τροφοδοσίας του κιβωτίου ακροδεκτών.
Ο πυρήνας πλωτήρα αποτελείται από έναν ειδικά σχεδιασμένο πλωτήρα κατασκευασμένο από fluoroplastic-4 και έναν πυρήνα από ηλεκτρικό χάλυβα που βρίσκεται στο εσωτερικό του πλωτήρα.
Το πηνίο διαφορικού μετασχηματιστή πυρήνα πλωτήρα αποτελεί τον διαφορικό μετασχηματιστή αισθητήρα, η κύρια περιέλιξη του οποίου τροφοδοτείται από τον μορφοτροπέα και η τάση που προκαλείται στη δευτερεύουσα περιέλιξη τροφοδοτείται στον μορφοτροπέα.
Ηλεκτρομαγνητικά ροόμετρα.
Οι ηλεκτρομαγνητικοί μετρητές ροής βασίζονται στην αλληλεπίδραση ενός κινούμενου ηλεκτρικά αγώγιμου υγρού με ένα μαγνητικό πεδίο, με την επιφύλαξη του νόμου της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής.
Οι κύριες εφαρμογές είναι τα ηλεκτρομαγνητικά ροόμετρα στα οποία το EMF που προκαλείται σε ένα υγρό μετράται όταν διασταυρώνεται μαγνητικό πεδίο. Για να γίνει αυτό (Εικ. 10), δύο ηλεκτρόδια 3 και 5 εισάγονται στο τμήμα 2 ενός αγωγού κατασκευασμένου από μη μαγνητικό υλικό, επικαλυμμένα στο εσωτερικό με μη αγώγιμη μόνωση και τοποθετημένα μεταξύ των πόλων 1 και 4 ενός μαγνήτη ή ηλεκτρομαγνήτη. σε διεύθυνση κάθετη τόσο προς την κατεύθυνση κίνησης του υγρού όσο και προς την κατεύθυνση ηλεκτρικά καλώδιαμαγνητικό πεδίο. Η διαφορά δυναμικού Ε στα ηλεκτρόδια 3 και 5 προσδιορίζεται από την εξίσωση:
όπου – B – μαγνητική επαγωγή. D – απόσταση μεταξύ των άκρων των ηλεκτροδίων, ίση με την εσωτερική διάμετρο του αγωγού. v και Q0 είναι η μέση ταχύτητα και ο ογκομετρικός ρυθμός ροής του υγρού.
Εικόνα 10.
Έτσι, η μετρούμενη διαφορά δυναμικού Ε είναι ευθέως ανάλογη με τη ροή όγκου Q0. Για να ληφθούν υπόψη τα φαινόμενα ακμής που προκαλούνται από την ανομοιογένεια του μαγνητικού πεδίου και το φαινόμενο εκτροπής του σωλήνα, η εξίσωση πολλαπλασιάζεται επί διορθωτικοί παράγοντες km και ki, συνήθως πολύ κοντά στην ενότητα.
Πλεονεκτήματα των ηλεκτρομαγνητικών ροόμετρων: ανεξαρτησία των μετρήσεων από το ιξώδες και την πυκνότητα της ουσίας που μετράται, δυνατότητα χρήσης σε σωλήνες οποιασδήποτε διαμέτρου, καμία απώλεια πίεσης, γραμμικότητα της κλίμακας, ανάγκη για μικρότερα μήκη ευθύγραμμων τμημάτων σωλήνων, υψηλή ταχύτητα , την ικανότητα μέτρησης επιθετικών, λειαντικών και παχύρρευστων υγρών. Αλλά οι ηλεκτρομαγνητικοί μετρητές ροής δεν ισχύουν για τη μέτρηση της ροής αερίου και ατμού, καθώς και διηλεκτρικών υγρών, όπως οι αλκοόλες και τα προϊόντα πετρελαίου. Είναι κατάλληλα για τη μέτρηση της ροής υγρών των οποίων η συγκεκριμένη ηλεκτρική αγωγιμότηταόχι λιγότερο από 10-3 S/m.
μετρητές.
Σύμφωνα με την αρχή της λειτουργίας, όλοι οι μετρητές υγρού και αερίου χωρίζονται σε υψηλής ταχύτητας και ογκομετρικούς.
Μετρητές ταχύτηταςείναι σχεδιασμένα με τέτοιο τρόπο ώστε το υγρό που ρέει μέσω του θαλάμου της συσκευής να περιστρέφει μια περιστρεφόμενη πλάκα ή πτερωτή, η γωνιακή ταχύτητα της οποίας είναι ανάλογη με την ταχύτητα ροής και, κατά συνέπεια, με τον ρυθμό ροής.
