+7 (495) 748-08-89
Эксперт в области промышленных трубопроводов

Консультируя многочисленные сегменты промышленности, Aliaxis Utilities & Industry встречает специфические потребности заказчиков и реализует их с помощью продукции ведущих брендов: FIP, SED и STRAUB, доведенных до совершенства.


Измерение расхода

Измерение расхода

Технология встраивания базируется на измерителях скорости потока жидкости, соответствующим образом устанавливаемых в прямых цилиндрических трубах, и используется для измерения локальной скорости расхода Vm для расчета средней скорости Va и волюметрической скорости расхода Qv. Эти датчики расхода теоретически поддерживаются законами гидродинамики, применимыми к любым трубам круглого сечения, в которых соблюдены определенные физические условия (полностью развитый турбулентный поток). Эти законы устанавливают соотношение между измеряемой локальной скоростью потока и средней скоростью потока (UNI 10727; ISO 7145). Соотношение между средней скоростью Va и измеренной скоростью обычно выражается «коэффициентом профиля».

Fp = Va / Vm

Используя вышеупомянутый коэффициент:

Qv = Va * ID² / 4 = Fp * Vm * ID² / 4

ID = внутренний диаметр трубы

Для точки измерения скорости потока подходят два различных положения:

1. Критическое положение: датчик скорости вставлен в особую точку, где локальная скорость соответствует средней скорости (12% внутреннего диаметра):

Va = Vm >>> Fp = 1.

2. Центральное положение: датчик скорости устанавливается точно в центре поперечного сечения трубы. Локальная скорость соответствует максимальной скорости:

Vm = Vmax >>> Fp < 1.

 

Полностью развернутый турбулентный поток

Датчики расхода, базирующиеся на скорости, обеспечивают точные и надежные показания только тогда, когда они измеряют полностью развернутый турбулентный поток. Полностью развернутый турбулентный поток образуется в любой ньютоновской жидкости, когда число Рейнольдса превышает 4500. Полностью развернутый турбулентный поток труднее обеспечить, когда жидкости имеют высокую вязкость, скорости потока низкие, или трубы имеют большой диаметр. Довольно часто достаточно уменьшить диаметр трубы для повышения локальной скорости потока и получить соответствующее число Рейнольдса:

Re = V x ID x Sg / μ

где:

V = скорость потока в м/сек.
ID = внутренний диаметр трубы в метрах
Sg = удельный вес в кг/м3
μ = динамическая вязкость в Pa*s
(1 Pa*s = 10³ сП)

или, преобразуя скорость потока в расход:

Re = 1,2732 x Qv x Sg / μ x ID

где:

Qv = расход в л/сек.
Sg = удельный вес в кг/м3
μ = динамическая вязкость в Pa*s
(1 Pa*s = 10³ сП)
ID = внутренний диаметр трубы в метрах
Re = 3162,76 x Qv x Sg / μ x ID
где:
Qv = расход в галлонах в мин.
Sg = удельный вес в кг/м3
μ = динамическая вязкость в сантипуазах
(1 Pa*s = 10³ сП)
ID = внутренний диаметр трубы в дюймах

Принцип работы датчиков расхода

Встраиваемый датчик расхода

Датчик с крыльчатым колесом

Этот датчик расхода состоит из преобразователя (эффект Холла для системы с электропитанием и катушка для системы с питанием от батареи) и пятилопастного (четырехлопастного для F3.10) крыльчатого колеса из ECTFE с открытым элементом, закрепленного на керамическом вале (нерж. сталь в случае F3.10, F3.20 и версии F3.00 из нерж. стали). Вал находится под прямым углом к направлению потока. Крыльчатое колесо оснащено постоянными магнитами, встроенными в каждую лопасть. При прохождении магнита мимо преобразователя генерируется импульс. Когда жидкость течет по трубе, крыльчатое колесо вращается, генерируя выходной сигнал прямоугольной волны. Частота пропорциональна скорости потока. Датчик устанавливается в трубе с использованием широкого ассортимента арматуры для встраивания приборов, поставляемых FLS.

