Приборы для измерения расхода и количества жидкостей, пара и газов являются самыми распространенными контрольно-измерительными приборами в нашей промышленности. Они подразделяются на две основные группы: счетчики количества и расходомеры. В практике эти приборы называют водомерами, паромерами, газомерами в зависимости от вещества, количество которого измеряют с их помощью.
Количество или расход жидкостей и пара определяется в весовых единицах (кг), а расход газов — в объемных (м3), отнесенных к единице времени.
К группе расходомеров относятся дроссельные приборы с дифференциальными манометрами и расходомеры постоянного перепада.
Дроссельные приборы с дифференциальными манометрами измеряют не количество, а расход жидкостей и газов в данный момент в м3/ч. Измеряют расход путем сужения (дросселирования) потока и определения расхода по разности давления до и после сужения (по перепаду давления). Эта группа приборов относится к расходомерам переменного перепада.
Расходомеры постоянного перепада измеряют расход жидкости или газа, протекающих через прибор при постоянном перепаде давления до и после прибора, при помощи перемещения особого плунжера. Расходомеры, измеряющие мгновенный расход вещества, дают возможность регулировать ход технологических процессов по показаниям расходомера в каждый данный момент.
Счетчики устанавливают в тех случаях, когда требуется учесть количество вещества, израсходованного за определенный период времени.
Счетчики количества в зависимости от способов измерения подразделяются на объемные и скоростные. Объемные счетчики измеряют количество протекшей жидкости или газа непосредственно по объему последних. Скоростные счетчики измеряют количество вещества по скорости движения потока. Те и другие счетчики показывают общее количество газа или жидкости, которое протекало через прибор за период его работы.
Сужение потока, протекающего по трубопроводу, принципиально можно выполнить с помощью любого устройства, но зависимость между расходом и перепадом давления известна и позволит измерить расход лишь при определенной форме сужающих устройств. Такие сужающие устройства получили название нормальных.
К нормальным сужающим устройствам относятся: нормальная диафрагма, нормальное сопло, нормальное сопло Вентури и нормальная труба Вентури, которую часто называют расходомерной трубой или соплом с конусом. Наибольшее распространение в практике получила нормальная диафрагма.
При выборе сужающих устройств необходимо принимать во внимание следующие основные данные: важность измерения данного расхода, допустимую погрешность измерения и стоимость сужающего устройства, свойства измеряемой среды (агрессивность, наличие взвешенных частиц, вызывающих загрязнение и повышенный износ сужающих устройств), число Рейнольдса для среднего расхода, допустимые потери давления в устройстве.
Для измерения расхода незагрязненной среды целесообразно применение нормальной диафрагмы. Коэффициент расхода этой диафрагмы должен оставаться постоянным в интервале измеряемых расходов, а потеря давления не превышать допустимую.
Расход агрессивных и загрязненных сред, а также потоков, протекающих с высокой скоростью, целесообразно измерять при помощи сужающих устройств, не имеющих острых кромок (в качестве таких устройств могут служить различные виды сопел). Для измерения расхода газов, содержащих взвешенные частицы, следует использовать сегментные диафрагмы.
Во всех возможных случаях необходимо применять стандартные сужающие устройства. Если число. Рейнольдса измеряемого потока меньше граничного числа Рейнольдса стандартных сужающих устройств, то можно применять нестандартные (специальные) сужающие устройства с меньшими граничными значениями чисел Рейнольдса: например, сопла с профилем «четверть круга», сдвоенные диафрагмы.