Όγκομετρα. Το υγρό (ή το αέριο) που εισέρχεται στη συσκευή μετράται σε ξεχωριστές δόσεις ίσου όγκου, οι οποίες στη συνέχεια συνοψίζονται.
Μετρητής υψηλής ταχύτητας με βιδωτό κλωστήρα.
Για τη μέτρηση μεγάλων όγκων νερού χρησιμοποιείται ένας μετρητής υψηλής ταχύτητας με βιδωτό κλωστήρα.
Εικόνα 11.
Ροή υγρού 4 εικ. 11, μπαίνοντας στη συσκευή, ισοπεδώνεται από το ισιωτικό ρεύματος 3 και πέφτει στις λεπίδες του περιστρεφόμενου δίσκου 2, το οποίο είναι κατασκευασμένο με τη μορφή έλικας πολλαπλών σπειρωμάτων με μεγάλο βήμα λεπίδας. Η περιστροφή του περιστρεφόμενου δίσκου μεταδίδεται μέσω ενός ζεύγους σκουληκιών και ενός μηχανισμού μετάδοσης 4 σε μια συσκευή μέτρησης. Για τη ρύθμιση της συσκευής, μία από τις ακτινικές λεπίδες του ισιωτικού ροής γίνεται περιστροφική, έτσι ώστε αλλάζοντας την ταχύτητα ροής, να επιταχύνετε ή να επιβραδύνετε την ταχύτητα του περιστρεφόμενου δίσκου.
Μετρητής υψηλής ταχύτητας με κάθετη φτερωτή.
Αυτός ο μετρητής χρησιμοποιείται για τη μέτρηση σχετικά μικρών ροών νερού και είναι διαθέσιμος για ονομαστικές ροές από 1 έως 6,3 m3/h με διαμέτρημα από 15 έως 40 mm.
Εικόνα 12.
Ανάλογα με την κατανομή της ροής του νερού που εισέρχεται στην πτερωτή, υπάρχουν δύο τροποποιήσεις των μετρητών - μονής πίδακα και πολλαπλής πίδακας.
Το Σχήμα 12 δείχνει τη σχεδίαση ενός μετρητή μονού πίδακα. Το υγρό τροφοδοτείται στην πτερωτή εφαπτομενικά σε έναν κύκλο που περιγράφεται από τη μέση ακτίνα των πτερυγίων.
Το πλεονέκτημα των μετρητών πολλαπλών πίδακα είναι το σχετικά μικρό φορτίο στο στήριγμα και στον άξονα της πτερωτής, αλλά το μειονέκτημα είναι ότι ο σχεδιασμός είναι πιο περίπλοκος από τους μετρητές απλής εκτόξευσης και η δυνατότητα απόφραξης των οπών παροχής πίδακα. Τα πικάπ και οι πτερωτές των πάγκων είναι κατασκευασμένα από κυτταρίνη, πλαστικό και σκληρό καουτσούκ.
Ο μετρητής είναι εγκατεστημένος σε ένα γραμμικό τμήμα του αγωγού και σε απόσταση 8-10 D μπροστά του (διάμετρος D του αγωγού) δεν πρέπει να υπάρχουν συσκευές που παραμορφώνουν τη ροή (αγκώνες, μπλουζάκια, βαλβίδες κ.λπ. .). Σε περιπτώσεις όπου αναμένεται ακόμη κάποια παραμόρφωση ροής, τοποθετούνται πρόσθετοι ισιωτές ροής μπροστά από τους μετρητές.
Μετρητές με οριζόντια πτερωτή μπορούν να τοποθετηθούν σε οριζόντιους, κεκλιμένους και κατακόρυφους αγωγούς, ενώ μετρητές με κάθετη φτερωτή μπορούν να τοποθετηθούν μόνο σε οριζόντιους αγωγούς.
Μετρητής όγκου υγρού με οβάλ γρανάζια.
Η λειτουργία αυτού του μετρητή βασίζεται στη μετατόπιση ορισμένων όγκων υγρού από τον θάλαμο μέτρησης της συσκευής από οβάλ γρανάζια που είναι γρανάζι και περιστρέφονται υπό την επίδραση της διαφοράς πίεσης στους σωλήνες εισόδου και εξόδου της συσκευής.
Εικόνα 13.
