Grupul Scolar “Electromureş” Targu Mures

Proiect Pentru atestarea competenţelor profesionale în învătământ liceal.

Tema: Măsurarea Debitelor

Profesor îndrumător: Candidat:Gherman Gheorghe Biriş Petru Radu

Anul şcolar: 2010-2011

1

Cuprins

1.Debitul………………………………………...........pag.3

2.Măsurarea debitului………………………………...pag.6

3.Clasificarea debitelor………………..….…………..pag.8

4.Dispozitivele de strangulare………………………………...pag.10

5.Debitarea diferenţiale………………………………….........pag.16

6.Debitarea diferenţiale de tip balanţă ………………...……..pag.18

7.Debitarea diferenţiale cu clopot……………………….…....pag.19

8.Rotametrele…………………………………………….…...pag.21

9.Aparate pentru măsurarea cantităţilor de lichide şi gaze.…..pag.22

10.Schema de lucru…………………………………………...pag.23

11. Debitmetru electromagnetic cu câmp magnetic constant...pag.25

Bibliografía……………………………………………………pag.28

2

1.Debitul.

Debitul (Q, q) este limita raportului dintre volumului de fluid care trece printr-o suprafaţă fixă într-un timp ∆t şi intervalul de timp, când acesta tinde către zero (STAS 3061—74)

Alte noţiuni, simboluri şi unităţi de măsură din domeniul mecanicii fluxidelor, hidraulicii şi termotehnicii se dau în STAS 3061 – 74 SI RESPRECTIV 7109 – 73. Debitul se defineşte ca fiind cantitatea de substanţă solidă, lichidă sau gazoasă care trece printr-o secţiune oarecare în unitate de timp. Măsurarea debitelor fluidelor se poate realiza fie ca debite volumice Qv, măsurate în m3/s

– volum de fluid scurs în unitate de timp.[11]]

sm[

ΔtΔVQ

3

V = l unde: v- volumul; t- timpul. -fie ca debite masice Qm, măsurate în

Kg/s-masa de fluid scurs în unitatea de timp. ][s

KgtmQm

∆∆= ; m-masa lichidului; t-

timpul.Între cele două tipuri de debite există relaţia: Qm = ρ∙Qv, ( ρ – densitatea

fluidului).În practică se mai utilizează m3/h; l/h; l/min, sau N/s, pentru debite de

greutate.Mijloace pentru măsurat debitul după metoda volumică:

a) contorul cu palete (contorul cu turbină, fig.I.58) foloseşte rotaţia paletei cauzată de forţa de apăsare a fluidului ce este orientat tangenţial de orificiile unei casete.

b) contorul Voltmann (contorul cu turbină, fig.I.59) se foloseşte pentru apă rece şi caldă. Pentru sensibilităţi şi precizii mai mari se conectează la acesta un al doilea contor, de exemplu unul cu cilindru inelar.

Fig.I.58 Contor cu palete Fig.I.59 Contorul Voltmann

3

Fig.I.60 Contor cu tambur

c) contorul cu tambur (fig.I.60) are trei camere. După umplerea camerei I,

fluidul trece în camera II şi se schimbă centrul de greutate. Ca urmare se roteşte

tamburul în sens trigonometric şi lichidul trece în camera III. Rotirea tamburului

este transmisă la un numărător.

d) contorul cu piston (fig.I.61)se foloseşte pentru debite mari. Contoarele

cu 2 şi cu 4 cilindri ocupă spaţiu mare, dar măsoară mai rapid. Ele sunt

prevăzute şi cu compensatoare de temperatură.

e) contorul cu cilindru inelar (fig.I.62)este construit din carcasa C,

pistonul inelar Pi, paleta P, camera de admisie A şi camera de evacuare E.

f) contorul cu roţi dinţate (fig.I.63)foloseşte un angrenaj de cilindri ovali

danturaţi.

Fig.I.61 Contor cu piston Fig.I.62 Contor cu cilindru inelar

Fig.I.63 Contor cu roţi dinţate

4

g) contorul cu cilindri rotativi (fig.I.64) foloseşte doi cilindri ovali

comandaţi de două roţi dinţate în angrenare pentru a evita frecarea între cilindri.

Se foloseşte pentru debite mari; căderea de presiune e mică (15...25 mm H2O).

