Кремлевский П. П.
Э Расходомеры и счетчики количества: Справочник. — 4-е изд., перераб. и доп. — Л.: Машиностроение. Ленингр отд-ние, 1989.—701 с.: ил.
ISBN 5-217-00412-6
Справочник содержит теоретические ОСНОВБГ, описание и анализ работы промышленных приборов для измерения расхода и количества жидкости, газа, пара и многофазных веществ. Книга носит энциклопедический характер.
Четвертое издание (3-изд. 1975 г.) дополнено описанием новых методов измерения (флуктуационного, вибрационного, струйного).
Справочник предназначен для инженерно-технических работников, занимающихся разработкой и эксплуатацией приборов.
ПРЕДИСЛОВИЕ
В книге рассматриваются производственные приборы для измерения расхода и количества (массы и объема) жидкости, газа и пара, а также их смесей. Эти приборы широко применяются для управления технологическими процессами в теплоэнергетике, металлургии, а также в нефтеперерабатывающей, химической и целлюлозно-бумажной промышленности и во многих других отраслях народного хозяйства. Очень велико их значение для экономии энергетических и водных ресурсов страны.
Подробно рассмотрены получившие наибольшее распространение расходомеры с сужающими устройствами как стандартными, так и специальными. Кроме того, рассмотрены другие разновидности расходомеров переменного перепада давления, а также расходомеры: переменного уровня, обтекания, тахометрические, силовые (в том числе вибрационные), вихревые, тепловые, электромагнитные, акустические, оптические, ядерно-магнитные, ионизационные, корреляционные, парциальные, концентрационные и меточные. Особые главы посвящены измерению переменных и малых расходов, а также двух- и трехфазных потоков. Исходя из анализа формул измерения и сущности физических процессов, происходящих в приборах, даны рекомендации для правильного конструирования и применения расходомеров и счетчиков.
Все разделы книги существенно переработаны по сравнению с предыдущим третьим изданием. Приведены новые сведения о применении вычислительной техники в области измерения расхода. В связи с этим некоторые разделы книги пришлось сократить.
Подробная библиография и многочисленные ссылки на нее придают книге характер энциклопедического справочника и будут способствовать более детальному-ознакомлению с отдельными вопросами в рассматриваемой области измерительной техники.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие.............................3
Введение.............................. 4
Глава I. Расходомеры переменного перепада давления. Стандарт-
- ' ные диафрагмы и сопла............... 10
1.1. Классификация и характеристика расходомеров переменного перепада давления ............. —
1.2. Зависимость между расходом и перепадом давления у сужающего устройства................ 13
1.3. Анализ формул расхода............... 15
1.4. Анализ коэффициента расхода............ 18
1.5. Коэффициент истечения С для диафрагм в сопел. . . 31
1.6. Устройство стандартных диафрагм и сопел....... 33
1.7. Коэффициенты расхода стандартных диафрагм и сопел 37
1.8. Влияние притупления входной кромки диафрагмы на коэффициент расхода ................ 42
1.9. Поправочный множитель е для стандартных диафрагм
и сопел....................... 47
1.10. Расчет диафрагм и сопел............... 48
1.11. Изготовление и монтаж диафрагм и сопел....... 54
1.12. Погрешности измерения расхода с помощью диафрагм
и сопел....................... 63
Глава 2. Расходомерные трубы................ 68
2.1. Стандартные расходомерные трубы.......... —
2.2. Расходомерные трубы с особо малой относительной потерей давления.................... 75
2.3. Расходомерные трубы особого профиля........ 78
Глава 3. Сужающие устройства для малых чисел Рейнольдса ... 80
3.1. Общая характеристика ............... —
3.2. Двойная диафрагма................. 82
3.3. Диафрагма с двойным конусом........... 85
3.4. Диафрагма с входным конусом............ 86
3.5. Конусная диафрагма ................ 88
3.6. Сопло четверть круга................ 89
3.7. Цилиндрическое сопло................ 93
3.8. Комбинированное сопло.............. 95.