Το διάγραμμα ενός τέτοιου μετρητή φαίνεται στο Σχ. 13. Στην πρώτη αρχική θέση (Εικ. 13, α) η επιφάνεια r του γραναζιού 2 βρίσκεται υπό την πίεση του εισερχόμενου υγρού και η ίση επιφάνεια r είναι υπό την πίεση του το εξερχόμενο υγρό. Λιγότερη είσοδος. Αυτή η διαφορά πίεσης δημιουργεί μια ροπή που περιστρέφει την ταχύτητα 2 δεξιόστροφα. Σε αυτή την περίπτωση, το υγρό από την κοιλότητα 1 και την κοιλότητα που βρίσκεται κάτω από το γρανάζι 3 ωθείται προς τα έξω στον σωλήνα εξόδου. Η ροπή του γραναζιού 3 είναι μηδέν, αφού οι επιφάνειες a1g1 και g1b1 είναι ίσες και βρίσκονται υπό την ίδια πίεση εισόδου. Επομένως, το γρανάζι είναι 2-κινητήριο, το γρανάζι είναι 3-οδηγούμενο.
Στην ενδιάμεση θέση (Εικ. 13, β), το γρανάζι 2 περιστρέφεται προς την ίδια κατεύθυνση, αλλά η ροπή του θα είναι μικρότερη από ό,τι στη θέση a, λόγω της ροπής εξουδετέρωσης που δημιουργείται από την πίεση στην επιφάνεια dg (d-σημείο επαφής των γραναζιών). Η επιφάνεια a1b1 του γραναζιού 3 είναι υπό εισερχόμενη πίεση και η επιφάνεια b1 b1 υπό εξερχόμενη πίεση. Το γρανάζι έχει μια αριστερόστροφη ροπή. Σε αυτή τη θέση κινούνται και οι δύο ταχύτητες.
Στη δεύτερη αρχική θέση (Εικ. 13, γ), η ταχύτητα 3 είναι υπό την επίδραση της μεγαλύτερης ροπής και κινείται, ενώ η ροπή της ταχύτητας 2 είναι μηδενική, κινείται.
Ωστόσο, η συνολική ροπή και των δύο ταχυτήτων για οποιαδήποτε από τις θέσεις παραμένει σταθερή.
Κατά τη διάρκεια μιας πλήρους περιστροφής των γραναζιών (ένας κύκλος του μετρητή), οι κοιλότητες 1 και 4 γεμίζονται δύο φορές και αδειάζονται δύο φορές. Ο όγκος τεσσάρων δόσεων υγρού που εκτοπίζεται από αυτές τις κοιλότητες αποτελεί τον όγκο μέτρησης του μετρητή.
Όσο μεγαλύτερη είναι η ροή του υγρού μέσω του μετρητή, τόσο πιο γρήγορα περιστρέφονται τα γρανάζια. Μετατόπιση μετρούμενων όγκων. Η μετάδοση από τα οβάλ γρανάζια στον μηχανισμό μέτρησης πραγματοποιείται μέσω μιας μαγνητικής σύζευξης, η οποία λειτουργεί ως εξής. Ο κινητήριος μαγνήτης είναι στερεωμένος στο άκρο του οβάλ γραναζιού 3 και ο κινούμενος είναι στον άξονα, συνδέοντας τη σύζευξη με το κιβώτιο ταχυτήτων 5. Ο θάλαμος όπου βρίσκονται τα οβάλ γρανάζια διαχωρίζεται από το κιβώτιο ταχυτήτων 5 και τον μηχανισμό μέτρησης 6 από ένα μη μαγνητικό διαμέρισμα. Περιστρέφοντας, ο κινητήριος άξονας ενισχύει τον κινούμενο.
Ph.D., A. V. Kovalenko
Οι μετρητές υπέρθερμου ατμού που χρησιμοποιούνται καθορίζουν: πίεση, θερμοκρασία και ένας«παράμετρος εξόδων». Όπως έχει ήδη σημειωθεί, αυτές οι πληροφορίες δεν επαρκούν για τον προσδιορισμό της θερμότητας και της μάζας του υγρού ατμού.
Προκειμένου να εξασφαλιστεί η δυνατότητα ελέγχου της θερμότητας και της μάζας του υγρού ατμού για τέτοιους μετρητές, σχεδιάζεται η χρήση υπολογιστών με δυνατότητα εισαγωγής διόρθωσης για την παράμετρο "βαθμός ξηρότητας". Ωστόσο, μια τέτοια λύση στο πρόβλημα της παρακολούθησης των παραμέτρων του υγρού ατμού, με βάση το γνωστό επίπεδο τεχνολογίας, θα πρέπει να θεωρείται ανεπαρκώς αποτελεσματική.
