Напорный усилитель

 

Использование: для определения динамических напоров в движущихся потоках, измерение расходов в каналах и свободных струях. Сущность изобретения: на входе в сопло Вентури с трубкой отбора динамического давления и U-образным дифманометром, одна ветвь которого соединена с трубкой отбора динамического напора, а другая-с критическим сечением сопла Вентури . Установлен ззвихритель потока с радиальными лопатками, установленными по отношениЮдК продольной оси сопла под углом а - 6 , где / - полный угол раскрутки диффузора сопла Вентури. m - степень сужения площади поперечного сечения сопла Вентури. 1 ил.

COIO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 F 1/44

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ вЂ”К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4938552/10 (22) 22.05,91 (46) 15.11.92. Бюл, ¹ 42 (71) Мурманское высшее инженерное морское училище им. Ленинского комсомола (72) Л.И.Сень, В.В.Куренков и Н.В. Сень (56) Кремлевский П.П. "Расходомеры и счетчики количества", Справочник.- Четвертое издание, переработанное и дополненное.Л., Машиностроение, 1989 г. стр. 11.

См. там же стр. 131-132. (54) НАПОРНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ (57) Использование: для определения динамических напоров в движущихся потоках, измерение расходов в каналах и свободных .

„„Я,(„„1775609 А 1 струях. Сущность изобретения: на входе в сопло Вентури с трубкой отбора динамического давления и U-образным дифманометром, одна ветвь которого соединена с трубкой отбора динамического напора, а другая — с критическим сечением сопла Вентури. Установлен завихритель потока с радиальными лопатками, установленными по отношению к и одольной оси сопла под уг3 лом а =6 /m, гдеP — полный угол раскрутки диффузора сопла Вентури, m— степень сужения площади поперечного сечения сопла Вентури. 1 ил.

1775609

Изобретение относится к измерительным средствам определения динамических напоров в движущихся потоках и может быть использовано для измерения расходов и скоростей сред в каналах и свободных струях, Известен напорный усилитель, содержащий канал с установленными в нем трубками динамического и статического напоров, подключенкыми к дифференциальному манометру. Недостатком этого устройства является большая относительная погрешность измерений скорости потока, обусловленная малым перепадом давлений на дифманометре пропорциональным значению рw, гдер и w соответственно плотность и скорость потока.

Известен напорный усилитель, содер жащий сопла Вентури, трубку отбора динамического давления, установленные в . измерительном участке трубопровода, а также U-образный дифференциальный манометр, одна ветвь которого соединена с трубкой отбора динамического напора, а вторая ветвь с критическим сечением сопла

Вентури. Недостатком этого технического решекия является снижение точности измерений скорости потока. обусловленная малым перепадом давлений, особенно при углах раскрытия диффузора сопла Вентури более 15О, когда поток отрывается от стенок диффузора и уменьшается восстановление давления в нем, Попытка исправить это положение путем уменьшения угла раскрытия диффузора и увеличения ега длины приводит также к уменьшению восстановления давления из-за роста сопротивления трения в диффузоре. Известное решение является наиболее близким прототипом технического решения.

Целью изобретения является повышение точности измерений скорости патока путем увеличения перепада давлений. Указанная цель достигается тем, что на входе в сопла Вентури установлен завихритель потока с радиальными лопатками, установленными по отношению к продольной оси сопла под углом а =6vP7ãï, где P — полный угол раскрытия диффузора сопла Вентури; m — степень сужения площади поперечного сечения сопла Вентури.

Установка завихрителя перед соплом

Вентури обеспечивает закрутку потока перед входом в суженную часть сопла, что создает благоприятные условия для безотрывного течения потока в сопле Вентури и возможность более полного восстановления давления в коротких с увеличенным угканал большого диаметра 1. обращенный

30 открытой частью против движущегося пото10

40 :5

55 лом раскрытия диффузорах. Кроме того, закрученный поток обладает более равномерным профилем осевой составляющей скорости по поперечному сечению диффузора, что также снижает потери энергии на расширение потока с увеличением степени восстаковления давления. При этом увеличивается наблюдаемый перепад давления и увеличивается точность измерений скорости потока.

