Что такое средняя скорость в трубе и как её измерить?
Прежде всего, необходимо учитывать условия потока внутри трубы. Согласно британскомустандарту BS 1042 (ISO 7145 – см. Таблица 3.1), требуемая длина прямолинейного участкатрубопровода от любого источника возмущений потока до точки утсановки погружного расходомера составляет от 20 и 50 диаметров (в отличие от полнопроходных расходомеров, обычно требующихот 5 до 10 диаметров). Причина этого заключается в том, что полнопроходной расходомеризмеряет среднюю скорость, а погружной расходомер измеряет скорость в одной точке.
На Рис. 3.1 приведена векторная диаграмма, показывающая сложившийся профильтурбулентности потока внутри трубы. Такая диаграмма иллюстрирует распределение потока, иначе называемое профилем потока. Профиль потока наиболее интенсивен в центре и спадает донуля у обеих стенок трубы. Если имеется достаточный прямой участок трубопровода перед погружнымрасходомером, можно предположить, что в нём имеется профиль данной формы.
Тщательное исследование данной диаграммы показывает, что средняя скорость 1,722 м/сек получается в точке 72,5 мм или 1/8-й диаметра трубопровода от края трубы.Данную точку называют точкой средней скорости (только для сложившегося профилятурбулентного потока). При условии, что профиль является турбулентным и сложившимся, этоимеет место в трубах всех размеров и при любом расходе и отмечается в вышеуказанномстандарте. Следовательно, лучшее место измерения скорости — это точка средней скорости, т.e. 1/8-я диаметра от края трубы. Установивизмерительный датчик погружного расходомера в эту точку, можно выполнить непосредственное вычисление объёмного расхода. Однако, выбирая место установки, необходимо учитывать и другие факторы.Точка средней скорости находится на изгибе кривой (скорость в этой точке с расстояниембыстро меняется), поэтому нужно устанавливать измерительный датчикпогружного расходомерачрезвычайно точно, чтобы правильноизмерить скорость. Например, если измерительный датчик погружногорасходомераустановлен точно на расстоянии 72,5 мм о стенкитрубы д.
у. 600мм, то он таким образом измеряет среднюю скорость 1,722 м/с. Эта величина при умножениина площадь сечения даёт объёмный расход, равный 487 л/с. Если измерительный датчик погружногорасходомерафактическиустановлен на 74 мм вместо измеренных 72,5, то действительная скорость составит 1,85 м/свместо расчетных 1,722. Умножение данного значения на площадь сечения даёт объёмныйрасход 523 л/с, то есть, ошибку в 7,4 %.
В полевых условиях достаточно сложно установить измерительный датчик погружногорасходомераточно, поэтому такого рода ошибки являются весьмараспространёнными.
Да! На Рис. 3.1 видно, что в середине трубы, возле центральной линии, профиль потока относительно плоский. То есть, скорость потока не сильно отличается с расстоянием внутри трубы. Таким образом, если скорость измеряется на оси потока, погрешность измерения, возникающая вследствие погрешностей позиционирования измерительного датчика погружногорасходомерабудет очень мала. Поэтому и целесообразно использовать точку измерения на центральной линии.
Существует математическая зависимость между скоростью в центральной линии и средней скоростью внутри трубы – это т.н. коэффициент профиля (Fp). Значение Fp можно рассчитать по формуле (см. ниже) или взять из графика (см. Рис. 3.2.)
Fp рассчитывается следующим образом:
Когда место установки измерительного датчика погружногорасходомераопределено, необходимо рассчитать степень влияния точностиустановки измерительного датчика погружногорасходомера. Он определяется коэффициентомпогружения (Fi).Это математическая зависимость, которая рассчитывается по следующей формуле:
С целью устранения возможных неточностей при установке измерительных датчиков погружныхрасходомеровкомпания Onicon Inc. поставляет погружныерасходомерывсех типов (погружные вихревые расходомеры, погружные термомассовые расходомеры, погружные электромагнитные расходомеры, а также погружные турбинные расходомеры) в комплекте со специальным приспособлением, которое позволяет опустить измерительный датчик погружногорасходомераточно на необходимую глубину трубы, специально рассчитанную на заводе для каждого конкретного применения.