Турбинный датчик

Этот датчик расхода состоит из преобразователя и восьмилопастной турбины из ECTFE на керамическом вале. Вал расположен параллельно к направлению потока, и датчик способен распознавать оба направления потока. Пропеллер оснащен постоянными магнитами, встроенными в каждую лопасть. При прохождении магнита мимо преобразователя генерируется импульс. Когда жидкость течет по трубе, турбина вращается, генерируя выходной сигнал прямоугольной волны. Частота пропорциональна скорости потока. Датчик устанавливается в трубе с использованием широкого ассортимента арматуры для встраивания приборов, поставляемых FLS.

Реле расхода F3.05

С механической точки зрения F3.05 представляет собой реле расхода на базе датчика с крыльчатым колесом. Это значит, что имеется преобразователь, а также пятилопастное крыльчатое колесо с открытым элементом. И в этом случае ротор оснащен постоянными магнитами, встроенными в каждую лопасть. При прохождении магнита мимо преобразователя генерируется выходной импульс. Этот импульс контролируется цепью отсутствия сигнала, от которой срабатывает внутреннее реле, когда частота падает ниже заводского заданного значения частоты 0,15 м/сек. (0,5 фута в сек.). Реле устанавливается в трубе с использованием широкого ассортимента арматуры для встраивания приборов, поставляемой FLS.

Датчик магметра

Датчик магметра основан на законе Фарадея, поскольку напряжение индуцируется в электрическом проводнике, когда он движется в магнитном поле. Катушка, установленная в корпусе датчика, генерирует магнитное поле, перпендикулярное направлению потока. Магнитное поле и скорость потока индуцируют напряжение между электродами. Напряжение прямо пропорционально скорости потока. Напряжение преобразуется в пропорциональный потоку выходной сигнал 4-20 мА или в частотный выходной сигнал.

Датчик расхода в линии

Датчик сверхнизкого расхода (ULF)

Этот линейный датчик расхода состоит из преобразователя и пятилопастного крыльчатого колеса (четырехлопастного крыльчатого колеса для ULF0X.X.0). Крыльчатое колесо оснащено постоянными магнитами, встроенными в каждую лопасть. При прохождении магнита мимо преобразователя генерируется импульс. Когда жидкость течет по трубе, крыльчатое колесо вращается, генерируя выходной сигнал прямоугольной волны. Генерируемая частота пропорциональна скорости потока.

Датчик расхода с овальными шестернями F3.80
Этот линейный датчик содержит две овальные шестерни, приводимые во вращение протекающей жидкостью. Две шестерни находятся в зацеплении под углом 90°, определяя фиксированный объем жидкости, перекачиваемый при каждом повороте.
Два постоянных магнита расположены в каждой шестерне, и датчик с эффектом Холла обнаруживает магнитное поле, генерируя выходной сигнал прямоугольной волны с частотой, пропорциональной числу перекачанных объемов жидкости

Таблицы преобразования скорости в расход жидкости

        скорость [м/сек.] = (расход [л/сек.] x 1273,2) / ID (внутр. диаметр)2 расход [л/сек.] = (скорость [м/сек.] x ID (внутр. диаметр)2) / 1273,2



 

  скорость
  футы в сек. 0.16 0.33 0.5 0.7 1.6 2.6 3.3 6.6 9.8 13.1 16.4 20 23 26.2
  м/сек. 0.05 0.1 0.15 0.2 0.5 0.8 1 2 3 4 5 6 7 8
 D
[мм]
 
 DN
[мм]
 

расход л/сек.
 
