Бакаленко. Разработка расходомера переменного перепада давлений и определение его метрологических характеристик
 Скачать 1.89 Mb.
|
3.2 Разработка конструкции СУПри разработке СУ согласно ГОСТ 5.586.2-2005 [2] особое внимание уделяют таким требованиям как: толщина диафрагмы и длина цилиндрической части ее отверстия. Длина цилиндрической части отверстия диафрагмы e должна находиться в пределах 0.  .  Принимаем е = 5 мм. Толщина  диафрагмы должна быть в пределах  .  Допускается считать требования к отсутствию деформации диафрагмы под действием перепада давления выполненным, если толщина диафрагмы удовлетворяется следующим условиям  , (3.48) (3.49) где 𝐸д – толщина диафрагмы, м; 𝐸у – модуль упругости материала диафрагмы, Па. Для стали 12Х18Н10Т 𝐸у = 198 ∙ 109Па; 𝜎т – предел текучести материала диафрагмы при рабочей температуре, Па. Для стали 12Х18Н10Т 𝜎т = 276 ∙ 106Па; 𝐷′ - внутренний диаметр опоры выходного торца диафрагмы в узле ее крепления, м. (3.50)  , (3.51) (3.52) (3.53) (3.54) (3.55) (3.56) Подставив значения в формулы (3.50-3.56) получила (  3.57) (3.58) , (3.59) (3.60)  С учетом условия, толщину принимаем 10 мм. Угол наклона α образующей конуса. Если толщина 𝐸д, превышает длину e , то отверстие диафрагмы должно иметь скос со стороны выходного торца (рисунок 1.3). Поверхность скоса должна быть чистой. Угол α наклона образующей конуса к оси отверстия диафрагмы должен быть в пределах 45 ±15. Кромки G, H и l. На кромке G (рисунок 1.3) не допускается наличие каких-либо дефектов - вмятин, рисок, заусенцев и т.п. Радиус кромки G применяют не более 0,0004d. Кромки H и l должны быть без заусенцев, фасок или закругления. Допускаются небольшие дефекты (например, одиночная царапина).  Рисунок3.1 – Расположение отверстий для фланцевого способа отбора давления Расстояние 𝑙1 измеряют от входного торца диафрагмы, a 𝑙2′ – от выходного торца диафрагмы. Значения 𝑙1 и 𝑙2′ могут находится в следующих пределах: (25,4 ± 0,5) мм при 𝛽 > 0,6 и 𝐷 < 0,15 м; (25,4 ± 1) мм в остальных случаях, принимаем – 25,5 мм. Диаметр отверстий должен быть не более 0,13D (0.054 м) и не более 13 мм. Оси отверстий до и после диафрагмы рекомендуется располагать в одной осевой плоскости. 3.3 Выбор дополнительных СИ3.3.1 Выбор дифманометраРасчёт диапазона изменения перепада давления на СУ выполняется в последовательности изложенному в разделе В.4 [1]. Рассчитывают значение вспомогательной величины S по формуле  , (3.66) где С – рассчитывают по формуле (3.18) при Remax; 2  . (3.67) Так как среда воздух, то относительно неизвестной величины Δp решают следующее уравнение ∆𝑝 = 𝑆 ∗ −2. (3.68) Решение уравнения (3.48) может быть выполнено итерационным методом. Рассчитываем значение Δp1 по формуле  . (3.69)
г  де 1 - коэффициент расширения при ; −Рассчитывают верхнюю границу диапазона изменений перепада давления на СУ по формуле  . (3.74) Подставив полученные в выражениях (3.49, 3.51, 3.53) значения в выражение (3.54), получила ∆𝑝в= 7.5062∗ 104Па Для нахождения нижней границы диапазона изменений перепада давлений рассчитывают значение вспомогательной величины 𝑆1 по формуле  , (3.75) где С – рассчитывают по формуле (3.18) при Remin; 2  . (3.76) Так как среда воздух, то относительно неизвестной величины Δp решают следующее уравнение ∆𝑝 = 𝑆1 ∗ −2. (3.77) Решение уравнения (3.57) выполняется аналогичным методом, описанным уравнениями (3.49-3.54). Рассчитываем значение Δp1 по формуле  . (3.78)  (3.79) ∆𝑝3 = 7803.1Па . (3.80) Нижняя граница диапазона изменений перепада давления на СУ ∆𝑝н = 7803.1Па. (3.81) Для данного диапазона давлений подойдёт дифманометр фирмы Aplisens APR-2000 c диапазоном измерения от 0 до 100 кПа. Класс точности – 0,075. Преобразователь APR-2000 предназначен для измерений разности давлений газов, паров и жидкостей. Измерительным элементом является пьезорезистивная монолитная кремниевая структура, встроенная в приёмник давлений, отделённый от измеряемой среды разделительными мембранами и заполненный специальной жидкостью. Преобразователи APR-2000 имеют возможность перенастройки диапазона измерений. Выходной сигнал: 4...20 мА + HART – протокол Устойчивость к перегрузке давлением: до 40 Мпа Взрывозащита (Ex): Ga/Gb Ex ia llC T4/T5/T6 X Ex ia lllC T110°C Da PO Ex ia l Ma X Ga/Gb Ex ia/d llC T6/T5 X Ex ta lllC T80°C/ T100°C Da/Db PB Ex d ia l Mb X (в корпусе из нержавеющей стали) Исполнение Safety (SIL2) |