3.9. Сопло половина круга................ 96
3.10. Рекомендации по применению сужающих устройств для
малых чисел Рейнольдса............... —
Глава 4. Особые типы и особые случаи применения сужающих
устройств...................... 98
4.1. Измерение расхода загрязненных веществ....... —
4.2. Сужающие устройства с переменным отверстием.... 102
694
4.3. Измерение расхода в большом диапазоне отношения Omax/Qmin...................... ЮЗ
4.4. Измерение расхода при сверхкритическом отношении давлений...................... 105
4.5. Измерение расхода жидкости в условиях кавитации 108
4.6. Измерение расхода в трубах малого диаметра (D = 10—
Н-50 мм) ...................... 110
4.7. Торцевые сужающие устройства........... 112
4.8. Сопла особых профилей............... 113
Глава 5. Преобразователи расхода с гидравлическим сопротивлением, центробежные, с напорным устройством и с напорным усилителем .................. 114
5.1. Преобразователи расхода — гидравлические сопротивления ........................ —
5.2. Центробежные преобразователи расхода....... 117
5.3. Преобразователи расхода — напорные устройства .... 120
Глава 6. Соединительные и вспомогательные устройства расходомеров переменного перепада давления ........ 133
6.1. Соединительные трубки............... —
6.2. Устройства, применяемые при измерении расхода пара 134
6.3. Устройства, применяемые при измерении расхода воды
и неагрессивных жидкостей.............. 136
6.4. Устройства, применяемые при измерении расхода агрессивных и вязких жидкостей............. 137
6.5. Устройства, применяемые при измерении расхода пульп,
а также загрязненных и кристаллизующихся жидкостей 141
6.6. Устройства, применяемые при измерении расхода чистого
газа ........................ 142
6.7. Устройства, применяемые при измерении расхода загрязненного газа .................... 143
6.8. Устройства, применяемые при измерении расхода агрессивного газа .................... —
Глава 7. Дифференциальные манометры. Общая характеристика. Жидкостные дифманометры с видимым уровнем и электрическим съемом уровня................ 144
7.1. Общая характеристика дифманометров........ —
7.2. Характеристика жидкостных дифманометров с видимым уровнем ...................... 146
7.3. Двухтрубные дифманометры............. 147
7.4. Однотрубные дифманометры ............ 149
7.5. Однотрубные дифманометры с наклонной трубкой . . . 150
7.6. П-образные жидкостные дифманометры........ 151
7.7. Двухжидкостные дифманометры........... 152
7.8. Жидкостные дифманометры с электрическим съемом положения уровня .................. —
Глава 8. Поплавковые дифманометры............. 154
8.1. Общая характеристика............... —
8.2. Погрешность поплавкового дифманометра....... 155
8.3. Поплавковые дифманометры с профилированными коленами....................... 156
8.4. Элементы конструкции поплавковых дифманометров ... 158
8.5. Конструкция поплавковых дифманометров...... 161
695
"i
Глава 9. Жидкостные дифманометры с подвижными коленами 164
9.1. Жидкостные дифманометры с одним подвижным коленом _
9.2. Жидкостные дифманометры с двумя подвижными коленами (кольцевые дифманометры)........... 166
Глава 10. Колокольные дифманометры ............. 170
10.1. Общая характеристика................ _
10.2. Колокольные дифманометры с гидравлическим уравновешиванием ..................... 171
10.3. Колокольные дифманометры с пружинным уравновешиванием ....................... 175
10.4. Колокольные дифманометры с грузовым уравновешиванием ....................... 176
10.5. Конструкция колокольных дифманометров...... 178
Глава 11. Деформационные дифманометры........... 179
11.1. Общая характеристика ............... —
11.2. Чувствительные элементы деформационных дифманометров ......................... 180
11.3. Мембранные дифманометры типа ДМ......... 182
11.4. Мембранные дифманометры типа ДМЭР........ 186
11.5. Мембранные дифманометры типа «Сапфир»....... 188
11.6. Дифманометры с вялой мембраной.......... 190
11.7. Сильфонные дифманометры............. 191
Глава 12. Компенсационные дифманометры .......... 195
12.1. Общая характеристика............... —
12.2. Компенсационные дифманометры без унифицированных преобразователей................... 196
12.3. Унифицированные пневматические и электрические преобразователи ..................... 198
12.4. Компенсационные дифманометры с унифицированными преобразователями ................. 201
Глава 13. Применение вычислительной техники в расходомерах
переменного перепада давления ........... 203
13.1. Общая характеристика . . "............. —
13.2. Простейшие устройства ввода коррекции........ 205
13.3. Устройства коррекции с применением вычислительных блоков и микропроцессоров............. 208
13.4. Применение ЭВМ в области измерения расходов .... 210
13.5. Математическое обеспечение работы ЭВМ....... 211
Глава 14. Расходомеры переменного уровня........... 215
14.1. Общая характеристика............... —
14.2. Расходомеры с затопленным отверстием истечения . . . 216
14.3. Щелевые расходомеры с неподвижным сосудом..... 219
14.4. Расходомеры переменного уровня с подвижным сосудом 226
Глава 15. Расходомеры обтекания............... 229
15.1. Общая характеристика............... —
15.2. Расходомеры постоянного перепада давления ..... 230
Ротаметры ..................... —
Поплавковые расходомеры............. 243
Поршневые расходомеры ............... 247
15.3. Расходомеры обтекания с изменяющимся перепадом давления ........................ 248
696
Поплавково-пружинные расходомеры......... 248
Расходомеры обтекания с электромагнитным уравновешиванием ......................
Шариковые расходомеры обтекания..........
15.4. Расходомеры с поворотной лопастью.........
Общая характеристика ............... —
Расходомеры с поворотной лопастью, имеющей грузовое
уравновешивание................... 254
Расходомеры с поворотной лопастью, имеющей пружинное уравновешивание................. 256
Компенсационные расходомеры с поворотной лопастью 258
Глава 16. Турбинные, шариковые и роторно-шаровые тахометри-
ческие расходомеры и счетчики............ 259
16.1. Общая характеристика тахометрических расходомеров и счетчиков...................... —
16.2. Критерии подобия у турбинных расходомеров..... 261
16.3. Уравнение измерения для аксиальной турбинки .... 263
16.4. Влияние вязкости и способы ее компенсации...... 265
16.5. Указания по эксплуатации турбинных преобразователей 269
16.6. Выбор основных параметров аксиальных турбинок . . . 270
16.7. Разновидности турбинных преобразователей...... 273
16.8. Устройство тахометрических преобразователей у турбинных расходомеров ............... 276
16.9. Конструкции расходомеров и счетчиков с аксиальной турбинкой ..................... 281
16.10. Конструкции расходомеров и счетчиков с тангенциаль- .