 20 15 0.01 0.02 0.03 0.04 0.09 0.14 0.18 0.35 0.53 0.71 0.88 1.06 1.24 1.41
 25 20 0.02 0.03 0.05 0.06 0.16 0.25 0.31 0.63 0.94 1.26 1.57 1.89 2.20 2.51
 32 25 0.02 0.05 0.07 0.10 0.25 0.39 0.49 0.98 1.47 1.96 2.45 2.95 3.44 3.93
 40 32 0.04 0.08 0.12 0.16 0.40 0.64 0.80 1.61 2.41 3.22 4.02 4.83 5.63 6.43
 50 40 0.06 0.13 0.19 0.25 0.63 1.01 1.26 2.51 3.77 5.03 6.28 7.54 8.80 10.05
 63 50 0.10 0.20 0.29 0.39 0.98 1.57 1.96 3.96 5.89 7.85 9.82 11.78 13.74 15.71
 75 65 0.17 0.33 0.50 0.66 1.66 2.65 3.32 6.64 9.96 13.27 16.59 19.91 23.23 23.55
 90 80 0.25 0.50 0.75 1.01 2.51 4.02 5.03 10.05 15.08 20.11 25.13 30.16 35.19 40.21
 110 100 0.39 0.79 1.18 1.57 3.93 6.28 7.85 15.71 23.25 31.42 39.27 47.13 54.98 62.83
 125 110 0.48 0.95 1.43 1.90 4.75 7.60 9.50 19.01 28.51 38.01 47.52 57.02 66.53 76.03
 140 125 0.61 1.23 1.84 2.45 6.14 9.82 12.27 25.45 36.82 49.09 61.36 73.63 85.91 98.18
 160 150 0.88 1.77 2.65 3.53 8.84 14.14 17.67 35.34 53.02 70.69 88.36 106.03 123.70 141.38
 200 180 1.27 2.54 3.82 5.09 12.72 20.36 25.45 50.90 76.34 101.79 127.24 152.69 178.13 203.58
 225 200 1.57 3.14 4.71 6.28 15.71 25.13 31.42 62.83 94.25 125.67 157.08 188.50 219.92 251.34
 250 225 1.99 3.98 5.96 7.95 19.88 31.81 39.76 79.52 119.29 159.05 198.81 238.57 278.33 318.10
 280 250 2.45 4.91 7.36 9.82 25.54 39.27 49.09 98.18 147.27 196.36 245.44 294.53 343.62 392.71
 315 280 3.08 6.16 9.24 12.32 30.79 49.26 61.58 123.15 184.73 246.31 307.89 369.46 431.04 492.62

 

 

скорость [м/сек.] = (расход [л/мин.] x 21,16) / ID (внутр. диаметр)2 расход [л/мин.] = (скорость [м/сек.] x ID (внутр. диаметр)2)



 

  скорость
  футы в сек. 0.16 0.33 0.5 0.7 1.6 2.6 3.3 6.6 9.8 13.1 16.4 20 23 26.2
  м/сек. 0.05 0.1 0.15 0.2 0.5 0.8 1 2 3 4 5 6 7 8
 D
[мм]
 
 DN
[мм]
 

расход л/сек.
 