| ГОСТы, СНиПы Карта сайта TehTab.ru Поиск по сайту TehTab.ru | Навигация по справочнику TehTab.ru: главная страница / / Техническая информация/ / Инженерные приемы и понятия/ / Падение (потеря) давления. / / Практические скорости потока жидкости (воды) в трубопроводах (трубах) в различных технологичеcких и коммунальных сетях.
| |||||||||||||||||||||||||
Нашли ошибку? Есть дополнения? Напишите нам об этом, указав ссылку на страницу. | ||||||||||||||||||||||||||
TehTab.ru Реклама, сотрудничество: [email protected] | Обращаем ваше внимание на то, что данный интернет-сайт носит исключительно информационный характер. Информация, представленная на сайте, не является официальной и предоставлена только в целях ознакомления. Все риски за использование информаци с сайта посетители берут на себя. Проект TehTab.ru является некоммерческим, не поддерживается никакими политическими партиями и иностранными организациями. | |||||||||||||||||||||||||
Приемлемой — до 2,5 м/с. А практически встречающиеся скорости см. в таблице ниже:
ru:Зависимость между расходом, скоростью потока и диаметром трубы.
Однако нередко у большинства пользователей нет всех необходимых точек данных. Команда инженеров LORRIC создала эту статью, чтобы помочь пользователям получить все правильные данные.
Благодаря предоставленным формулам и пояснениям пользователи могут научиться рассчитывать эти данные. В результате пользователи могут использовать соответствующие данные для выбора лучшего расходомера.
Сначала познакомимся с формулами.
Зависимость между расходом (л/мин), скоростью потока (м/с) и диаметром трубы.
С помощью приведенной ниже формулы мы можем понять взаимосвязь между расходом, скоростью потока и диаметром трубы:
Расход = площадь поперечного сечения трубы X скорость потока
Площадь поперечного сечения трубы может быть получена по формуле по следующей формуле:
Площадь поперечного сечения трубы ＝ ID² / 4 Ｘπ (ID означает внутренний диаметр трубы, π означает число Пи, равное 3,14)
Говоря о скорости потока, скорость потока — это скорость потока жидкости, то есть расстояние, которое жидкость проходит за единицу времени.
Ниже приведены применимые диапазоны скорости потока для 3 различных расходомеров. Каждый расходомер использует свою теорию измерения:
➤ Расходомеры с переменным сечением ：0,05~3,5 м/с
➤ Расходомеры с крыльчатым колесом других марок ：0.3~10 m/s
➤ LORRIC AxleSense paddle wheel flow meters ：0.15~10 m/s
➤ Ultrasonic flow meters ：0.1~20 m/s
Ниже приведен пример, поясняющий формулу для расчета скорости потока.
Какова скорость потока, когда жидкость течет по 2-дюймовой трубе со скоростью потока 1 м/с?
Внутренний диаметр 2-дюймовой трубы составляет 51 мм. Скорость потока – 1 м/с.
Приведенная ниже формула показывает способ получения расхода с этими двумя точками данных.
0.051² / 4Ｘ3.1415Ｘ1= 0.0020427604 m³/s (1m³＝1000L, LPM stands for liters per minute.）
＝ 0.0020427604Ｘ1000Ｘ60 L/min(LPM)
＝ 122.565624 L/min( л/мин)
Обратите внимание на следующие вопросы
1. Постоянный поток: Скорость потока должна быть постоянной по всей трубе, если нет утечек или разветвлений. Поэтому расходомер должен быть установлен места, где есть стабильное течение.
2. При любом заданном расходе скорость потока обратно пропорциональна t площади поперечного сечения трубы. Меньшие трубы приведут к более высоким скоростям потока; трубы большего диаметра приведут к снижению скорости потока. Поэтому мы не предлагаем вам использовать маленький расходомер на большой трубе.
3. Даже для трубы одинакового размера внутренний диаметр стандартной трубы США и Японии будет отличаться. DN определяется как внешний диаметр стандартной трубы. ID можно оценить как внутренний диаметр стандартной трубы.
4. При необходимости сделайте любые метрические или имперские преобразования при расчете. Например, 1000 мл = 1 л, 1 мм = 0,001 м.