Sunt contoare rapide (1500 rot/min).

Fig.I.64 Contor cu cilindri rotativi

Fig.I.65 Cadrane pentru contoare (apometre)

În figura I.65 sunt prezentate tipuri analogice de cadrane pentru apometre.

Acestea indică multiplii şi submultiplii metrului cub(m3) sau înregistrează

numeric valoarea debitului. Contoarele măsoară volumul de lichid sub presiune

care trece printr-o conductă, într-un interval de timp oarecare. Indicaţia

numerică a contoarelor este o indicaţie formată din cifre cu diferite ordine de

mărime (mii, sute, zeci, unitaţi, zecimi) citite, fiecare, pe un cadran sau

dispozitiv de afişaj marcat corespunzător (x1000, x100, x10, x1, x0,1). Pentru

măsurarea volumului apei, se utilizează apometre.

5

2.Măsurarea debitului

Măsurarea debitului sau a cantităţilor de lichide, abur sau gaze constituie o

operaţie importantă care se face în fiecare únitate industrială, în scopul

conducerii unor procese tehnologice, cunoaşterii exacte a consumului,

determinării randamentului diferitelor instalaţii, agregate tehnopoce sau stabilirii

preţului de cost.

Aparatele utilizate pentru măsurarea debitului se numesc debitmetre, iar cele

utilizate pentru măsurarea cantităţilor de fluid se numesc contoare.

Debitmetrele, pe lângă funcţia de măsurare, pot avea şi o funcţie de reglare a

debitului între anumite valori, proscrise de procesul tehnologic.

Debitul reprezintă cantitatea de substanţă (solidă, lichidă, gazoasă) care se

scurge uniform, printr-o secţiune tranversală, în unitatea de timp.

În practică, debitul se exprimă, în general, sub două forme, şi anume: debit de

volum şi debit de masă. Mărimile fizice

din relaţiile enunţate sunt:

V = volumul, în m³ ;

m = masa, în kilograme ;

t = timpul , în secunde.

Deci kg/s reprezintă unităţile de măsură pentru debitul de volum şi respectiv

de masă, în sistemul internaţional de unităţi de măsură (SI). În tehnică, debitul

de volum se mai poate exprima în l/s, l/h iar debitul de masă în kg/h, t/h, t/s, în

funcţie de valoarea pe care o are.

Metodele folosite pentru măsurarea debitului fluidelor au la bază principalul

presiunii diferenţiale, presiunii dinamice, vitezei medii de deplasare, inducţiei

6

electromagnetice, propagării oscilaţiilor sonore în fluid, ionizării sau efectului

caloric produs asupra fluidului.

Principiul măsurării debitului după metoda droselului (strangulării) se

vede în figura I 66. Ca dispozitive de strangulare se folosesc diafragme, ajutaje

şi tuburi Venturi. Diafragma din figura I.67a este cel mai des utilizată, reprezintă

un disc cu o gaură circulară cu centru pe axa conductei. Îngustarea curentului

fluidului datorită diafragmei începe înaintea acesteia şi are secţiunea minimă

după diafragmă. Aşa cum reiese din figura I.66, după diafragmă presiunea

fluidului nu se mai restabileşte complet. Această pierdere de presiune Δp se

datorează apariţiei unor zone de vârtejuri. Spre deosebire de diafragmă ajutajele

(fig.I.67b,c) au o parte profilată, ceea ce permite reducerea vârtejurilor.

Tubul Venturi, reprezentat în figura I.67d, are o parte profilată analogă cu

ajutajele, după care urmează o parte divergentă numită difuzor. Datorită acestei

forme, tubul Venturi creează zone mici de vârtejuri şi căderea de presiune este

mică. La trecerea unui fluid prin conductă cu viteza V1, în secţiunea (minimă) de

strangulare apare o diferenţă de presiune p = P1-P2 (fig.66),care se măsoară cu

un manometru, iar debitul se calculează cu relaţia: Q=k√∆p, unde: K—un

coeficient ce depinde de natura fluidului, de geometria strangulării.

Se mai întâlnesc:

o Debitmete electromagnetice;

o Debitmetre inductive;

o Debitmetre calorimetrice;

o Debitmetre anemometrice;

o Debitmetre de viteză cunoscute sub numele de contoare de viteză sau de

debit sunt aparate pentru măsurarea directă a vitezei (debitului) unui fluid

cu indicare locală.

