LABORATORIUM PODSTAW METROLOGII M-T

Ćwiczenie nr 2

SYSTEMY POMIAROWE

Cz.1. Pomiar przepływu cieczy

1. Wprowadzenie.

Pomiar przepływu płynu (cieczy lub gazu) polega na określeniu średniej prędkości przepływu  [m/s] albo ilości przepływającego medium jako strumienia masy Q_M [kg/s] lub strumienia objętości Q_V [m³/s] płynu. W powszechnym użyciu jest też nazwa „natężenie przepływu” lub jeszcze prostsza „przepływ”. Najczęściej w praktyce dokonuje się pomiarów przepływów płynów (wody, paliw płynnych, pary wodnej ) w rurociągach o przekroju kołowym.

Znając pole przekroju wewnętrznego A ( średnicę wewnętrzną D_N ) rurociągu i prędkość przepływu υ można jednoznacznie określić strumień objętości Q_V ( objętościowe natężenie przepływu ), a jeśli znana jest także gęstość ρ mierzonego medium to można łatwo określić strumień masy Q_M. ( masowe natężenie przepływu ). Wynika to z relacji:

( 1 ),

( 2 ).

Jednak rozkład prędkości strug w przekroju rurociągu nie jest jednostajny co spowodowane jest niejednakowym oddziaływaniem na cząsteczki płynu sił bezwładności, lepkości i napięcia powierzchniowego. Ponadto siły te w różnym stopniu zależą od strumienia oraz od temperatury płynu. Powoduje to, iż tory ruchu cząstek płynu (strugi ) oraz ich prędkości nie są jednakowe przy różnych średnich prędkościach płynu. W praktyce przyjmuje się zwykle dwa rodzaje charakteru ruchu płynu w rurociągu: spokojny ( laminarny ) - rozkład prędkości w przekroju rurociągu jest w przybliżeniu paraboliczny jak na rys.1b oraz przepływ burzliwy ( turbulentny ) - rozkład prędkości jest zbliżony do prostokątnego , strugi płynu są zawirowane jak na rys.1a.

Rys.1. Rozkład prędkości cieczy w przekroju poprzecznym rurociągu ;a)dla przepływu burzliwego,b)dla przepływu laminarnego lub ustabilizowanego w odległości l_stab ≥ ( 3 ÷ 5 )⋅D_N od źródła zaburzającego przepływ.

Rozkład prędkości strugi płynu w przekroju rurociągu dla przepływu laminarnego można opisać zależnością:

( 3 )

gdzie υ₀− prędkość strugi w środku przekroju ,

υ_y − prędkość strugi w odległości y od środka przekroju .

Prędkość średnia przepływu laminarnego jest równa:

( 4 ).

Charakter przepływu płynu w rurociągu zależy od prędkości przepływu υ , średnicy rurociągu D_N , gęstości i lepkości płynu. Może on być określony liczbą kryterialną ( liczbą podobieństwa ) Reynolds'a Re:

( 5 )

przy czym η[P] − lepkość dynamiczna płynu, 1 [P](puaz) = 1⋅10^-1 [kg/m⋅s] ,

1[cP] = 10^-3 [kg/m⋅s] = 1⋅10^-3[Pa⋅s].

Za równo gęstość ρ jak i lepkość dynamiczna płynu η zależy od jego temperatury ϑ.

Na rys.2 i rys.3 przedstawiono odpowiednio te zależności dla wody w zakresie temperatur ( 0 ÷ 100 ) °C

Rys.2. Zależność gęstości wody od temperatury.

Gęstość wody dla temperatur ϑ = ( 0 ÷ 100 )°C można opisać przybliżoną zależnością:

Rys.3. Zależność lepkości dynamicznej wody od temperatury.

Lepkości dynamiczną η [cP] wody dla temperatur ϑ = (0 ÷100)°C można opisać przybliżoną zależnością:

W temperaturze 20,2°C dla wody jest η = 1,0000 [kg/m⋅s], a w temperaturze 4°C gęstość wody osiąga wartość maksymalną ρ = 1,0000⋅10^-3 [kg/m³].