Предложенный напорный усилитель имеет существенные отличия от прототипа: на входе в сопла Вентури установлен завихритель, при помощи которого поток среды закручивается. При этом обеспечивается безотрывность течения потока в диффуэоре и выравнивание осевой составляющей скорости, при которых снижаются потери энергии потока и увеличивается восстанавливающая способность диффузора с увеличением перепада давлений на напорном усилителе, при этом также уменьшаются возмущения в измеряемом потоке, вызванные размещением в нем измерительного устройства..

На чертеже приведена общая схема напорного усилителя. Напорный усилитель со-. держит в своем составе цилиндрический ка измеряемой среды, конфузор 2, цилиндрический канал малого диаметра 3 и диффузор 4, которые в совокупности составляют сопла Вентури. В цилиндрическом канале 1 соосно с ним установлен завихритель потока с радиальными лопатками 5. Напорный усилитель снабжен трубкой 6 измерения динамического напора потока и трубкой

7 измерения статического давления цилиндрического канала 3, подключенными к дифференциальному манометру 8.

Напорный усилитель работает следующим образом. На чертеже направление движущегося .потока измеряемой среды показано стрелками. Открытой частью какал большого диаметра 1 напорного усилителя помещен против потока. Одна часть движущегося потока обтекает напорный усилитель и динамический напор создает избыточное давление в трубке 6, подключенной к дифференциальному манометру 8.

Другая часть потока направляется через проточную часть напорного усилителя. При этом эта часть потока вначале поступает на завихритель потока с радиальными лопатками 5 и закручивается в канале 1 и далее как показано винтовыми стрелками. При сужении потока в конфузоре 2 происходит увеличение его скорости и снижение статического давления. Закрученный поток проходит че1775609

Составитель Л.Сень

Техред M.Ìoðãåíòàë

Корректор С.Патрушева

Редактор

Заказ 4029 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина. 101 рез цилиндрический канал малого диаметра

3 и далее в диффуэоре 4 происходит сниже-, ние скорости потока и восстановление статического давления, Импульс измеряемого статического давления потока в канале 3 5 при помощи трубки 7 сообщается дифференциальному манометру 8. С ростом скорости потока перепад давлений на дифференциальном манометре увеличивается, что позволяет по перепаду давлений 10 определять скорость набегающего потока.

При одной и той же скорости набегающего потока использование завихрителя 5 позволяет увеличить перепад давлений на дифманометре 8 в Ь = 1.3-1,5 раза. При этом 15 относительная погрешность измерения перепада давления на напорном усилителе снижается во столько же раз, что позволяет увеличить точность измерения набегающего потока в соответствии с известными за- 20 висимостями как VK, т.е. в 1,15-1,3 раза.

Предлагаемый напорный усилитель позволяет существенно увеличить угол раскрытия диффузора по сравнению с известными решениями, что при одинако- 25 вом отношении выходного диаметра диффузора к диаметру суженного сечения позволяет уменьшить его длину. Завихритель может быть установлен во входной части напорных усилителей не только сопел Вентури, но и труб Вентури, Далла и Хуппера, а также двухступенчатых микротруоок ПитоВентури, увеличивая их коэффициент усиления в 1,3 — 1,5 раза, что в конечном итоге позволяет увеличить точность измерений.

Формула изобретения

Напорный усилитель, содержащий сопло Вентури, трубку отбора динамического давления, установленные в измерительном участке трубопровода, а также U-образный дифманометр, одна ветвь которого соединена с трубкой отбора динамического напора, а вторая ветвь с критическим сечением сопла Вентури, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, на входе в сопло Вентури установлен завихритель потока с радиальными лопатками, установленными Ilo отношению к (ooëüíoé оси сопла под углом а=6 /m,, где P— полный угол раскрытия диффузора сопла

Вентури; m — степень сужения площади поперечного сечения сопла Вентури,