Σε αγωγούς υπέρθερμου ατμού, το σήμα «παράμετρος ροής» αυτών των μετρητών αντιστοιχεί στον ρυθμό ροής μάζας της ελεγχόμενης ροής. Η κατανάλωση υπερθερμασμένου ατμού μπορεί να αναπαρασταθεί από την ακόλουθη μαθηματική έκφραση:
, (1 .1)
όπου: - κατανάλωση υπέρθερμου ατμού.
Πυκνότητα υπερθερμασμένου ατμού.
Ταχύτητα υπέρθερμου ατμού στη γραμμή ατμού.
Διατομή ελεγχόμενης ροής.
Η πυκνότητα του υπέρθερμου ατμού είναι μια γνωστή συνάρτηση της πίεσης και της θερμοκρασίας του ατμού στην ελεγχόμενη γραμμή ατμού.
Για τον προσδιορισμό του ρυθμού ροής του υπέρθερμου ατμού (), μπορεί να χρησιμοποιηθεί οποιαδήποτε αποδεκτή «παράμετρος ροής», για παράδειγμα ένα διάφραγμα μέτρησης.
Έτσι, η ροή του υπέρθερμου ατμού προσδιορίζεται από τα μετρούμενα σήματα της «παραμέτρου ροής», τη θερμοκρασία και την πίεση. Αυτό το μοντέλο υπολογισμού είναι ιδανικό για τον προσδιορισμό των παραμέτρων του υπέρθερμου ατμού.
Ωστόσο, ο υπέρθερμος ατμός, στη διαδικασία χρήσης ή απώλειας της θερμικής του ενέργειας, αναπόφευκτα γίνεται υγρός ατμός.
Ο ρυθμός ροής υγρού ατμού μπορεί να αναπαρασταθεί από την ακόλουθη μαθηματική έκφραση:
, (1.2)
όπου: - κατανάλωση υγρού ατμού.
Ρυθμός ροής της φάσης ατμού υγρού ατμού (φάση κορεσμένου ατμού).
Κατανάλωση υγρής φάσης υγρού ατμού.
Η ταχύτητα κίνησης της υγρής φάσης της ροής.
Κορεσμένος ατμός με θερμοκρασία κορεσμένου ατμού. - υγρός ατμός - νερό σε θερμοκρασία κορεσμένων ατμών.
Οι πυκνότητες των φάσεων υγρού ατμού είναι γνωστές συναρτήσεις της πίεσης ατμού στην ελεγχόμενη γραμμή ατμού. Άλλες παράμετροι υγρού ατμού, για παράδειγμα, όπως: , , , , , , δεν μπορούν να προσδιοριστούν από υπερθερμασμένους μετρητές ατμού. Σε αυτήν την περίπτωση, δεν έχει νόημα να διορθωθεί το σήμα "παράμετρος ροής" με τη μετρούμενη τιμή του βαθμού ξηρότητας για το λόγο ότι αυτό το σήμα δεν αντιστοιχεί φυσικά στον ρυθμό ροής ή τις φάσεις του. Ένα τέτοιο σήμα «παραμέτρου ροής» δεν χρειάζεται διόρθωση, αλλά... ρύθμιση.
Το εντοπισμένο πρόβλημα του ελέγχου της θερμότητας και της μάζας του υγρού ατμού μπορεί να παρουσιαστεί λεπτομερώς στο συγκεκριμένα παραδείγματα.
Παράδειγμα συστήματος μέτρησης ροής. Σύστημα μέτρησης ροής ατμού χρησιμοποιώντας ειδικά σχεδιασμένους σωλήνες πίεσης σύμφωνα με το δίπλωμα ευρεσιτεχνίας Νο. 2243508 (RU) της εφεύρεσης. Σε αυτό το σύστημα προσδιορισμού ροής (συσκευή), μετράται η στατική πίεση και η διαφορά πίεσης () μεταξύ δύο σωλήνων πίεσης σε ελεγχόμενη ροή ατμού στην έξοδο του αντιδραστήρα, το παράθυρο λήψης ενός σωλήνα πίεσης κατευθύνεται προς τη ροή και άλλα - κατάντη.