7

Fig.I.66 Debitmetru cu diafragmă Fig.I.67 Tipuri de debitmetre

3. Clasificarea debitmetrelor

Se poate face după mai multe criterii, dintre care cele mai importante sunt :

- principiul de funcţionare,

- modul de afişare a valorii măsurate,

- precizia de măsurare.

După principiul de funcţionare se deosebeşte :

- Debitmetrele diferenţiale – sunt aparate care măsoară debitul pe baza

determinării diferenţei de presiune care se crează la tercerea fluidului

printr-un element de strangulare, montat e conducta respectivă. Diferenţa

de presiune se măsoară înainte (amonte) şi după (aval) elemental de

strangulare. Debitmetrele diferenţiale sunt cele mai răspândite aparate

folosite la măsurarea debitului. Cu ajutorul lor se poate măsura debitul

tuturor fluidelor.

- Rotametrele, denumite şi debitmetre cu diferenţa constantă de presiune,

funcţionează pe principiul presiunii dinamice a fluidului dintr-o conductă,

care poate deplasa, pe direcţie verticală, un plutitor aflat în interiorul unui

tub de măsurare conic. Se folossesc curent la măsurarea debitelor mici şi

mijlocii de lichide şi gaze şi , în unele cazuri, chiar a aburului.

8

- Tuburile de presiune cunoscute şi sub denumirea de tuburi Pitot- Prandtl

măsoară indirect debitul prin determinarea vitezei medii a fluidului într-o

conducta. Este o metoda anevoioasă, din care cauză determinarea debitului

pe această cale are un carácter informativ.

- Debitmetrele electromagnetice sau de inducţie îşi bazează funcţionarea pe

principiul tensiunii electromotoare care ia naştere între doi electrozi, plasaţi

în fluidul al cărui debit se măsoară. Aceste aparate folosesc la măsurarea

debitelor(de la foarte mici la foarte mari) de lichide şi, în special, a celor

agresive şi vâscoase.Debitmetrele electromagnetice nu se pot folosi decât

în cazul în care lichidul, al cărui debit se măsoară, are o conductantă de cel

puţin 100μs/cm.

Debitmetrele electromagnetice au în componenţa lor, în principiu, un

traductor debit-tensiune electromotoare, un amplificador de semnal şi un sistem

de indicare, înregistrare sau integrare a debitului măsuarat.

- Anemometrele sunt aparate care măsoară (indirect) debitul de gaze, prin

determinarea directă a vitezei de deplasare a acestora. Sunt folosite în

instalaţiile de ventilaţie şi, în mod curent, în meteorogie. Tot din acestă

categorie mai fac parte şi termoanemometrele. Ele funcţionează pe

proncipiul dependenţei care există între cantitatea de căldură, cedată de un

corp încălzit, şi viteza curentului de gaz în care se află corpul respectiv.

Cunoscând această depedentă se poate măsura debitul gazului respectiv.

- Debitmetrele ultrasonice funcţionează pe principiul propagării oscialţiilor

ultrasonice în mediul al cărui debit se măsoară.Timpul de propagare a

oscilaţiilor pe o anumită distanţă a conductei, în sensul curgerii fluidului şi

în sens opus, depinde de viteza fluidului. Prin determinarea vitezei se poate

măsura debitul de fluid din conductă.

În acest stoc, în conducta respectivă se amplasează un emiţător şi un receptor de

sunete.

9

- Debitmetrele calorimetrice sunt bazate pe încălzirea fluidului de la o sursă

exterioară de energie, care creează o diferenţă de temperatură ce depinde

de viteza de curgere a fluidului. Sunt folosite la măsurarea debitului de

gaze şi mai puţin a debitului de lichide deoarece pentru acesta consumul de

energie necesar încălzirii este foarte mare.

- Debitmetrele de ionicare îşi bazează funcţionarea pe ionizare fluidului cu

ajutorul izotopilor radioactivi (caz des întâlnit), a descărcărilor prin

scânteie sau a descărcărilor lumeniscente şi măsurarea efectelor cu ajutorul

cărora măsurăm debitul. Intensitatea curentului electric de ionizare

depinde, în principiul, de viteză de currgere a fluidului, mărime care poate

fi folosită pentru măsurarea debitului de lichid sau gaz.