 20 15 0.5 1.1 1.6 2.1 5.3 8.5 10.6 21.3 31.9 42.5 53.2 63.8 74.4 85.1
 25 20 0.9 1.9 2.8 3.8 9.5 15.1 18.9 37.8 56.7 75.6 94.5 113.4 132.3 151.2
 32 25 1.5 3.0 4.4 5.9 14.8 23.6 29.5 59.1 88.6 118.1 147.7 177.2 206.8 236.3
 40 32 2.4 4.8 7.3 9.7 24.2 38.7 48.4 96.8 145.2 193.6 242.0 290.4 338.8 278.1
 50 40 3.8 7.6 11.3 15.1 37.8 60.5 75.6 1151.2 266.8 302.5 378.1 453.7 529.3 604.9
 63 50 5.9 11.8 17.7 23.6 59.1 94.5 118.1 236.3 354.4 472.6 590.7 708.9 827.0 945.2
 75 65 10.0 20.0 30.0 39.9 99.8 159.7 199.7 399.3 599.0 798.7 998.3 1168. 1397.7 1597.4
 90 80 15.1 30.2 45.4 60.5 151.2 242.0 302.5 604.9 907.4 1209.8 1512.3 1814.7 2117.2 2419.7
 110 100 23.6 47.3 70.9 94.5 236.3 378.1 472.6 945.2 1417.8 1890.4 2362.9 2835.5 3308.1 3780.7
 125 110 28.6 57.2 85.8 114.4 285.9 475.5 571.8 1143.7 1715.5 2287.3 2859.2 3431.0 4002.8 4574.7
 140 125 36.9 73.8 110.8 147.7 369.2 590.7 738.4 1476.8 2215.3 2953.7 3692.1 4430.5 5169.0 5907.4
 160 150 53.2 106.3 159.5 212.7 531.7 850.7 1063.3 2162.7 3190.0 4253.3 5316.6 6380.0 7443.3 8506.4
 200 180 76.6 153.1 229.7 306.2 765.6 1225.0 1531.2 3062.4 4593.6 6124.8 7656.0 9187.1 10718.3 12249.5
 225 200 94.5 189.0 283.6 378.1 945.2 1512.3 1890.4 3780.7 5671.1 7561.4 9451.8 11342.2 13232.5 15122.9
 250 225 119.6 239.2 258.9 478.5 1196.2 1914.0 2392.5 4785.0 7177.5 9569.9 11962.4 14354.9 16747.4 19139.9
 280 250 147.7 295.4 443.1 590.7 1476.8 2362.9 2953.7 5907.4 8861.1 11814.7 14768.4 17722.1 20675.8 23629.5
 315 280 185.3 370.5 555.8 741.0 1852.6 2964.1 3705.1 7410.2 1115.3 14820.4 18525.5 22230.6 25935.7 29640.8

 

 

скорость [м/сек.] = (расход [л/час] x 0,35344)/ ID (внутр. диаметр)2
 
расход [л/час] = (скорость [м/сек.] x ID (внутр. диаметр)2) /0,35344
 



 

  скорость
  футы в сек. 0.16 0.33 0.5 0.7 1.6 3.3 6.6 9.8 13.1 16.4 20 23 26.2
  м/сек. 0.05 0.1 0.15 0.2 0.5 1 2 3 4 8 6 7 8
 D
[мм]
 
 DN
[мм]
 

расход л/сек.
 
 20 15 32 64 95 127 318 637 1273 1910 2546 3183 3820 4456 5093
 25 20 57 113 170 226 566 1132 2263 3395 4527 5659 6790 7922 9054
 32 25 88 177 265 354 884 1768 3537 5305 7073 8842 10610 12378 14147
 40 32 145 290 435 579 1449 2897 5794 8692 11589 14486 17383 20281 23178
 50 40 226 453 679 905 2263 4527 9054 13581 18108 22635 27160 31689 36215
 63 50 354 707 1061 1415 3537 7073 14147 21220 28293 35367 42440 49513 53587
 75 65 598 1195 1793 2391 5977 11954 23908 35862 47816 59770 71724 83678 95632
 90 80 905 1811 2716 3622 9054 18108 36215 54323 72431 90539 108646 126754 144862
 110 100 1415 2829 4244 5659 14147 28293 56587 84880 113173 141467 169760 198053 226347
 125 110 1712 3423 5135 6847 17117 34235 68470 102705 136940 171175 205410 239645 273880
 140 125 2210 4421 6631 8842 22104 44208 88417 132625 176833 221042 264250 309458 353667
 160 150 3183 6366 9549 12732 31830 63660 127320 190980 254640 318300 381960 445620 509280
 200 180 4584 9167 13751 18334 45835 91670 183341 275011 366682 458352 550023 641693 733364
 225 200 2659 11317 16976 22635 56587 113173 226347 339520 452694 565867 679040 792214 905387
 250 225 7162 14324 21485 28647 71618 143235 286470 429705 572940 716175 859410 1002645 1145880
 280 250 8842 17683 26525 35367 88417 176833 353667 530500 707334 884167 1061000 1237834 1414667
 315 280 11091 22182 33273 44364 110910 221820 443640 665459 887279 1109099 1330919 1552739 1774559