Z zależności (5) można dla danej średnicy D_N rurociągu wyznaczyć maksymalną wartość średniej prędkości przepływu υ przy, której jest on jeszcze laminarny (brak zawirowań i turbulencji - Re .≤ 2100). Przy wartościach liczby Reynolds'a Re > 3000 przepływ w rurociągu jest zawsze burzliwy. Zakres liczb Reynolds'a 2100< Re< 3000 należy traktować jako przejściowy (niestabilny charakter przepływu). Ma to istotne znaczenie przy doborze konstrukcji przyrządów do pomiaru strumienia. Jeśli strumień ma być mierzony przyrządami reagującymi na prędkość przepływu to należy tak dobierać parametry rurociągu i miejsca pomiaru , aby przepływ był laminarny (rys.1b), zaś dla przyrządów reagujących na turbulencje (ich siłę lub częstotliwość) należy dobrać warunki pomiaru tak, aby czujnik przyrządu pomiarowego znajdował się w strefie przepływu burzliwego. Zwykle dobór warunków przepływu sprowadza się do doboru średnicy rurociągu D_N na podstawie zależności (5).

Na podstawie zależności (5) po uwzględnieniu w niej zależności gęstości i lepkości dynamicznej od temperatury można określić zależność liczby Reynoldsa od temperatury:

( 8 ).

Na rys.5 pokazano zależność współczynnika k(ϑ) dla wody w zakresie temperatur

( 0 ÷100 )°C oraz opisano przybliżoną zależnością (9).

Rys.5. Zależność współczynnika k( ϑ ) od temperatury dla wody.

Współczynnik k(ϑ) dla wody w zakresie temperatur ( 0 ÷100°C) opisuje przybliżona zależność:

( 9 ).

Podane przybliżone zależności dla przebiegów pokazanych na rysunkach (3, 4 i 5) mogą być wykorzystane przy wyznaczaniu błędów temperaturowych przepływomierzy.

Do pomiaru strumienia płynu mogą być wykorzystywane różnego rodzaju przepływomierze np.:

• przepływomierze cieplne (przepływomierze kalorymetryczne i termoanemometry ), w których wykorzystuje się efekty wymiany ciepła pomiędzy badanym płynem i grzejnikiem pomiarowym przy stałej mocy grzejnika lub stałym przyroście temperatury grzejnika

• rotametry (pomiary małych strumieni w rurociągach pionowych) pracujące przy stałej różnicy ciśnień na zasadzie unoszonego ciała obrotowego (pływaka ),

• przepływomierze mechaniczne, w których badany płyn przepływając napędza turbinkę mechanicznego urządzenia liczącego,

• kryzy pomiarowe - specjalnie dobrane przewężenia w rurociągu np. przesłony z centralnym otworem ( kryza normalna ) ,

• rurki spiętrzające np. rurka Pitot'a, rurka Prandtla, stanowiące przeszkodę w rurociągu , w których wykorzystuje się różnicę ciśnień płynu przed i za przeszkodą.

• przepływomierze elektromagnetyczne dla płynów o dostatecznej przewodności elektrycznej, w których wykorzystuje się efekt Faraday'a polegający na indukowaniu w płynie siły elektromotorycznej w płaszczyźnie prostopadłej do kierunku przepływu i pola magnetycznego,

• przepływomierze wirowe ( czujnikami wirów - wiroczułe ) , które reagują na częstotliwość powstających wirów i turbulencji w badanym płynie w pobliżu specjalnie ukształtowanego elementu czujnika stanowiącego przeszkodę w przepływie,

• przepływomierze wibracyjne działające na zasadzie zmiany częstotliwości rezonansowej drgającego elementu czujnika wywoływane siłą bezwładności przepływającego płynu,

• przepływomierze ultradźwiękowe działające najczęściej na zasadzie pomiaru czasu przebiegu fali dźwiękowej w badanym płynie,

• przepływomierze odśrodkowe ( masowe ) wykorzystujące efekty odkształceniowe powodowane siłami Coriolisa w wyniku przepływu badanej cieczy przez zakrzywione odcinek rurociągu, w których sygnałem pomiarowym jest odkształcenie tego odcinka rurociągu lub siła odśrodkowa działająca na czujnik umieszczony na jego ścianie.