După modul de obţinere a rezultatului măsurării, debitmetrele pot fi :

indicatoare, înregistratoare, combinate (indicatoare – înregistratoare –

integratoare), cu transmitere la distanţă.

Instalaţile de măsurat debitul, construite pe principiul presiunii diferenţiale, au

în componenţa lor următoarele elemnte: dispozitivul de strangulare, aparatul de

măsurat propriu-zis (debitmetru diferenţial), conductele de legătură pentru

transmiterea presiunii de la distanţă pozitivul de strangulare la aparat,

dispozitivele de protecţie care asigură funcţionarea corectă a instalatieri (vase de

decantare, condesare, aerisire, separare).

4. Dispozitivele de strangulare

Sub această denumire sunt cunoscute dispozitivele care se montează pe

conducte, cu scopul de a crea o îngustare locală la trecerea fluidului, strangulare

ce provoacă o cădere de presiune. Măsurând diferenţa de presiune dintre

10

amontele şi avalul elementului de strangulare cu ajutorul unui manometru

diferenţial, putem determina debitului fluidului care curge prin conducta, având

în vedere ca viteza de curgere a fluidului în conductă este proporţională cu

diferenţa de presiune.

Ca elemente de strangulare se folosesc diafragmele, ajutajele, tuburile

Ventura, executate la anumite dimensiunii normalizate.

Cosiderăm o conductă orizontală prin care circulă un fluid (lichid sau gaz),

pe care se montează între două flanes, o diafragmă (fig. 5.22).Se observă ca în

dreptul strangulării, ca urmare a reducerii secţiunii transversale, curentul, de

fluid se îngustează, determinând o creştere a vitezei de deplasare a particulelor

de fluid şi o scădere a presiunii statice a acestuia. Măsurând presiunea înante şi

după elementul de strangulare, în sensul de curgere a fluidului se constată ca

presiunea în amontele diafragmei p1 este mai mare decât cea din aval p2.

Presiunea diferenţială va fi transmisă unui debitmetru diferenţial care va

indica direct debitul.

Determinarea debitului, în funcţie de presiunea diferenţială măsurată, se

poate face cu relaţia simplificată:

Q = k √h.

11

În care : Q este debitul de fluid :

h – presiunea diferenţială măsurată cu un maometru diferenţial;

k = o constantă depedentă de caracteristicile fluidului natură si

dimensiunile elementului de strangulare de sistemul de unităţi de măsură.

- Diafragmele sunt cele mai simple dispozitive de strangulare folosite la

măsurarea debitului. Dau rezulate corecte în măsurări atunci când se montează

pe conducte al căror diametru interior D este mai mare de 50 mm.

Diafragmele normalizate, după modul de preluare a presiunii diferenţiale, pot

fi cu disc sau cu camere inelare. În afara acestor diafragme, în anumite cazuri, se

folosesc diafragme de construcţie specială, cum sunt: diafragmele segment,

diafragmele dreptunghiulare sau diafragmele duble.

În fig. 5.23, a este reprezentantă o diafragmă disc iar în fig. 5.23, b o

diafragmă cu cameră inelară.

12

Discul 1 î care este executat un alezaj cu diametru d are rolul de a ingura

secţunea de trecere a fluidului, producândo diferenţă de presiune statică.

iferenţade presiune dintre amontele si avalul diafragmei este preluata prin

prizele de presiune 2 si 3, respectiv camerele inelare 4 si 5, transmisa cu ajutorul

conductoarelor de legatura la debitmetrul diferenţial.

Diafragmele segment (fig. 5.24) îlocuiesc diafragmele normalizate

lamasurarea debitului lichidelor si gazelor care contin impuritati (lichide cu

particule de namol, gaze cu particule de prat etc.).

Aceste impuritati, in cazul utilizarii diafragmelor obisnuite se depón la partea

interioara a diafragmei, reducand sectiunea orificiului de trecere a fluidului si ca

urmare si precizia de masurare a instalatiei.

Pentru masurarea debitelor fluidului care circula prin conducte

dreptughiulare se folosesc diafragme de forma dreptunghiulara ( fig.5.25), care

dau rezultate asemanatoare cu diafragmele circulare daca se respecta conditia:

13

In care : a si b sunt dimensiunile orificiului diafragmei:

- dimensiunile interioare ale conductei prin care circula fluidul.