Είναι γνωστό από δημοσιευμένες πηγές ότι τα αποτελέσματα των δοκιμών αυτού του συστήματος σε αγωγούς ατμού πυρηνικών σταθμών ηλεκτροπαραγωγής και θερμοηλεκτρικών σταθμών δείχνουν το πλεονέκτημα της χρήσης σωλήνων πίεσης έναντι άλλων μετρητών παραμέτρων ατμού. Συγκεκριμένα, το πλεονέκτημά τους έναντι των διαφραγμάτων μέτρησης φαίνεται στην αξιοπιστία και την απλότητα του σχεδιασμού, την απλότητα και την ευκολία εγκατάστασης και την ουσιαστική απουσία απωλειών πίεσης.
Στον αγωγό ατμού ενός αντιδραστήρα, για παράδειγμα, μονάδες ισχύος VVER-1000, ρέει υγρός ατμός με βαθμό ξηρότητας που δεν υπερβαίνει το 0,98. Από αυτή την άποψη, η διαφορά πίεσης () που μετράται από τους δύο σωλήνες πίεσης της συσκευής σχηματίζεται και από τις δύο φάσεις της ελεγχόμενης ροής. Η εξάρτηση αυτής της πτώσης πίεσης από τους σωλήνες πίεσης από τις παραμέτρους ροής μπορεί να αναπαρασταθεί από την ακόλουθη μαθηματική έκφραση:
(1.3)
όπου: - συντελεστής σήματος δύο σωλήνων μέτρησης.
Πραγματική ογκομετρική περιεκτικότητα ατμού ροής υγρού ατμού.
Ταχύτητα κίνησης της φάσης ατμού της ροής.
Ταχύτητα κίνησης της υγρής φάσης της ροής.
Πυκνότητα φάσης ατμού;
Πυκνότητα της υγρής φάσης.
Η παραπάνω εξίσωση (1.3) περιέχειτρίαάγνωστες παράμετροι ροής (, , ) και συντελεστής ( ) σήμα από τους σωλήνες μέτρησης της συσκευής. Δεν παρέχονται άλλες πληροφορίες για την επίλυση του προβλήματος σε αυτό το σύστημα. Από αυτή την άποψη, το πρόβλημα του προσδιορισμού του ρυθμού ροής του υγρού ατμού δεν μπορεί να λυθεί χωρίς τη χρήση πρόσθετων πληροφοριών ή την εισαγωγή περιοριστικών συνθηκών.
Για την εν λόγω συσκευή, για να προσδιοριστεί ο ρυθμός ροής της ελεγχόμενης ροής υγρού ατμού, είναι απαραίτητο να προσδιοριστούν ή, κάπου, να ληφθούν οι τιμές, , Και .
Αυτή η συσκευή χρησιμοποιείται στο σύστημα ελέγχου στάθμης ψυκτικού σε αντιδραστήρες πυρηνικών σταθμών ηλεκτροπαραγωγής. Το σύστημα επεξεργασίας πληροφοριών της συσκευής χρησιμοποιεί ένα μοντέλο μονοφασικής ροής. Αυτό προκύπτει από το κείμενο και τους τύπους στην περιγραφή του. Έτσι, η πραγματική παρουσία της υγρής φάσης στην ελεγχόμενη ροή αγνοείται από αυτή τη συσκευή. Ο βασικός τύπος υπολογισμού της συσκευής σύμφωνα με το δίπλωμα ευρεσιτεχνίας για την εφεύρεση αρ. 2243508 (RU) μπορεί να αναπαρασταθεί ως εξής:
(1.4)
Δηλαδή, η εξίσωση (1.3) χρησιμοποιείται σε μια σταθερή τιμή (ίση με τη μονάδα) της πραγματικής ογκομετρικής περιεκτικότητας σε ατμούς ( ). Απευθείας από την εξίσωση (1.4) είναι σαφές πώς αυτό παραμορφώνει την υπολογισμένη τιμή της παραμέτρου ταχύτητας της φάσης ατμού της ροής. Η αριστερή πλευρά του τύπου είναι η μετρούμενη παράμετρος, που σχηματίζεται από δύο κινούμενες σε διαφορετικές ταχύτητες(συνεχής ατμός και, στον όγκο του, διασπαρμένο υγρό) φάσεις της ροής. Η δεξιά πλευρά του τύπου είναι το γινόμενο της πυκνότητας της φάσης ατμού (συνάρτηση της στατικής πίεσης) και του τετραγώνου της ταχύτητας ροής της φάσης ατμού.
Ενα άλλο παράδειγμα. Η συσκευή σύμφωνα με το δίπλωμα ευρεσιτεχνίας αρ. , μετρητής στατικής πίεσης και μετρητής βαθμού ξηρότητας.