Pomiary strumienia płynu w przemyśle często odbywają się w niekorzystnych warunkach (szeroki zakres mierzonych przepływów przy jednocześnie dużej ich zmienności w czasie, zanieczyszczenia ciałami stałymi stanowiącymi zawiesiny, zmiany temperatury badanego płynu, agresywność chemiczna itp.) przy czym wymagana jest stosunkowo wysoka dokładność pomiaru, niezawodność pracy przepływomierza oraz prostota jego montażu i obsługi. Z tego względu w przemysłowych pomiarach przepływu popularne są przepływomierze turbinkowe, kryzy pomiarowe, rurki spiętrzające, przepływomierze elektromagnetyczne oraz przepływomierze wirowe.

W dalszym ciągu ogólnie opisano przemysłowe przepływomierze do pomiaru strumienia wody wchodzące w skład stanowiska laboratoryjnego.

2. Przepływomierz zwężkowy - kryza normalna.

Zmiana przekroju przewodu w zwężkach pomiarowych może być ciągła (zwężka Venturiego) lub skokowa ( kryza normalna ). Przepływający przez przewężenie płyn zmienia swoją prędkość i ciśnienie zgodnie z prawem Bernoulli'ego:

( 10 )

przy czym spełniona jest zależność

( 11 ).

Dla rurociągu o przekroju krągłym -

Kryza pomiarowa charakteryzuje się skokową zmianą przekroju dla przepływu , którą określa stopień otwarcia kryzy
( oznaczenia jak na rys.6 ).

Na rys.6 pokazano szkic konstrukcji kryzy normalnej oraz symbolicznie przedstawiono kierunki strug płynu w obszarze kryzy. Oznaczenia z indeksem dolnym „m.” dotyczą wartości ekstremalnych ( są one różne od obliczonych dla średnicy przekroju d i zależą od prędkości przepływu , stąd w praktyce konieczne jest wzorcowanie kryzy ).

Rys.6. Szkic konstrukcji kryzy normalnej a) i rozkład ciśnień strugi w obszarze kryzy b).

Dla konstrukcji jak na rys.6 na podstawie prawa Bernoulli'ego można napisać dla ciśnień

na wylotach pomiarowych:
( 12 )

przy czym p_1, p₂ ciśnienia całkowite ( ciśnienie całkowite jest sumą ciśnienia statycznego i dynamicznego). Z zależności ( 12 ) można wyznaczyć średnią prędkość przepływu υ :

( 13 )

gdzie K_k - współczynnik zależny od konstrukcji kryzy pomiarowej.

Zależność (13) określa charakterystykę kryzy pomiarowej, korzystając z zależności wcześniej podanych można wyznaczyć strumień masowy lub objętościowy. Jest ona spełniona dla określonej temperatury płynu i określonego przedziału jego prędkości, a więc przy niezmiennym charakterze przepływu. Przy dużych zmianach temperatury płynu należy do zależności wprowadzić współczynniki korekcyjne, które można wyznaczyć metodą wzorcowania w różnych temperaturach. W praktyce podawane są one w formie wykresów lub tabel. Współczesne manometry różnicowe przeznaczone do współpracy z kryzami są wyposażone w układy mikroprocesorowe, do których doprowadza się także sygnał z termometru mierzącego temperaturę badanego płynu i wówczas dokonują one korekcji wskazań automatycznie.