ной турбинкой.................... 291
16.11. Шариковые расходомеры............... 297
16.12. Роторно-шаровые расходомеры............ 301
16.13. Измерительные схемы турбинных и шариковых расходомеров и счетчиков.................. 305
16.14. Измерение массового расхода и количества тахометриче-скими расходомерами и счетчиками......... 308
Глава 17. Камерные расходомеры и счетчики.......... 309
17.1. Общая характеристика и классификация....... —
17.2. Камерные подвижные счетчики..........•. . 312
17.3. Основы теории камерных счетчиков с движущимися разделительными элементами.............. 317
17.4. Поршневые расходомеры и счетчики жидкости..... 321
17.5. Счетчики жидкости с овальными шестернями. .... 323
17.6. Лопастные счетчики жидкости............ 326
17.7. Ковшовые счетчики жидкости ............ 329
17.8. Кольцевые счетчики жидкости............ 330
17.9. Камерные счетчики жидкости других типов....... 331
17.10. Коррекция температуры в камерных счетчиках жидкости 334
17.11. Камерные счетчики газа .............. 335
Глава 18. Силовые расходомеры ................ 337
18.1. Общая характеристика................ —
18.2. Турбосиловые расходомеры............. 338
18.3. Кориолисовые силовые расходомеры......... 348
18.4. Гироскопические расходомеры ............ 351
18.5. Вибрационные расходомеры ............ 354
18.6. Сравнение различных типов силовых расходомеров . . . 359
18.7. Перепадно-силовые расходомеры........... 360
697
Глава 19. Вихревые расходомеры................ 361
19.1. Общая характеристика............... —
19.2. Вихревые расходомеры с обтекаемым телом...... 363
19.3. Расходомеры с прецессией воронкообразного вихря . . . 369
19.4. Вихревые расходомеры с осциллирующей струей .... 374
Глава 20. Тепловые расходомеры................ 375
20.1. Общая характеристика............... _
20.2. Калориметрические расходомеры........... 377
20.3. Термоконвективные расходомеры............ 380
20.4. Термоанемометры.................. 398
20.5. Тепловые расходомеры с излучателями........ 402
20.6. Тепловые расходомеры с жидкостным или газовым теплоносителем ...................... 406
Глава 21. Электромагнитные расходомеры........... 408
21.1. Принцип действия и общая характеристика...... —
21.2. Влияние эпюры скоростей............... 409
21.3. Влияние изменения площади проходного сечения трубы •
и концевых эффектов................ 411
21.4. Постоянное магнитное поле............. 413
21.5. Переменное магнитное поле.............. —
21.6. Импульсное магнитное поле низкой частоты...... 417
21.7. Магнитные системы расходомеров........... 418
21.8. Преобразователи электромагнитных расходомеров . . . 423
21.9. Измерительные схемы электромагнитных расходомеров 427
21.10. Расходомеры с электромагнитными преобразователями скорости потока .................. 434
21.11. Электромагнитные расходомеры для веществ с малой электропроводностью и особых разновидностей..... 438
Глава 22. Акустические расходомеры.............. 440
22.1. Общая характеристика................ —
22.2. Излучатели и приемники акустических колебаний . . . 441
22.3. Принцип действия и разновидности расходомеров с колебаниями, направленными по потоку и против него . . . 442
22.4. Влияние профиля скоростей............. 443
22.5. Преобразователи ультразвуковых расходомеров .... 448
22.6. Фазовые ультразвуковые расходомеры........ 453
22.7. Частотные ультразвуковые расходомеры....... 455
22.8. Времяимпульсные ультразвуковые расходомеры .... 460
22.9. Ультразвуковые расходомеры с коррекцией на скорость звука и плотность измеряемого вещества....... 461
22.10. Ультразвуковые расходомеры с колебаниями,перпендикулярными к движению потока............. 463
22.11. Ультразвуковые расходомеры особого назначения. . . 465
22.12. Погрешности расходомеров, основанных на перемещении акустических колебании............... 466
22.13. Суммарная погрешность измерения расхода...... 470
22.14. Допплеровские ультразвуковые расходомеры..... 471
22.15. Акустические длинноволновые расходомеры (низкой частоты) ....................... 474
22.16. Указания для выбора и применения акустических расходомеров ....................... 475
Глава 23. Оптические расходомеры............... 476
23.1. Общая характеристика............... —
698
23.2. Допплеровские расходомеры и скоростемеры...... 477
23.3. Расходомеры, основанные на эффекте Физо— Френеля . . 484
23.4. Особые оптические расходомеры........... 486
Глава 24
Цена: 300руб.