- Σε σήμαστατική πίεση () καθορίζει τις απαραίτητες «πίνακες» παραμέτρους της ροής, για παράδειγμα: πυκνότητες και ειδική θερμική περιεκτικότητα των φάσεων της:
Πυκνότητα φάσης ατμού;
Πυκνότητα της υγρής φάσης;
Ενθαλπία της φάσης ατμού.
Ενθαλπία της υγρής φάσης.
ΜΕ ηχησεΈνας δυναμικός μετρητής κενού (αν ο συντελεστής είναι προκαθορισμένος ή έχει ληφθεί κάπου) σας επιτρέπει να προσδιορίσετε την ταχύτητα της φάσης ατμού της ροής:
,(2.1)
όπου: - σήμα του δυναμικού μετρητή κενού.
Συντελεστής σήματος δυναμικού μετρητή κενού.
Πυκνότητα φάσης ατμού;
Ταχύτητα φάσης ατμού ροής υγρού ατμού.
- Σε σήμα μετρητής ξηρότηταςπροσδιορίστε τον λόγο του ρυθμού ροής της φάσης ατμού (φάση κορεσμένου ατμού) προς τον συνολικό ρυθμό ροής της ελεγχόμενης ροής:
, (2.2)
Η επίλυση του συστήματος δύο εξισώσεων (2.1) και (2.2) με τρεις άγνωστες παραμέτρους: , , , και έναν τέταρτο άγνωστο συντελεστή είναι δυνατή μόνο με τη χρήση πρόσθετων πληροφοριών.
Τέτοιες πρόσθετες πληροφορίες για την επίλυση του προβλήματος μπορεί να είναι η παράμετρος ολίσθησης φάσης (). Ο λόγος της «τοπικής» τιμής (πραγματική ογκομετρική περιεκτικότητα ατμών) προς την «αναλώσιμη» τιμή (αναλώσιμος ογκομετρικός ατμός) στην τεχνολογία που ονομάζεται παράμετρος ολίσθησης φάσης ( 
). Η παράμετρος ολίσθησης φάσης (), είναι μια ασθενής συνάρτηση της πίεσης και μπορεί να προσδιοριστεί από τον εμπειρικό τύπο ().
Έτσι, για να λυθεί το πρόβλημα, προκύπτει η τρίτη εξίσωση:
, (2.3)
Αν με κάποιο τρόπο προσδιορίσουμε ή πάρουμε τους συντελεστές ( , , ) κάπου, το σύστημα των τριών εξισώσεων (2.1), (2.2), (2.3) με τρεις άγνωστες παραμέτρους ροής ( , , ) από τα σήματα των μετρητών συσκευών (σύμφωνα με το δίπλωμα ευρεσιτεχνίας No. 2444726) μας επιτρέπει να λύσουμε το έργο του ελέγχου της θερμότητας και της μάζας της ροής υγρού ατμού. Η λύση που παρουσιάζεται φαίνεται πολύ δυσκίνητη, αλλά σε ορισμένες συνθήκες υλοποίησης το σημειωμένο μειονέκτημα είναι αμελητέο. Θα πρέπει επίσης να ληφθεί υπόψη ότι οι παράμετροι ατμού καθορίζονται από αυτή τη συσκευή υστερούν από την τρέχουσα στιγμήγια το χρόνο καθυστέρησης της καθορισμένης παραμέτρου του βαθμού ξηρότητας (περίπου 30-40 δευτερόλεπτα).
Στην εργασία που παρουσιάζεται χρησιμοποιώντας συγκεκριμένα παραδείγματα φαίνεται, ότι:
- ΔιάσημοςΟι μετρητές υπέρθερμου ατμού δεν παρέχουν τη δυνατότητα δημιουργίας συστήματος παρακολούθησης της θερμότητας και της μάζας του υγρού και κορεσμένου ατμού.
Θα πρέπει να αναγνωριστεί ότι οι μονάδες για την παρακολούθηση της θερμότητας και της μάζας του υγρού ατμού με χρήση μετρητών υπέρθερμου ατμού είναι μάταιες. Από μόνα τους, δεν ελέγχουν τη θερμότητα και τη μάζα της ροής του υγρού ατμού, αλλά όταν συμπληρώνονται με μέσα ελέγχου του βαθμού ξηρότητας, το καλύτερο σενάριο, σχηματίζουν ένα δυσκίνητο σύστημα ελέγχου που δεν παρέχει την απαιτούμενη ακρίβεια με σημαντική καθυστέρηση στις καθορισμένες παραμέτρους ατμού.