Na stanowisku laboratoryjnym dalej opisanym manometry nie posiadają tej funkcji. Korekcja taka możliwa jest za pomocą komputera współpracującego z manometrem i termometrem.

3. Rurka spiętrzająca ( rurka Pitot'a ).

Rurka spiętrzająca jest pewnego rodzaju przeszkodą dla przepływającego w rurociągu mierzonego medium powodującą powstawanie wirów w pobliżu jej ścian bocznych. Skutkiem tego jest różnica ciśnień medium działających na ściankach napływowych i odpływowych. Różnica ciśnień działających na te ścianki poprzez małe specjalnie rozłożone w nich otworki jest dalej doprowadzana do manometru różnicowego. Przekroje poprzeczne rurki mogą mieć różne kształty przez co uzyskiwany jest dla różnych płynów wymagany zakres pomiarowy i czułość dla określonej wymaganej części tego zakresu. Różny kształt obrysu przekroju rurki powoduje różny rozkład ciśnień w pobliżu ścian rurki. Najczęściej obrysy rurek spiętrzających mają kształt okręgu, rombu lub odcinka paraboli. Rurki parabolicznego kształtu mają najlepsze właściwości metrologiczne zwłaszcza dla dużych prędkości przepływu ze względu na stałość miejsca odrywania się przyściennej warstwy płynu. Przekroje kołowe generują wiry o zmiennym położeniu miejsca ich odrywania się zależnie od prędkości przepływu, a rombowe generują wiry o dużej energii przy czym mierzone ciśnienia są pulsujące. Różnica ciśnień na wylotach pomiarowych rurki jest zależna od prędkości przepływu υ oraz kształtu rurki (współczynnik K_r ) i rodzaju płynu ( gęstość właściwa ρ ):

( 14 ).

Na rys.7 pokazano szkic przekroju , sposób umiejscowienia rurki w rurociągu a) oraz rozkład ciśnień w pobliżu rurki o przekroju okrągłym i parabolicznym b).

Rys.7. Sposób umiejscowienia rurki spiętrzającej w rurociągu - a) oraz rozkład ciśnień w obszarze rurki ( o przekroju okrągłym i parabolicznym ) - b).

4. Przepływomierz wirowy.

Działanie przepływomierza wirowego podobnie jak wcześniej opisanych opiera się na wytwarzaniu wirów i turbulencji przepływającego płynu ( cieczy, gazu., pary , zawiesiny ) przy czym oprócz nieruchomej przeszkody w postaci pręta ( najczęściej o przekroju parabolicznym ) ma on czujnik wirów w postaci płytki umieszczonej za przeszkodą w płaszczyźnie równoległej do kierunku przepływu. W skutek sił dynamicznych powstających wirów płytka ta odchyla się w takt powstawania i odrywania się od przeszkody wirów w kierunku prostopadłym do kierunku przepływu. Wraz z płytką przemieszcza się umocowana do niej wewnętrzna elektroda kondensatora różnicowego włączonego w układ mostka zmiennoprądowego (zwykle transformatorowego ). Częstotliwość napięcia wyjściowego mostka zależy praktycznie wprost proporcjonalnie od prędkości przepływu badanego medium.

Na rys.8 przedstawiono poglądowo zasadę działania przepływomierza wirowego z pojemnościowym przetwornikiem częstotliwości wirów.

Rys.8. Zasada działania przepływomierza z pojemnościowym przetwornikiem do pomiaru częstotliwości wirów f_w .

W przepływomierzach jak na rys.8 przeszkoda wzbudzająca wiry może mieć inny niż trapezoidalny kształt np. okrągły.

W tego typu przepływomierzach ( Rys.8 ) w szerokim zakresie prędkości przepływu υ niezależnie od liczby Reynolds'a Re spełniona jest zależność:

( 15 )

gdzie S - liczba Strouhala.