Diafragmele duble (fig.5.26) se utilizeaza la masurarea debitelor fluidului

viscoase. Cele doua diafrage se monteaza la o distanta de 0,5 D una de alta.

Diafragma principala, urmarind sensul de curgere a fluidului, este diafragma 2.

Ajutajele, ca si diafragmele, se executa dupa dimensiuni normalizate.

Constructiv, pot fi de doua tipuro: ajutaje cu orifici separate si ajutaje cu camere

separate. In fig. 5.27 este reprezentat cu ajutaj normalizat; sectiunea superiaora

reda ajutajul cu camere inelare, iarcea inferioara, ajutajul cu orificii separate. Se

recomanda folosirea lor in cazul conductelor cu diametrul interior de mai mic de

200 mm. Precizia de asurare a debitului cu aceste elemente este mai mare decat

in cazul utilizarii diafragmelor.

14

- Tuburile Ventura (fig.5.28) se pot folosi cu rezultate bune atat la masurarea

lichidelor cat si la aburului si gazelor. Au fost insa studiate mai putin din

care cauza si raspindirea lor in masurarile industriale este mai limitata.

Dispozitivele de strangulare normalizate se monteaza pe conducte cu

deosebita atentie, de modul lor de amplasare depinzand justeea masurarii

debitului. Ele se monteaza coaxial cu conducta, pe portiunile drepte ale

acesteia unde curgerea fluidului este uniforma. Pe fiecare dispozitiv de

strangulare se aplica inscriptiile : diametrul orificiului de strangulare d,

diametrul interior al conductei pe care se poate monta elemental de

strangulare, diametrul maxim si unghiul conului de iesire la ejutaje si

tuburi Ventura, sageata ccare arata sensul de curgere a fluidului prin

conducta, presiunea maxima pentru care este construit dispozitivul,

semnele (+) si (-) pe corpul camerelor inelare.

15

5.Debitmerele diferentiale.

Se pot folosi pentru masurarea debitului tututor lichidelor, gazelor si

vaporilor a caror presiune de lucru este cuprinsa intre 0,1 si 1,000 kgf/cm (0,01

MN / m si respectiv 100 MN/m) si temperatura pana la 300°C. Masurarea

debitului cu aceste aparate se poate face cu o eroare de maximum 2% din limita

superioara de masurare a aparatului.

Dupa tipul elementului de seziare a presiunii diferentiale statice,

debitmetrele diferentiale pot fi: cu plutitor, cu clopot, cu balanza inelara si cu

element elastic.

- Debitmetrele diferentiale cu plutitor functioneaza asemanator cu

manometrele cu lichid, plutitorul urmarind denivelarea lichidului profusa

de presiunea diferentiala masurata. Ele se construiesc cu vase profilat. In

fig. 5.29 este reprezentata schema de principiu a unui debitmetru diferential

cu plutitor, cu vase manometrice cilindrice. Cele doua vase manometrice

16

au diametre diferite insa sunt de volume egale. Plutitorul se monteaza in

vasul de diametru mai amre: vasul fara plutitor poate fi interchimbabil,cu

cateva vase acoperindu-se intreg domeniul de masurare a aparatului .

Debitmetrele diferentiale cu plutitor cu unul dintre vasele manometrice

profilat (fig.5.30) se caracterizeaza prin aceea ca unul din vasele

manometrice este de forma cilindrica, iar celalat este realizat dupa un

anumit profil care sa permita trasareaunei scari liniare pe aparat. Plutitorul

este introdus in vasul de forma cilindrica.

La aceste aparate plutitorul un mai este proporcional cu presiunea

diferentiala creata de dispozitivul de strangulare, si cu debitul de fluid care se

scurge prin conducte.

- Debitmetrele diferentiale cu brat mobil (fig.5.31). Principala lor

caracteristica este aceea ca intre cele doua vase manometrice este o legatura

flexibila si un una rigida ca in cazul debitmetrelor cu plutitor.

17

6. Debitmetrele diferentiale de tip balanta.

Se construiesc cu vase manometrice cilindrice sau inelare. Scara

gradata a aparatului este proportionala cu diferenta de presiune primita. In fig.

