DIAFRAGMA

Msurarea debitului cu DIAFRAGMA

I. Scopul lucrriiSe urmrete msurarea debitelor cu ajutorul diafragmei, care este un dispozitiv pentru masurarea debitului in conducte circulare, bazat pe principiul strangularii tubului de curent (ca si tubul Venturi ). Intr-o sectiune a conductei de diametrul D se introduce o placa prevazuta cu un orificiu central de diametru d, orificiu coaxial si calibrat (fig. 1).

Fig. 1 Schema constructiv-functionala a diafragmeiConform STAS 7347/1-1975, partea interioara a diafragmei este prelucrata cilindric la intrare si apoi conica divergent la un unghi de 30 fata de axa. O priza de presiune plasata in amonte de diafragma preia presiunea statica din curgerea neperturbata, iar a doua priza de presiune, din aval de diafragma, preia presiunea din curgerea strangulata. Prin cele doua prize de presiune diafragma se racordeaza la manometrul diferential.Constructiv, diafragma se caracterizeaza prin raportul diametrelor d/D, sau prin raportul dintre aria strangulata si aria sectiunii conductei notat cu m

(1)

II. Formularea aplicaieiPentru un debit Q viteza medie in conducta este , iar in sectiunea strangulata este . Presiunea in sectiunea primei prize este iar in sectiunea strangulata este , mai mica, deoarece viteza este mai mare ca . Diferenta de presiune sau presiunea diferentiala, , reprezinta marimea caracteristca si poate fi masurata cu manometrul diferential. Din relatia lui Bernoulli pentru fluid perfect si ecuatia de continuitate rezulta formula debitului ideal (sau teoretic).

(2)

Factorul se numeste coeficientul vitezei de apropiere.

In realitate fluidul este vascos, conducta este rugoasa, in tub au loc pierderi de sarcina, debitul este mai mic decat cel ideal si ca urmare formula se corecteaza cu un coeficient de descarcare C: . Produsul se numeste coeficient de debit, deoarece apare in formula debitului real.

(3)

Cei doi coeficienti se determina din formulele:

;

(4)

Coeficientul de descarcare C si coeficientul de debit depind de numarul Reynolds al curgerii in conducta Re = (unde este vascozitatea cinematica) si de rugozitate.

III. Descrierea instalaiei i modul de lucru

Prin masuratori experimentale, se determina coeficientului de descarcare C si coeficientul de debit al unei diafragme intr-o instalatie cu pomp centrifug i rezervoare de retur, respectiv de msurare (vezi fig. 2).

nainte de pornirea instalaiei se nchid VR i Vl2. Pornirea pompei se face cu VP nchis, iar dup cuplarea la reeaua de alimentare cu energie electric se manevreaz vanele VP, R i Vl1 astfel nct s se modifice n sens cresctor debitul de curgere.

Pentru fiecare debit reglat se msoar i se trec n tabelul de date, diferenele de nivel corespunztoare manometrelor ataate la diafragma i la deversor.

Conducta pe care este montata diafragma are diametrul D = 50 mm, respectiv portiunea ingustata a acesteia d = 30 mm.

IV. Prezentarea datelor experimentale

Mrimile msurate i calculate, vor fi centralizate ntr-un tabel de forma:

Nr. Crt.(hm(hdev(devQrealQReC(

-mmmm-l/sl/s---

1

2

3

Fig. 2 Schema instalaiei de laborator

Diferenta de presiune la diafragma se masoara cu manometru diferential , cu perna de aer, pentru o denivelare h rezultand:

si

(5)

Intr-o curgere stabila, valorile masurate permit determinarea coeficientilor C si din formulele (4). Pentru debitul masurat se calculeaza si numarul Re. Cu datele calculate din tabel se traseaza curba = (Re).

n curgerile cu suprafa liber, o metod utilizat pentru msurarea debitelor const n plasarea unui orificiu mare n seciunea transversal a curgerii, numit deversor. Pentru deversoare triunghiulare debitul se poate calcula cu relaia:

(6)

unde:

dev coeficientul de debit al deversorului, care depinde de nlimea lamei deversante (hdev, conform unei curbe de etalonare, prezentat n fig. 3; unghiul la vrf al deversorului cu profil triunghiular, avnd valoarea de 110 (.

Fig. 3 Curba de etalonare a deversorului

Se dau , .Observatii de natura tehnica

1.Conform normelor oficiului de stat pentru metrologie diafragmele se monteaza la conducte cu diametre de la 50 mm in sus.2.Pentru a asigura o curgere axial simetrica la diafragma, in amonte de ea nu trebuie sa existe surse de perturbare a curentului (coturi, robineti, schimbari de sectiune etc.) pe o distanta apreciabila l1, care se exprima in functie de diametrul conductei (l1 > 20D50D). De asemenea in aval de diafragma nu trebuie sa existe surse de perturbare pe o distanta l2 (l2 > 5D).

3.Cu cat diametrul diafragmei este mai mic fata de cel al conductei, adica m=(d/D) mai mic, cu atat creste diferenta de presiune pentru acelasi debit, deci denivelarea coloanelor la manometre si cu aceasta precizia de masurare. In acelasi timp, creste insa pierdera de presiune pe diafragma. In alegerea diafragmei trebuiesc respectate conditiile 0,05 m 0,7 sau 0,2 d/D 0,85.V. Observaii i teme de lucru individual

Schema din fig. 2 nu cuprinde legturile hidraulice la PM. V rugm s facei dvs. acest lucru ! Deasemenea, nu sunt marcate cotele hdev i hprag. Precizai cine sunt ele i desenai-le !

Care este combinaia cea mai eficient de reglare a debitului, cu vanele VP, R i Vl1 ? Cum sunt acestea dispuse d.p.d.v. al teoriei circuitelor ?PAGE

_1143260215.unknown

_1143261105.unknown

_1143261974.unknown

_1143309776.unknown

_1196179841.unknown

_1196180415.unknown

_1196180591.unknown

_1143309812.unknown

_1143310516.unknown

_1143262468.unknown

_1143261277.unknown

_1143261818.unknown

_1143261153.unknown

_1143260843.unknown

_1143260874.unknown

_1143260296.unknown

_1143260037.unknown

_1143260142.unknown

_1143260190.unknown

_1143260091.unknown

_1143259761.unknown

_1143259964.unknown

_1143259626.unknown