W przypadku przeszkody o przekroju kołowym w miejsce szerokości b należy wpisać średnicę d przeszkody. Z zależności (15) wynika, że częstotliwość wirów, a tym samym elektrycznego sygnału wyjściowego Y jest wprost proporcjonalna do prędkości υ mierzonego przepływu. Szeroki zakres pomiarowy, mały wpływ charakteru przepływu na wynik pomiaru jego prędkości, szeroki zakres ciśnień i temperatur mierzonego medium, niewielkie wymiary gabarytowe oraz prostota montażu powodują, że przepływomierze wirowe upowszechniają się wypierając dotychczas powszechnie stosowane kryzy pomiarowe i rurki spiętrzające. Nie wymagają one stosowania manometrów co ułatwia i zmniejsza koszt ich instalacji w badanym rurociągu ponadto integrowane z nimi przetworniki częstotliwości wirów na sygnał elektryczny cechują się one dobrą liniowością charakterystyki przetwarzania.

5. Przepływomierz elektromagnetyczny.

Przepływomierze magnetyczne (w praktyce elektromagnetyczne) służą do pomiaru strumienia cieczy przewodzących o przewodności teoretycznie większej od 5⋅10^-5S/m. Jednakże najczęściej w praktyce przemysłowej wymaga się dla przepływomierzy elektromagnetycznych przewodności ok. 10-krotnie większej. Są one montowane w rurociągu w podobny sposób jak kryzy pomiarowe i przepływomierze wirowe z tą różnicą, że zwykle nie zaburzają one przepływu badanej cieczy.

Działanie przepływomierzy elektromagnetycznych (magnetycznych ) opiera się na efekcie Faraday'a. Poruszająca się ciecz przewodząca stanowi sobą zbiór jonów przemieszczających się w polu magnetycznym w kierunku przepływającej cieczy. Wskutek tego na ładunki elektryczne działa siła o kierunku prostopadłym do kierunku przepływu i pola magnetycznego. Kierunek pola magnetycznego jest prostopadły do kierunku przepływu cieczy. Jeśli w kierunku działania tej siły w obszarze pola magnetycznego umieszczone są w badanej cieczy w pewnej odległości od siebie elektrody to powstanie na nich różnica potencjałów E (siła elektromotoryczna) proporcjonalna do indukcji pola magnetycznego B, szybkości ruchu cieczy υ i odległości wzajemnej elektrod l ( jest to odpowiednik długości przewodnika poruszającego się w polu magnetycznym ). Jeśli odległość elektrod równa jest średnicy D_N rurociągu to wynika stąd, że siła elektromotoryczna oraz rezystancja wewnętrzna R_W są proporcjonalne do średnicy rurociągu.

Na rys.9. przedstawiono zasadę działania przepływomierza elektromagnetycznego.

Rys.9. Zasada działania przepływomierza elektromagnetycznego.

Jeśli przyjąć jak na rys.9 odległość między elektrodami 1e i 2e równą D_N, to SEM indukowana na elektrodach jest równa:

( 16 ).

Zwykle indukcja magnetyczna wytwarzana jest przez cewki przez które przepływa prąd zmienny i też zmienia się sinusoidalnie:
.

W rzeczywistych przepływomierzach zwłaszcza o wyższych dokładnościach występuje konieczność kompensacji efektu polaryzacji elektrod oraz pasożytniczej SEM indukowanej przez cewki w obwodzie elektrod pomiarowych. Wpływ efektu polaryzacji elektrod zmniejsza poprzez zasilanie cewek elektromagnesu prądem zmiennym i stosowanie układu wzmacniaczy napięcia na elektrodach o bardzo dużej impedancji wejściowej, a wpływ pasożytniczej SEM stosując dodatkową parę elektrod i odpowiednie zasilanie ich napięciem o częstotliwości pola magnetycznego. Ze względu na duże impedancje w obwodzie pomiaru napięcia na elektrodach pomiarowych przepływomierze elektromagnetyczne są praktycznie bezinercyjne co jest zaletą w przypadku wykorzystywania ich w układach automatyki przy występowaniu przepływów szybkozmiennych. Ponadto są one praktycznie niewrażliwe na zanieczyszczenia, zmiany przewodności cieczy, charakteru przepływu jak i gęstości i lepkości cieczy.