Калькулятор расхода — давление и диаметр
Калькулятор расхода — давление и диаметр | КопелиС помощью этого инструмента можно легко рассчитать средний объемный расход жидкости, изменив каждую из трех переменных: длину, давление и диаметр отверстия. Затем влияние на прогнозируемый расход отображается на трех графиках, где, в свою очередь, две переменные поддерживаются постоянными, а расход отображается в зависимости от диапазона значений третьего.
Помните, что если вам нужна помощь в выборе подходящего шланга для вашего применения или сектора, пожалуйста, не стесняйтесь обращаться к одному из наших сотрудников по телефону 0116 240 1500 или по электронной почте sales@copely.
com.
Считаете этот инструмент полезным? Вы можете встроить наш калькулятор скорости потока на свой веб-сайт, скопировав приведенный ниже код.
Как использовать:
Чтобы начать расчет, введите свои цифры в поля ниже. Если значение какой-либо из переменных недоступно, оставьте поле пустым, и программа выберет свое значение.
Диаметр отверстия (мм)
Давление (бар)
Длина (метры)
Результаты
Нажмите на вкладки ниже, чтобы просмотреть результаты.
Объемный расход жидкости в зависимости от длины шланга Количество расхода жидкости в зависимости от давления Объемный расход жидкости в зависимости от диаметра отверстия
| Количество Расход жидкости в зависимости от длины шланга | ||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Длина | 20.000 | 40.000 | 60.000 | 80.000 | 100.000 | 120.000 | 140. 000 | 160.000 | 180.000 | 200.000 |
| Количество Расход жидкости (литров в минуту) | 95.273 | 68.458 | 56.202 | 48.807 | 43.727 | 39,961 | 37.026 | 34.656 | 32.689 | 31.023 |
| Диаметр отверстия (мм) | 25 | 25 | 25 | 25 | 25 | 25 | 25 | 25 | 25 | 25 |
| Давление (бар) | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 |
| Диаметр отверстия (дюймы) | 0,984 | 0,984 | 0,984 | 0,984 | 0,984 | 0,984 | 0,984 | 0,984 | 0,984 | 0,984 |
| Давление (psi) | 102.900 | 102.900 | 102.900 | 102.900 | 102. 900 | 102.900 | 102.900 | 102.900 | 102.900 | 102.900 |
| Длина (футы) | 65,667 | 131.333 | 197.000 | 262,667 | 328.333 | 394.000 | 459.667 | 525.333 | 591.000 | 656,667 |
| Количество Расход жидкости (галлонов в минуту) | 15.061 | 12.364 | 10,738 | 9.620 | 8.791 | 8.146 | 7,624 | 7.192 | 6.825 | |
| Коэффициент С | 20.105 | 20.105 | 20.105 | 20.105 | 20.105 | 20.105 | 20.105 | 20.105 | 20.105 | 20.105 |
| Скорость V (фут/сек) | 10.602 | 7,618 | 6.254 | 5.431 | 4,866 | 4.447 | 4.120 | 3,856 | 3,638 | 3.452 |
| Диаметр отверстия (футы) D | 0,082021 | 0,082021 | 0,082021 | 0,082021 | 0,082021 | 0,082021 | 0,082021 | 0,082021 | 0,082021 | 0,082021 |
| Эквивалент жидкости напора h (фут) | 237,644 | 237,644 | 237,644 | 237,644 | 237,644 | 237,644 | 237,644 | 237,644 | 237,644 | 237,644 |
| Количество Расход жидкости в зависимости от данных давления | ||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Давление | 1. 400 | 2.800 | 4.200 | 5.600 | 7.000 | 8.400 | 9.800 | 11.200 | 12.600 | 14.000 |
| Кол-во расход жидкости (л/мин) | 19.555 | 27.655 | 33.871 | 39.110 | 43.727 | 47.900 | 51.738 | 55.310 | 58.666 | 61.839 |
| Диаметр отверстия (мм) | 25 | 25 | 25 | 25 | 25 | 25 | 25 | 25 | 25 | 25 |
| Длина | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
| Диаметр отверстия (дюймы) | 0,984 | 0,984 | 0,984 | 0,984 | 0,984 | 0,984 | 0,984 | 0,984 | 0,984 | 0,984 |