5.32 este reprezentata schema de principiu a unui debitmetru diferencial cu

balanta cu vse inelare (balanta inelara), mult mai raspandit decat aparatull cu

vase ilindrice, fiind utilizat frecvent la masurarea debitului aburului, lichidelor si

gazelor. Inelul tubular 1 in care se afla peretele despartitor 2 se sprijina prin

traversa 3 pe reazemul 4. Presiunile p1 si p2 de valori diferite, aplicate lichidului

manometrice 5, se transmit peretelui despartitor 2 provocand rotirea vasului

inflar cu un ungí proporcional cu diferenta de presiune dintre p1 si p2.

Momentrul antagonist este dat de contragreutate 6.

18

7.Debitmetrele cu diferentiale cu clopot au vasele manometrice (unul

sau doua) sub forma de clopot. Vasele manometrice sunt cunfundate in lichid si

ele se depalseaza pe verticala sub actiunea presiunii diferentiale primite. Ca

lichide manometrice se folosesc de regula mercurul si uleiruile parafinoase. Se

utilizeaza in special la masurarea debitelor de gaze care au o presiune statica

mica, deoarece acest tip de aparate au o sensibilitate ridicata. In fig 5.33 a si b

sunt reprezentate doua dintre formele de clopote folosite in constructia aceptor

debitmetre.

- Debitmetrele diferentiale cu elemente elastice. La aceste aparate presiunea

diferentiala un mai este sezizata prin intermediul unui lichid manometric ci

este preluata direct de catre elementele elastice.

Conductele de legatura au rolul de a transmite presiunea diferentiala creata de

dispozitivul de strangulare a aparatul care indica, inregistreaza sau integreaza

debitul. Conductele de legatura trebuie sa aiba diametrul interior de cel putin 9

mm si se monteaza sub un ungí mai mic de 45° sau o panta continua de 1/10.

Dispozitivele de protectie (vase de condesare , decantare, separare, aerisire)

asiggura protectie vase si functionarea corecta a instalatiei de masurare a

19

debitului in cazul in care fluidul al carui debit se masoara este vascos sau

agresiv, are o temperatura ridicata, contine susensii usoare sau grele.

Instalatiile de masurat debitul se monteaza dupa écheme tipizate stabilite in

urma unor masurari experimentate facute asupra lichidelor, gazelor, aburului.

Elemental caracteristic al montajelor il constituie pozitia debitmetrului.

La lichide se recomanda ca aparatul sa fie montat sub dispozitivul de

strangulare (fig.5.34), iar la gae dasupra acestuia (fig.5.35).

Verificarea debitmetrelor diferetiale consta, in prinipal, din verificarea corectei

montari a dispozitivului de strangulare si a aparatului, verificarea indicatiilor,

hartiei de inregistrare si a dispozitivului de integrare.

20

8. Rotametrele .

Sunt aparate de constructie simpla care in comparatie cu celelate

debitmetrele ofera si posibilitatea masurarii debitelor mici sau a debitelor

fluidelor si gazelor agresive. Rotametrele (fig.5.36) sunt formate, in principiu,

dintr-un tub de masurare trononic 1 confectional din sticla sau din metal in

interiorul caruia se deplaseaza pe verticala, sub actiunea fluidulu, un plutitor 2.

In interiorul tubului de masurare, la partea inferioara si superioara, se monteaza

arcurile elicoidale 3 pentru amortizarea socurilor plutitorului. Scara gradata a

aparatului poate fi divizata direct in unitati de debit 1/min;kg/s etc.) sau

in provente din debitul maxim. Aparatul se monteaza intre capetele conductei, in

pozitia verticala, iar sensul de curgere a fluidului este de jos in sus.

Plutitorul se ridica in tub sub actiunea fluidului pana la inaltimea la care

spatiul dintre plutitor si suprafata interiaora a tubului de masurare permite

trecerea intregului curent de fluid.

Verificare rotametrelor consta in verificarea etanseitatii aparatului, urmarirea

deplasarii plutitorului si verificarea indicatiilor.

21

9. Aparate pentru masurarea cantitatilor de lichide si gaze

Aparatele folosite pentru masurarea cantitatilor de fluide se numesc contoare.