Θα πρέπει να προσέξετε επίπεδο της διαθέσιμης τεχνολογίας για την επίλυση προβλημάτων ελέγχουθερμότητα και μάζα υγρού ατμού: .
Προτάθηκε τεχνικές λύσειςαποτελούν τον πυρήνα (επιλογή) ενός συστήματος παρακολούθησης των τρεχουσών παραμέτρων του υγρού ατμού, το οποίο παρέχει τη δυνατότητα τυποποίησης της ακρίβειας χρησιμοποιώντας σήματα αναφοράς μετρητών βαθμού ξηρότητας. Η ακρίβεια της παρακολούθησης της πραγματικής ογκομετρικής περιεκτικότητας ατμών και των ταχυτήτων φάσης ροής είναι άμεσα τυποποιημένη. Μια λεπτομερής περιγραφή αυτής της παραλλαγής του συστήματος ελέγχου θερμότητας και ροής μάζας για υγρό ατμό θα παρουσιαστεί αργότερα. ξεχωριστή εργασία.
Βιβλιογραφία:
1. Kovalenko A. V. Το ζήτημα της δημιουργίας ενός συστήματος ελέγχου υγρού ατμού για λογιστικές εργασίες
και τεχνολογικούς σκοπούς. Άρθρο στην πύλη RosTeplo. Δημοσιεύθηκε 02/06/2012
2. Ο Α.Γ. Ageev, R.V. Vasilyeva, Yu.S. Gorbunov, B.M. Κορόλκοφ. Δοκιμή συστήματος μέτρησης ροής ατμού στους αγωγούς ατμού των ατμογεννητριών της μονάδας ισχύος Νο. 3 του NPP Balakovo σε δυναμικές λειτουργίες. / Περιοδικό "Νέο στη ρωσική βιομηχανία ηλεκτρικής ενέργειας", Νο. 11, 2007/
3. Ageev A.G. κτλ. Δίπλωμα ευρεσιτεχνίας ραδιοσυχνοτήτων για την εφεύρεση αρ. 2243508. Συσκευή μέτρησης ροής ατμού σε αγωγό ατμού. Δελτίο εφευρέσεων, 27 Δεκεμβρίου 2004 / Κάτοχος διπλώματος ευρεσιτεχνίας ENIC/
4. Kovalenko A.V. RF δίπλωμα ευρεσιτεχνίας για την εφεύρεση αρ. 2444726 (RU). Μια συσκευή για τον έλεγχο της θερμικής ισχύος, της ροής μάζας, της ενθαλπίας και της ξηρότητας ενός υγρού ρεύματος ατμού. Δελτίο εφευρέσεων Νο 7, 2012
5. Tong L. Μεταφορά θερμότητας κατά τη διάρκεια βρασμού και ροής δύο φάσεων. Μ.: Μιρ, 1969. -344 σελ.
6. Kovalenko A.V. RF δίπλωμα ευρεσιτεχνίας για την εφεύρεση αρ. 2380694 (RU), MCP G 01N 25/60. Μέθοδος ελέγχου του βαθμού ξηρότητας υγρού ατμού / A.V. Kovalenko // Δελτίο εφευρέσεων. 2010. Αριθμ. 3. Αριθμ. 2008119269. Προτεραιότητα 15.05.2008
7. Δίπλωμα ευρεσιτεχνίας RF για την εφεύρεση No. 2459198 (RU), Kovalenko A.V. Δελτίο εφευρέσεων Νο 23, 2012
8. Kovalenko A.V. Αίτηση για εφεύρεση Αρ. 2011129977 (RU). Μια συσκευή για τον προσδιορισμό του βαθμού ξηρότητας ενός υγρού ρεύματος ατμού. Προτεραιότητα με ημερομηνία 19 Ιουλίου 2011. Απόφαση έκδοσης διπλώματος ευρεσιτεχνίας για εφεύρεση με ημερομηνία 9 Ιουλίου 2012.
9. Kovalenko A.V. Αίτηση για εφεύρεση Αρ. 2011120638 (RU). Μια μέθοδος για την παρακολούθηση της πραγματικής ογκομετρικής περιεκτικότητας ατμού και των ταχυτήτων φάσης της ροής υγρού ατμού στη γραμμή ατμού μιας γεννήτριας ατμού. Προτεραιότητα με ημερομηνία 20 Μαΐου 2011. Απόφαση έκδοσης διπλώματος ευρεσιτεχνίας για εφεύρεση με ημερομηνία 12 Οκτωβρίου 2012.