 

 

скорость [м/сек.] = (расход [л/час] x 0,35344) /ID (внутр. диаметр)2

расход [л/час] = (скорость [м/сек.] x ID (внутр. диаметр)2) / 0,35344
 



 

  скорость
  футы в сек. 0.16 0.33 0.5 0.7 1.6 2.6 3.3 6.6 9.8 13.1 16.4 20 23 26.2
  м/сек. 0.05 0.1 0.15 0.2 0.5 0.8 1 2 3 4 5 6 7 8
 D
[мм]
 
 DN
[мм]
 

расход л/сек.
 
 20 15 0.03 0.06 0.10 0.13 0.32 0.51 0.64 1.27 1.91 2.55 3.18 3.82 4.46 5.09
 25 20 0.06 0.11 0.17 0.23 0.57 0.91 1.13 2.26 3.40 4.53 5.66 6.79 7.92 9.05
 32 25 0.09 0.18 0.27 0.35 0.88 1.41 1.77 3.54 5.31 7.07 8.84 10.61 12.38 14.15
 40 32 0.14 0.29 0.43 0.58 1.45 2.32 2.90 5.79 8.69 11.59 14.49 17.38 20.28 23.18
 50 40 0.23 0.45 0.68 0.91 2.26 3.62 4.53 9.05 13.58 18.11 22.63 27.16 31.69 36.22
 63 50 0.35 0.71 1.06 1.41 3.54 5.66 7.07 14.15 21.22 28.29 35.57 42.44 49.51 56.59
 75 65 0.60 1.20 1.79 2.39 5.98 9.56 11.95 23.91 35.86 47.82 59.77 71.72 83.68 35.63
 90 80 0.91 1.81 2.72 3.62 9.05 14.49 18.11 36.22 54.32 72.43 90.54 108.65 126.75 144.86
 110 100 1.41 2.83 4.24 5.66 14.15 22.63 28.29 56.59 84.88 113.17 141.47 169.76 198.05 226.35
 125 110 1.71 3.42 5.14 6.85 17.12 27.39 34.23 68.47 102.70 136.94 171.17 205.41 239.64 373.88
 140 125 2.21 4.42 6.63 8.84 22.10 35.37 44.21 88.42 132.63 176.83 221.04 265.25 309.46 353.67
 160 150 3.18 6.37 9.55 12.73 31.83 50.93 63.66 127.32 190.98 254.64 318.30 381.96 445.62 509.28
 200 180 4.58 9.17 13.75 18.33 45.84 73.34 91.67 183.34 275.01 366.6 458.35 550.02 641.69 733.36
 225 200 5.66 11.32 16.98 22.63 56.59 90.54 113.17 226.35 339.52 452.69 565.87 679.04 792.21 905.39
 250 225 7.16 14.32 21.49 28.65 71.62 114.59 143.24 286.47 429.71 572.94 716.18 859.41 1002.65 1145.88
 280 250 8.84 17.68 26.53 35.37 88.42 141.47 176.83 353.67 530.50 707.33 884.17 1061.00 1237.83 1414.67
 315 280 11.09 22.18 33.27 44.36 110.91 177.46 221.82 443.64 665.46 887.28 1109.10 1330.92 1552.74 1774.56

 

 Таблицы преобразования скорости в расход жидкости

скорость [фут/сек.] = (расход [галлонов в мин.] x 0,4085) / ID (внутр. диаметр)2

расход [галлонов в мин.] = (скорость [фут/сек.] x ID (внутр. диаметр)2) / 0,4085



 

  скорость
  футы в сек. 0.16 0.33 0.5 0.7 1.6 2.6 3.3 6.6 9.8 13.1 16.4 20 23 26.2
  м/сек. 0.05 0.1 0.15 0.2 0.5 0.8 1 2 3 4 5 6 7 8
 D
[мм]
 
 DN
[мм]
 

расход л/сек.
 