Contoarele de apa sunt cunoscute si sub denumirea de apometre.

Aparatele folosite pentru masuarea catitatilor de gaze , se numesc contoare de

gaze. Toate tipurile de contoare functioneaza pe principiul integrarii calitatilor

de lichide si gaze care curg prin conducte.

Dupa principiul de funtionare contoarele se clasifica in:

- aparatele volumetrice – se utilizeaza pentru masurarea catintatilor de

lichide si gaze; principiul de funtionare consta in umplerea si golirea

succesiva a unei camere de masurare avand un anumit volum de lichide sau

gaz;

- aparatele de viteza – se bazeaza pe masurarea vitezei de trecere a fluidului

prin conducte. Sunt destinate atat masurarii catintatilor de lichide cat si a

gaze.

Contoarele de volum pentru lichide pot avea ca dispozitiv de masurare un disc

oscilant, un patron rotativ sau roti ovale dintate,iar cele pentru gaze pot fi cu

piston rotativ, cu tambur sau cu burduf. In fig 5.37 este reprezentat, un contor de

volum, cu burduf(membrana), pentru masurarea catitatilor de gaze. Coprul

contorului 1, in care se afla organul masurarilor (camere de masurare) se

racordeaza 2 si 3. La partea superioara a carcasei cotorului este montat

mecanismul integrator 4.

Contoarele de viteza pentru lichide au dispozitivul de masurare constituie

din roti cu palete sau elice. Fluidul care trece prin aparat imprima organului

masurarilor o anumita viteza de rotatie care este in funtie de catitatea lichidului

respectiv. Contoarele de gaze construite pe acelasi principiu au o precizie

scazuta, din care cauza se folosesc rar, de obicei in masurari informative.

22

In fig.5.38 este reprezentat un contor de viteza, cu roata cu palete, pentru

lichide. Partile componente principile: corpul 1 protejat prin interior cu vopsea

impotriva actiunii corosive a lichidului, organul masurator (roata cu paleta) 2

montat intr.-o caseta cu canale 3, sita 4 fixata in orificiul de intrare al aparatului,

mecanismul de transimitere si integrare 5.

Verificarea contoarelor se face cu ajutorul intalatiilor etalon.

23

10. SCHEMA DE LUCRU

a) b)

Fig.I 70 Schema de lucru-elemente componente

1.Conducta legătură;

2. Robinet;

3. Ramificaţie T;

4. Manometru Kgf/cm2;

5. Furtun de legatură 800 mm;

6. Contor (apometru);

7. Robinet;

8. Vas colectare gradat 2.dm3 respectiv 3 dm3;

V MODUL DE LUCRU

Pentru ca verificarea să fie corectă, este necesară montarea în schemă a

unor aparate verificate metrologic, astfel încât rezultatul măsurărilor efectuate să

corespundă realităţii.

se racordează schema (instalaţia) la reţeaua de apă;

se închide robinetul 7(fig.I70 a);

se elimină eventualele pierderi de apă;

se citeşte contorul 6 (fig.I.70 a) a cărui cadran (fig.I.65) permite

citirea fracţiunilor de m3;

se deschide robinetul 7 (fig.I.70 a) timp de 30”, colectându-se apa

în vasele gradate 8 (fig.I.70 a);

se citeşte contorul 6(fig.I.70 a) şi fracţiunea de după virgulă;

24

se cântăreşte lichidul din vase şi se determină volumul apei în m3

(fig.I.70 b);

se repetă determinarea pentru 60” şi 90”.

Observaţie: La cântărire se va lua în calcul greutatea vaselor goale.

Datele înregistrate se trec în tabelul 14.1 şi se calculează Qv şi Qm pentru

cele trei determinări.

Măsurarea debitului cu metode electromagnetice

Măsurarea debitului cu metode electromagnetice se bazează pe legea

inducţieie electromagnetice.

Tensiunea electromotoare produsă prin inducţie electromagnetice în

lungul unei curbe închise este egală cu viteza de scădere în timp a fluxului

magnetic prin suprafaţa sprijinită pe curbă.

Debitmetru electromagnetic cu câmp magnetic constant

Câmp magnetic constant este creat cu ajutorul unui magnet permanent .

Deorece inducţia magnetică B nu este variabilă în raport cu timpul, tensiunea

electromotoare indusă prin transformare este zero.