| Давление (psi) | 20. 580 | 41.160 | 61.740 | 82.320 | 102.900 | 123.480 | 144.060 | 164,640 | 185.220 | 205.800 |
| Длина (футы) | 328.333 | 328.333 | 328.333 | 328.333 | 328.333 | 328.333 | 328.333 | 328.333 | 328.333 | 328.333 |
| Кол-во расход жидкости (гал/мин) | 4.302 | 6.084 | 7.452 | 8.604 | 9.620 | 10,538 | 11.382 | 12.168 | 12.906 | 13.605 |
| Коэффициент С | 20.105 | 20.105 | 20.105 | 20.105 | 20.105 | 20.105 | 20.105 | 20.105 | 20.105 | 20.105 |
| Скорость V (фут/сек) | 2,176 | 3.077 | 3,769 | 4.352 | 4,866 | 5.330 | 5,757 | 6. 155 | 6,528 | 6.881 |
| Диаметр отверстия (футы) D | 0,082021 | 0,082021 | 0,082021 | 0,082021 | 0,082021 | 0,082021 | 0,082021 | 0,082021 | 0,082021 | 0,082021 |
| Эквивалент жидкости напора h (фут) | 47.529 | 95.058 | 142,587 | 190.115 | 237,644 | 285,173 | 332.702 | 380.231 | 427.760 | 475.289 |
| Количество Расход жидкости в зависимости от диаметра отверстия | ||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Диаметр отверстия | 5.000 | 10.000 | 15.000 | 20.000 | 25.000 | 30.000 | 35.000 | 40.000 | 45.000 | 50.000 |
| Кол-во расход жидкости (л/мин) | 0,091 | 2.204 | 8. 792 | 21.989 | 43.727 | 75.790 | 119.849 | 177.478 | 250.177 | 339,374 |
| Давление (бар) | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 |
| Длина | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
| Диаметр отверстия (дюймы) | 0,197 | 0,394 | 0,591 | 0,787 | 0,984 | 1.181 | 1,378 | 1.575 | 1,772 | 1,969 |
| Давление (psi) | 102.900 | 102.900 | 102.900 | 102.900 | 102.900 | 102.900 | 102.900 | 102.900 | 102.900 | 102.900 |
| Длина (футы) | 328.333 | 328.333 | 328. 333 | 328.333 | 328.333 | 328.333 | 328.333 | 328.333 | 328.333 | 328.333 |
| Кол-во расход жидкости (гал/мин) | 0,020 | 0,485 | 1,934 | 4,838 | 9.620 | 16.674 | 26.367 | 39.045 | 55.039 | 74,662 |
| Коэффициент С | 2.314 | 9,976 | 14.458 | 17.638 | 20.105 | 22.120 | 23.824 | 25.300 | 26.602 | 27.767 |
| Скорость V (фут/сек) | 0,252 | 1,533 | 2,718 | 3,823 | 4,866 | 5,857 | 6.804 | 7,715 | 8.592 | 9.441 |
| Диаметр отверстия (футы) D | 0,016 | 0,033 | 0,049 | 0,066 | 0,082 | 0,098 | 0,115 | 0,131 | 0,148 | 0,164 |
| Эквивалент жидкости напора h (фут) | 237,644 | 237,644 | 237,644 | 237,644 | 237,644 | 237,644 | 237,644 | 237,644 | 237,644 | 237. 644 |
Расход жидкости в трубах
Количество жидкости, которое будет сбрасываться через шланг, зависит от давления, приложенного на конце подачи, длины шланга и диаметра отверстия. Характер поверхности отверстия, количество и форма изгибов на участке шланга также влияют на скорость потока.
Давление иногда указывается как «напор воды». Если напор указан в метрах водяного столба, каждый 1 метр напора (3,28 фута) создает давление 0,1 бар (1,47 фунта на кв. дюйм).
Все формулы для нахождения количества жидкости, которое потечет через шланг в данный момент времени, являются приблизительными. Приведенные выше графики построены на основе расчетов, предполагающих, что шланг находится в хорошем состоянии и проложен прямолинейно. При этом они будут иметь точность в пределах 10% от фактически полученных результатов.
Если набор условий, введенных в модель, приводит к отрицательным результатам, то, очевидно, необходимо соответствующим образом скорректировать переменные, пока не будет получен реалистичный результат.