6. Stanowisko laboratoryjne.

Rys.10. Schemat funkcjonalny stanowiska laboratoryjnego do pomiaru przepływu wody.

Na rys.10 oznaczono linią pogrubioną obieg wody, linią cienką oznaczono połączenia układów elektrycznych i drogi sygnałów pomiarowych, symbole literowe oznaczają:

A_K, A_M., A_R, A_W - miliamperomierze prądu stałego (cyfrowe) mierzące prądy wyjściowe odpowiednich przepływomierzy; K1, K2. M., R i W.

M1, M2 - cyfrowe manometry różnicowe z wyjściem prądowym (4 ÷20) mA,

Czujniki przepływu: K1, K2 - kryzy pomiarowe,

M. - przepływomierz elektromagnetyczny z przetwornikiem cyfrowym i wyjściem prądowym (4 ÷ 20) mA,

R - czujnik przepływu - rurka spiętrzająca Pitot'a,

W - przepływomierz wirowy ( wiroczuły) z przetwornikiem cyfrowym i wyjściem prądowym (4 ÷ 20) mA,

T - czujniki tensometryczne wagi do ważenia zbiornika pomiarowego współpracujące z procesorem wagowym,

Z1, Z2 - zawory regulacji przepływu,

ZR1, ZR2, ZR3 - zespół zaworów rozdzielających i odpowietrzających instalację pomiaru różnicy ciśnień.

Pozostałe elementy jak opisano na schemacie.

Wskazania opisanych tu przepływomierzy wchodzące w skład stanowiska laboratoryjnego mogą być odczytywane bezpośrednio z ich cyfrowych pól odczytowych, z zewnętrznych miliamperomierzy prądu stałego w zakresie ( 4 ÷ 20 ) mA lub po przyłączeniu ich za pomocą odpowiednich interfejsów np. COMBOX z układem szeregowej transmisji danych np. RS-232 mogą w protokóle HART współpracować z komputerem PC co umożliwia łatwo korzystać z wielu funkcji wymienionych przepływomierzy w tym także sterowania ich sygnałami zewnętrznymi co ma istotne znaczenie w układach automatyki procesów przemysłowych.

W tej części opisu stanowiska laboratoryjnego do pomiaru strumienia wody nie uwzględniono części informatycznej, która jest przedmiotem dodatkowego opracowania. Wyniki pomiarów zbierane są w postaci tabelarycznej w plikach EXCEL co ułatwia późniejsze opracowanie tych wyników przy pomocy komputera PC.

Wszystkie opisane tu przepływomierze oraz manometry różnicowe współpracujące z przepływomierzami, mają wyjścia prądowe oraz impulsowe przeznaczone do współpracy z zewnętrznym komputerem i mogą one być włączone we wspólną sieć transmisji danych. Jedynie przepływomierz elektromagnetyczny M. Ze względu na autonomiczne zasilanie wymaga nieco innego włączenia w sieć. Opisane przyrządy pomiarowe na stanowisku laboratoryjnym przeznaczone są do komunikacji z zewnętrznym komputerem w protokóle HART ( wymagane jest wtedy, aby napięcie zasilania miało wartość od 18,5 V do 30 V.

Sposób przyłączania do opisywanych przepływomierzy zewnętrznych przyrządów (miliamperomierzy, układów sygnalizacji i sieci komputerowej) pokazano na rys.11.

Charakterystykę wyjścia prądowego i impulsowego przepływomierzy pokazano na rys.12 dla obu kierunków przepływu ( linią przerywaną wykreślono możliwą opcję w przypadku przepływomierza elektromagnetycznego M. Charakterystyka wyjścia impulsowego częstotliwościowego dotyczy zarówno wyjścia aktywnego jak i biernego.