10. Kovalenko A.V. Αίτηση για εφεύρεση Αρ. 2011121705 (RU). Μια μέθοδος για την παρακολούθηση της πραγματικής ογκομετρικής περιεκτικότητας ατμού και των ταχυτήτων των φάσεων ροής υγρού ατμού σε έναν αγωγό ατμού κατά μήκος της ροής. Προτεραιότητα με ημερομηνία 27 Μαΐου 2011. Απόφαση έκδοσης διπλώματος ευρεσιτεχνίας για εφεύρεση με ημερομηνία 12 Οκτωβρίου 2012.
Η θερμική ενέργεια είναι ένα σύστημα μέτρησης της θερμότητας που επινοήθηκε και χρησιμοποιήθηκε πριν από δύο αιώνες. Ο βασικός κανόνας για την εργασία με αυτήν την τιμή ήταν ότι η θερμική ενέργεια διατηρείται και δεν μπορεί απλά να εξαφανιστεί, αλλά μπορεί να μετατραπεί σε άλλο είδος ενέργειας.
Υπάρχουν αρκετές γενικά αποδεκτές μονάδες θερμικής ενέργειας. Χρησιμοποιούνται κυρίως σε βιομηχανικούς τομείς, όπως . Τα πιο συνηθισμένα περιγράφονται παρακάτω:
Οποιαδήποτε μονάδα μέτρησης που περιλαμβάνεται στο σύστημα SI έχει σκοπό να προσδιορίσει τη συνολική ποσότητα ενός ή άλλου τύπου ενέργειας, όπως θερμότητα ή ηλεκτρική ενέργεια. Ο χρόνος και η ποσότητα μέτρησης δεν επηρεάζουν αυτές τις τιμές, γι' αυτό μπορούν να χρησιμοποιηθούν τόσο για την καταναλωμένη όσο και για την ήδη καταναλωμένη ενέργεια. Επιπλέον, σε τέτοιες ποσότητες υπολογίζονται και τυχόν μετάδοση και λήψη, καθώς και απώλειες.
Πού χρησιμοποιούνται οι μονάδες μέτρησης της θερμικής ενέργειας;
Οι μονάδες ενέργειας μετατρέπονται σε θερμότητα
Για σαφές παράδειγμαΑκολουθούν συγκρίσεις διάφορων δημοφιλών δεικτών SI με θερμική ενέργεια:
- 1 GJ ισούται με 0,24 Gcal, το οποίο σε ηλεκτρικό ισοδύναμο είναι ίσο με 3400 εκατομμύρια kW ανά ώρα. Σε ισοδύναμο θερμικής ενέργειας, 1 GJ = 0,44 τόνοι ατμού.
- Ταυτόχρονα, 1 Gcal = 4,1868 GJ = 16.000 εκατομμύρια kW ανά ώρα = 1,9 τόνοι ατμού.
- 1 τόνος ατμού ισούται με 2,3 GJ = 0,6 Gcal = 8200 kW ανά ώρα.
Σε αυτό το παράδειγμα, η δεδομένη τιμή του ατμού λαμβάνεται ως η εξάτμιση του νερού όταν φτάσει τους 100°C.
Για τον υπολογισμό της ποσότητας θερμότητας, χρησιμοποιείται η ακόλουθη αρχή: για τη λήψη δεδομένων σχετικά με την ποσότητα της θερμότητας, χρησιμοποιείται για τη θέρμανση του υγρού, μετά την οποία η μάζα του νερού πολλαπλασιάζεται με τη θερμοκρασία βλάστησης. Εάν στο SI η μάζα ενός υγρού μετρηθεί σε κιλά και οι διαφορές θερμοκρασίας σε βαθμούς Κελσίου, τότε το αποτέλεσμα τέτοιων υπολογισμών θα είναι η ποσότητα της θερμότητας σε χιλιοθερμίδες.
Εάν υπάρχει ανάγκη μεταφοράς θερμικής ενέργειας από ένα φυσικό σώμα σε άλλο και θέλετε να μάθετε τις πιθανές απώλειες, τότε θα πρέπει να πολλαπλασιάσετε τη μάζα της θερμότητας της ουσίας που λαμβάνεται με τη θερμοκρασία της αύξησης και στη συνέχεια να μάθετε το προϊόν της προκύπτουσας τιμής κατά " ειδική θερμοχωρητικότητα» ουσίες.