ZAKRES EGZAMINU DYPLOMOWEGO

dla kierunku studiów

ENERGETYKA

studia I stopnia in

ż

ynierskie

specjalno

ść

energetyka cieplna i j

ą

drowa

3.

Zagadnienia eksploatacyjne

3.1 Metody pomiaru ciśnienia, temperatury i przepływu płynu

CIŚNIENIE

TEMPERATURA

PRZEPŁYW

Przepływ można zmierzyć:

1)

mierząc prędkość płynu przepływającego przez przewód o znanym polu powierzchni
przekroju poprzecznego

2)

przepływomierzem mechanicznym

3)

przepływomierzem Dopplerowskim (wykorzystującym zjawisko Dopplera).

A)

Pomiar prędkości miejscowej

W obszarze przepływu mogą znajdować się punkty, w których prędkość przepływu v=0,

nazywane punktami spiętrzenia (stagnacji), gdzie ciśnienie przybiera wartości ciśnienia całkowitego,
zwanego ciśnieniem spiętrzenia.

Jeżeli płyn poruszający się ruchem jednostajnym z prędkością

∞

v

pod ciśnieniem

∞

p

napotyka

przeszkodę w postaci ciała zanurzonego, to przed przeszkodą następuje spiętrzenie w punkcie S oraz
opływ rozdzielonych strug dookoła tej przeszkody.

B)

Rurka Pitota

Najprostszym przyrządem służącym do pomiaru prędkości miejscowej jest tzw. rurka Pitota. Jest

to rurka zagięta pod kątem 90

o

i zwrócona wlotem pod prąd. Pionowe ramię rurki jest otwarte lub

połączone z manometrem.

W przypadku pomiaru miejscowych prędkości przepływu wody w przewodach otwartych wzór

przyjmuje postać :

gh

V

2

=

∞

gdzie:

h – wysokość spiętrzenia cieczy ponad powierzchnię swobodną, ponieważ ciśnienie w punkcie
spiętrzenia p

1

=p

b

+

ρg(h+z), a ciśnienie statyczne przepływu niezakłóconego na głębokości z wynosi

∞

p

=p

b

+

ρgz.

Podczas pomiaru prędkości przepływu powietrza w tzw. otwartej przestrzeni pomiarowej o

ciśnieniu

∞

p

=p

b

na najniższym poziomie cieczy w manometrze ustali się ciśneinie spiętrzenia p

1

=p

b

+

ρ

m

gΔz, a zatem:

Rys. Pomiar prędkości w otwartej przestrzeni pomiarowej

C)

Rurka Prandtla

Przyrządem pomiarowym umożliwiającym bezpośredni pomiar różnicy ciśnienia spiętrzenia i

ciśnienia statycznego przepływu niezakłóconego jest rurka Prandtla.

Odbiór ciśnienia statycznego

∞

p

odbywa się na pobocznicy rurki za pośrednictwem otworków.

Ciśnienie przed rurką wzrasta, osiągając maksimum p

1

bezpośrednio u wlotu do rurki, potem zmienia

się, osiągając w odległości (6-8)d od wlotu wartość

∞

p

. W tym przekroju powinien następować

odbiór ciśnienia statycznego.

Jeżeli różnica ciśnień jest mierzona za pomocą manometru różnicowego, to p

1

-

∞

p

=gΔz

m

(

ρ

m

-

ρ) i

zależność przyjmie postać

)

1

(

2

−

∆

=

∞

ρ

ρ

m

m

z

g

V

Rurki Prandtla są przeznaczone do pomiaru prędkości miejscowej strudze jednowymiarowej o

znanym kierunku przepływu i w praktyce są stosowane do przepływu cieczy i gazów w rurociągach.