Принцип действия расходомера Вентури: классическая технология измерения расхода, основанная на законах сохранения энергии и массы 

Расходомер Вентури — это прибор для измерения расхода по разности давлений, широко применяемый в нефтяной, химической, металлургической, энергетической и других отраслях. Его основной принцип измерения основан на законе сохранения энергии — уравнении Бернулли — и уравнении непрерывности потока — законе сохранения массы. Это устройство, изобретенное итальянским физиком Г. Б. Вентури, широко используется благодаря таким преимуществам, как простая конструкция, небольшой перепад давления и широкий диапазон условий эксплуатации.

I. Основная конструкция и состав

Трубка Вентури представляет собой трубопровод, который сначала сужается, а затем постепенно расширяется; её основная конструкция состоит из следующих четырёх частей:

1. Входной участок: короткий цилиндрический участок диаметром D.
2. Сужающийся участок: трубка конической формы с углом конуса от 21°±1° до 21°±2°.
3. Горловина: короткий прямой участок трубы, диаметр которого составляет примерно от 1/3 до 1/4 диаметра трубы, а длина обычно равна диаметру трубы.
4. Расширительный участок: коническая труба с углом раструба от 8° до 15°, предназначенная для постепенного замедления потока жидкости.

На конце входного участка и в центре горловины установлены измерительные кольца с несколькими отверстиями, соединенными с манометрами, которые служат для измерения перепада давления между этими двумя точками.

II. Принцип действия

Когда жидкость протекает через трубку Вентури, в сужающемся участке и горловине возникает локальное сужение, скорость потока увеличивается, а статическое давление снижается, в результате чего между входным сечением (сторона высокого давления) и сечением горловины (сторона низкого давления) возникает перепад давления.

Принцип его работы можно выразить формулой: пусть средняя скорость, среднее давление и площадь поперечного сечения на входе и в горловине равны v₁, p₁, S₁ и v₂, p₂, S₂ соответственно, а плотность жидкости — ρ. Применяя теорему Бернулли и уравнение непрерывности, можно получить формулу для расчета расхода Q:

Q = S₁·S₂·√[2(p₁-p₂)/ρ] / √(S₁² – S₂²)

Зная плотность жидкости ρ, площадь входного сечения S₁ и площадь сечения горловины S₂, а также измерив перепад давления (p₁-p₂) между этими двумя точками, можно рассчитать расход Q по данной формуле. Чем больше расход жидкости, тем больше создаваемый перепад давления, поэтому по перепаду давления можно оценить величину расхода.

III. Основные характеристики

К основным преимуществам расходомера Вентури относятся: простота конструкции; благодаря диффузионному участку, на котором жидкость постепенно замедляется, потери напора невелики и обычно не превышают 10–20 % от перепада давления между входом и горловиной; малое сопротивление, создаваемое жидкости, и низкое энергопотребление; хорошая стабильность и плавная характеристика перепада давления; широкий диапазон измерения; требуемые прямые участки трубопровода до и после измерительного устройства короче, чем у стандартных дроссельных устройств — примерно 1,5D до и 1D после; возможность широкого применения для измерения расхода обычных газов, дымовых газов, доменного газа с высоким содержанием примесей и т. д., а также устойчивость к засорению при длительной эксплуатации. Кроме того, расходомеры Вентури отличаются высокой точностью, которая может достигать 0,5, 1, 1,5 и 2 классов, номинальным давлением до PN ≤ 42 МПа, а номинальный диаметр составляет от 50 до 3000 мм.

IV. Области применения

Расходомеры Вентури используются для измерения расхода однофазных стабильных жидкостей в закрытых трубопроводах, а также могут применяться для измерения двухфазных потоков и других сред. Они демонстрируют высокую эффективность при измерении расхода вспомогательного и охлаждающего воздуха, а также газа (доменного, коксового и конвертерного) в горячевоздушных печах металлургических заводов, а также первичного и вторичного воздуха в котлах теплоэлектростанций — в трубопроводах с большим диаметром и низкой скоростью потока. Проектирование, изготовление и эксплуатация соответствуют международному стандарту ISO 5167 или национальному стандарту GB/T 2624.

Опыт компании «Шанхай Ичан»

ООО Шанхай Ичан Изготовление дроссельных устройств была основана в 2001 году и является одной из организаций, участвовавших в разработке национального стандарта Китая GB/T 2624-2006 на устройства дросселирования. Ассортимент труб Вентури компании включает классические трубы Вентури, трубы Вентури с вставной втулкой и сопла Вентури; они разрабатываются и изготавливаются в соответствии со стандартами ISO 5167 и GB/T 2624 и широко применяются в нефтегазовой, химической, металлургической, энергетической отраслях, а также в сфере коммунального теплоснабжения. Для российского рынка компания получила сертификат EAC и предоставляет клиентам рекомендации по выбору расходомеров Вентури и техническую поддержку через официальный сайт на русском языке (www.ycjlzz.ru), официальный сайт на китайском языке (www.ycjlzz.com/), электронную почту (ycshangwu@ycjlzz.com), мобильный телефон (13390803499) и продвигающую платформу «Всероссийский канал». Приглашаем клиентов обращаться в компанию с вопросами, касающимися конкретных условий эксплуатации.