Debitmetrele electromagnetice au în componenţa lor, în principiu, un traductor

debit-tensiune electromotoare, un amplificator de semnal şi un circuit de

măsurare care are un sistem de indicare, înregistrare sau integrare a debitului

măsurat.

Se utilizează numai la lichidele carea au o anumită conductivitate electrică.

Schema de principiu

25

Tensiunea electromotoare indusă între cei doi electrozi a şi b plasaţi astfel încât

ab este perpendiculară pe direcţia de deplasare a fluidului conductor şi în acelaşi

timp perpendiculară pe liniile de câmp ale vectorului inducţie magnetică B.

Tensiunea electromotoare indusă este :

e = B l v

unde v – viteza de deplasare a soluţiei co

Debitul este

Q = A v

Rezultă

e = Q = k Q

Măsurarea debitului cu metode metode ultrasonice

Debitmetrele cu ultrasonice se se bazează pe modificarea vitezei de propagare a

ultrasunetului într-un fluid în mişcare datorită vitezei proprii de deplasare a

fluidului. Frecvenţa semnalului sonic este între 600 Hz şi 10 Mz.Acest

debitmetru constă dintr-un emiţător şi un receptor de ultresunete ( de exemplu

cristale piezoelectrice).

Principalele tehnici de măsurare sunt bazate pe :

- determinarea timpului de tranzit-metodă utilizată la lichide curate

pentru a minimiza atenuarea semnalului şi dispersia ( deflexia fascicolului

- efectul Doppler metodă bazată pe discontinuităţile în lichide pentru

funcţionarea debitmetrelor.

26

Măsurarea se face : prin măsurarea directă a diferenţei de timp de

propagare ( debitmetrul ultrasonor cu timp de tranzit, fie prin măsurarea

deviaţiei de frecvenţă a semnalului recepţionat (debitmetrul Doppler cu

ultrasunete).

Invenţia se referă la o metodă de determinare a debitelor fluidelor, pe baza

presiunii dinamice diferenţiale, precum şi la un traductor capacitiv, de presiune

dinamică diferenţială.

Metoda conform invenţiei constă în determinarea căderii de presiune la

capetele unui obstacol ( sferic, plasat în calea unui fluid în mişcare, care

introduce două puncte de stagnare, pe o linie de curgere, un punct de stagnare

în care, la viteză de curgere zero, în zona de intrare a fluidului, apare o presiune

dinamică de semn pozitiv, faţă de un plan de separaţie şi un punct de stagnare

în zona de evacuare a fluidului, în care, la viteză de curgere zero, apare o

presiune dinamică de semn negativ, teoretic, fiind egală în modul cu cea din

primul punct .

Traductorul conform invenţiei este alcătuit dintr-o armătură fixă şi două

armături mobile, dispuse de o parte şi de alta a planului de separaţie , într-un

corp sferic , în aşa fel încât, sub influenţa presiunii dinamice din punctul de

stagnare, armătura mobilă se apropie de armătura fixă, determinând o creştere a

unei capacităţi , iar sub influenţa presiunii dinamice din punctul de stagnare,

armătura mobilă se îndepărtează de armătura fixă, determinând o creştere a

unei capacităţi .

27

Bibliografie

Preobrajenski, V.P. Masurari si aparate de masurat termotehnice,

Bucuresti, Editura tehnica, 1960.

Popescu, P.P., Mihordea, T. Masurarea debitului in tehnica, Bucuresti,

Editura tehnica, 1969.

Penescu, T., Petrescu, V. Masurarea presiunii in tehnica, Bucuresti,

Editura tehnica, 1968.

Grave, H.F. Masurarea electrica a marimilor neelectrice, Bucuresti,

Editura didactica si pedagogica, 1963.

Instructiuni nr. 5-65 (colectie) pentru verificarea aparatelor de masurat

presiunea si vacuumul.

Instructiuni nr. 188 – 62 pentru verificarea debitmetrelor diferentiale cu

plutitor.

Instructiuni nr. 27 – 62 pentru verificarea contoarelor pentru catitati de

lichide debitate sub presiune.

Instructiuni nr. – 62 pentru verificarea contoarelor de gaze volumetrice,

uscate, cu membrana de un gene a.

28