ZAKRES EGZAMINU DYPLOMOWEGO

dla kierunku studiów

ENERGETYKA

studia I stopnia inżynierskie

specjalność energetyka cieplna i jądrowa

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).

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

1. 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 :

gdzie:

h – wysokość spiętrzenia cieczy ponad powierzchnię swobodną, ponieważ ciśnienie w punkcie spiętrzenia p₁=p_b+ρg(h+z), a ciśnienie statyczne przepływu niezakłóconego na głębokości z wynosi =p_b+ ρgz.

Podczas pomiaru prędkości przepływu powietrza w tzw. otwartej przestrzeni pomiarowej o ciśnieniu =p_b na najniższym poziomie cieczy w manometrze ustali się ciśneinie spiętrzenia p₁=p_b+ ρ_mgΔz, a zatem:

Rys. Pomiar prędkości w otwartej przestrzeni pomiarowej

1. Rurka Prandtla

Przyrządem pomiarowym umożliwiającym bezpośredni pomiar różnicy ciśnienia spiętrzenia i ciśnienia statycznego przepływu niezakłóconego jest rurka Prandtla.

Odbiór ciśnienia statycznego odbywa się na pobocznicy rurki za pośrednictwem otworków. Ciśnienie przed rurką wzrasta, osiągając maksimum p₁ bezpośrednio u wlotu do rurki, potem zmienia się, osiągając w odległości (6-8)d od wlotu wartość . W tym przekroju powinien następować odbiór ciśnienia statycznego.

Jeżeli różnica ciśnień jest mierzona za pomocą manometru różnicowego, to p₁-=gΔz_m(ρ_m-ρ) i zależność przyjmie postać

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.