Вимір витрати суміші твердої і газоподібної фаз

У розглянутих сумішах тверда фаза у вигляді порошку диспергирована в повітрі. Прикладами подібних середовищ є пиловугільне паливо, цемент, борошно і ін. У подібного роду сумішах діафрагма може дати лише витрату повітря. Вона практично не буде реагувати на присутність у потоці твердої фази. Але остання буде впливати на перепад тиску в таких звужуючих пристроях, як труба Вентурі, сопло або сопло Вентурі. Дійсно, чим більше концентрація твердої фази в потоці, тим більше буде енергія, затрачувана на її прискорення в таких звужуючих пристроях, і, отже, тим більше буде перепад тиску в них. У горловині цих звужуючих пристроїв швидкість важкої фази значно відстає від швидкості легкої фази.

Вимірювання витрати суміші твердої і рідкої фаз

Метод змінного перепаду тиску нерідко застосовується для вимірювання витрати пульп (зокрема, вугільних) і різних гідросумішей (наприклад, водогрунтових, гідроторфу і ін.). При цьому для забезпечення надійності і справності роботи витратоміра треба:

Запобігати випадання твердої фази в мертвих зонах біля звужуючого пристрою.

Ураховувати можливість підвищеного зношування витратоміра.

Запобігати засмічення сполучних трубок, що передають перепад тиску до дифманометра. Перше завдання вирішується застосуванням у всіх випадках для вимірювання витрати пульп і гідросумішей як перетворювача витрати лише труби Вентурі, що не мають мертвих зон, у яких могли б випадати тверді опади. Для боротьби зі зношуванням доцільно в горловині труби Вентурі мати циліндричну вставку із твердого сплаву. Найпоширеніший метод для захисту сполучних трубок від засмічення складається в застосуванні гнучких розділових перегородок з гуми, поліетилену і інших матеріалів. На рис.6.21 показана труба Вентурі із гнучкими перегородками.

Змінну циліндричну вставку 8 зі зносостійкого матеріалу, що охоплює не тільки горло труби, але і прилягаючі ділянки вхідного і вихідного конусів, які піддаються посиленому зношування. Зносостійка вставка в багато разів подовжує термін служби витратоміра. Для можливості її заміни труба Вентурі виготовлена із двох рознімних частин 1 і 7. Відбір тиску робиться у верхній частині через патрубки 2, внутрішні діаметри яких не менше 20 мм. На цих патрубках змонтовані циліндричні посудини 3, закриті кришками 5, прикріпленими до фланців 6. На кришках укріплені тонкостінні гумові мішки 4 циліндричної форми, що відокремлюють пульпу від води, якою заповнені сполучні трубки. Якщо буде потреба, до посудин 3 для їхнього промивання може бути підведена водяна лінія.

Вимірювання об'ємної витрати або швидкості двофазної суміші з корекцією на концентрацію компонентів

Одночасне вимірювання середньої швидкості або об'ємної витрати потоку разом з вимірюванням його щільності дозволяє одержати масову витрату для однофазних, а також для двокомпонентних середовищ, якщо обидва компоненти суміші перебувають в одній фазі.

Для двофазних середовищ положення ускладнюється звичайно у розходженні швидкостей окремих фаз. Це розходження тим більше, чим сильніше відрізняється густина фаз одна від одної, а при наявності твердої фази воно залежить ще і від ступеня її дисперсності. Але, навіть у пульпах, де густина твердої і рідкої фаз відрізняються порівняно незначно, різниця швидкостей досягає значної величини.

Недостатньо точне знання співвідношення швидкостей окремих фаз буде джерелом похибки при вимірюванні загальної масової витрати суміші.

Якщо ж метою вимірювання є лише масова витрата твердого компонента, що транспортується водою або повітрям, то замість вимірювання середньої швидкості потоку варто вимірювати середню швидкість твердої фази.

Для вимірювання щільності у двофазних витратомірах застосовуються всілякі методи і прилади: гравіметричні; гідростатичні, іонізаційні, ультразвукові, діелькометричні (ємнісні), кондуктометричні, вібраційні, трибоелектричні і ін. Більше обмежений вибір приладів для вимірювання об'ємної витрати або швидкості. Так, наприклад, широко застосовувані в однофазних середовищах турбінні витратоміри непридатні по міркуваннях міцності, якщо однією з компонентів є тверда фаза. Практичне застосування знайшли, головним чином, електромагнітні, ультразвукові, змінного перепаду і кореляційні витратоміри. Важливою перевагою останніх є те, що вони при наявності твердої фази контролюють саме її швидкість руху.