1/2 15 0.14 0.28 0.42 0.56 1.40 2.25 2.81 5.62 8.43 11.23 14.05 16.85 19.66 22.47
3/4 20 0.25 0.50 0.75 1.00 2.50 4.00 4.99 9.99 14.98 19.98 24.97 29.96 34.96 39.95
1 25 0.39 0.78 1.17 1.56 3.90 6.24 7.80 15.61 23.41 31.21 39.01 46.82 54.62 62.42
1 1/4 32 0.64 1.28 1.92 2.56 6.39 10.23 12.78 25.57 38.35 51.14 63.92 76.70 89.49 102.27
1 1/2 40 1.00 2.00 3.00 4.00 9.99 15.98 19.98 39.95 59.93 79.90 99.22 119.85 139.83 159.80
2 50 1.56 3.12 4.68 6.24 15.61 24.97 31.21 64.48 93.63 124.85 156.06 187.27 218.48 249.69
2 1/2 65 2.64 5.27 7.91 10.55 26.37 42.20 52.75 105.49 158.24 210.99 263.74 316.48 369.23 421.98
3 80 4.00 7.99 11.99 15.98 39.95 63.92 79.90 159.80 239.70 319.60 399.50 479.41 559.31 639.21
4 100 6.24 12.48 18.73 24.97 62.42 99.88 124.85 249.69 374.54 499.38 624.23 749.07 873.92 998.76
5 125 9.75 19.51 29.26 39.01 97.54 156.06 195.07 390.14 585.21 780.28 975.35 1170.42 1365.49 1560.56
6 150 14.05 28.09 42.14 56.18 140.45 224.72 280.90 561.80 842.70 1123.61 1404.51 1685.41 1966.31 2247.21
8 200 24.97 49.94 74.91 99.88 249.69 399.50 499.38 998.76 1498.14 1997.52 2496.90 2996.28 3495.66 3995.04
10 225 31.60 63.20 94.80 126.41 316.01 505.62 .632.03 1264.06 1896.08 2528.11 3160.14 3792.17 4424.20 5056.23
12 300 48.94 97.88 146.82 195.76 489.39 783.03 978.79 1657.57 2936.36 3915.14 4893.93 5872.71 6851.50 7830.28

 

Таблицы преобразования скорости в расход жидкости

 

чтобы преобразовать

в
Умножить на
 объем Галлон США  жидкая унция (США)  128
  кубический дюйм  231
кубический фут  134
литр  3.785
кубический метр  000.379
британский галлон  833
 фунт  833
Британский галлон  галлон США  12
Кубический фут галлон США  748
 кубический метр  00.283
Литр  галлон США  2.642
Кубический метр кубический фут  35.314
 галлон США  2.642
длина Дюйм  сантиметр  25.400
Фут  метр  3.048
Ярд  метр  9.144
Миля  километр  16.093
 масса Унция  грамм 283.495
Унция грамм 45.359
 расход Галлонов США в минуту (gpm)  литров в секунду  0.063
Галлонов США в минуту (gpm) кубических метров в час  227
Британских галлонов в минуту (gpm)  кубических метров в час  273
 давление Атмосфера  бар  10.133
Psi [фунтов/на кв. дюйм]  бар  00.689
Паскаль [ньютон на кв. м]  бар  10-5
МегаПаскаль  бар  10
  Кельвин [°K]  Цельсий [°C]  °C = °K - 273
Фаренгейт [°F]  Цельсий [°C]  °C = (°F - 32) x 5/9