W przypadku przyłączenia więcej niż jednego czujnika do komputera za pomocą modułu komunikacyjnego Commubox wyjścia prądowe tych czujników przełączane są w tryb pracy impulsowej przy czym z wyjść tych płynie wtedy stale prąd równy 4 mA niezależnie od wartości mierzonej. Wyjścia czujników łączy się wtedy równolegle, ich cykle pracy sterowane są z komputera za pomocą specjalnego programu ( Commuwin w protokóle HART ).

Rys.11. Sposób przyłączania zewnętrznych przyrządów do przepływomierzy i manometrów firmy Endress+Hauser.

Rys.12. Charakterystyka wyjścia prądowego przepływomierzy ( dotyczy także manometrów różnicowych na stanowisku laboratoryjnym ).

7. Program ćwiczenia.

1. Przeprowadzić identyfikację przepływomierzy i współpracujących z nimi przyrządów pomiarowych.

2. Przygotować przyrządy pomiarowe ( komputer jeśli ma być wykorzystywany ) do pracy.

3. Uruchomić pompę wodną i w razie stwierdzenia zapowietrzenia przewodów pomiaru różnicy ciśnień przeprowadzić ich odpowietrzenie w sposób opisany w instrukcji na stanowisku laboratoryjnym.

4. Włączyć procesor wagowy i dokonać ważenia zbiornika pomiarowego bez wody ( Tara ) w razie potrzeby dokonać operacji tarowania.

5. Zaworem Z1 ustawiać kolejno natężenia przepływu i dokonywać odczytów odpowiednich przyrządów w określonych chwilach czasowych.

6. Zmierzyć temperaturę badanej wody i uwzględnić jej wpływ na dokładność przeliczeń jednostek przepływu ( m/s , kg/s, dm³/s ) na podstawie ważenia zbiornika z wodą i pomiaru jej poziomu za pomocą wodowskazu ( pomiar h [ mm ] ).

7. Porównać wskazania poszczególnych przepływomierzy i wyznaczyć ich błędy przyjmując jeden z nich jako przyrząd odniesienia

8. W zakresie mierzonych przepływów wyznaczyć błędy nieliniowości wskazań poszczególnych czujników ( określić błędy przetworników przepływomierzy, w których ma miejsce linearyzacja wskazań ).

9. Ocenić granice błędów wzorcowania przepływu za pomocą wodowskazu. Zwrócić uwagę na menisk w rurce wodowskazu.

Do obliczeń przyjąć średnicę rurociągu D_N = 65 mm ( 2 ½ ^`'), wymiary podstawy zbiornika 620x620 mm = 0,3844 m², przyjąć błąd rozdzielczości pomiaru wielkości gabarytowych zbiornika pomiarowego równy ±1 mm.

8 . Pytania kontrolne.

1. Podać jednostki miar strumienia płynu oraz wzajemne ich związki.

2. Co charakteryzuje liczba Reynolds'a i jakie ma znaczenie przy doborze przepływomierza ?

3. Jak zależałyby sygnały wyjściowe czujników opisanych przepływomierzy od temperatury cieczy przy braku kompensacji wpływu temperatury ?

4. Porównać wrażliwość temperaturową , na wibracje, na zanieczyszczenia oraz pulsacje mierzonego strumienia cieczy poszczególnych przepływomierzy.

5. Porównać właściwości metrologiczne opisanych przepływomierzy.

6. W jaki sposób można zwiększyć rozdzielczość i dokładność wskazań poszczególnych opisanych przepływomierzy w przypadku małych natężeń przepływów w badanych rurociągach ?

7. Dlaczego należy umieszczać przepływomierze w rurociągu w odległości l > (3...5 )D_N od elementów zaburzających przepływ? Co powoduje zaburzenia przepływu?

8. Które z opisanych przepływomierzy są najmniej wrażliwe na zakłócenia badanego przepływu?

Opracował: Jan Leks

1

13

---