Измерение количества и расхода вещества

Расход жидкости или газа (ГОСТ 15528-86) - это физическая величина, равная пределу отношения приращения массы или объёма, или количества жидкости (газа), просекающих в трубопроводе через сечение, перпендикулярное направлению скорости потока, к интервалу времени, за который эго приращение произошло, при неограниченном уменьшении интервала времени.

Различают расход массовый, выражаемый через массу и время,

объёмный (выражают через объём и время)

и молярный qMan который выражают через количество и время.

В формулах (5.1) - (5.2) т - масса вещества; V - объем вещества; / - время.

Массовый расход измеряют в килограммах в секунду, объёмный в кубометрах в секунду, а молярный - в молях в секунду.

Килограмм - кто и ...грамм, фр. gramme, от греч. урарра - мелкая мера веса, скрупул. Лат. scrupulum - старинная единица аптекарского веса, равная 20 гранам, или 1.44 г, лат. granum - зерно.

Количество жидкости с равной степенью точности можно измерять массовым и объёмным методами, а количество газа - только объёмным. При этом объёмный расход приводят к стандартным условиям по ГОСТ 2939-63 и 3900-85 (tc =

= 20 °С, рс = = 0,101325 МПа = 1,03323 кгс/см2 = 760 мм рг. сг., относительная влажность = 0).

Средний расход жидкости (газа) - расход жидкости или газа, выражаемый отношением объема, массы или количества жидкости (газа), протекающему через сечение трубопровода, к конечному интервалу времени, обозначается: qmcp, qnCp, q.wuер-

Расход энергосодержащих горючих сред - в единицах расхода теплоты сгорания. Слово «газ» (франц. gaz) было введено в XVII веке голландским естествоиспытателем Я.Б. ван Бельмонтом (Helmont), предположительно от греческого слова /цаост - хаос.

Перевести результаты измерений из объёмных в массовые можно по следующим формулам:

где q, - расход энергосодержания (теплоты сгорания); q,. - расход в стандартных условиях; р - плотность среды; рс - плотность среды в стандартных условиях; #с - объёмная удельная теплота сгорания при стандартных условиях; Н,„ - массовая удельная теплота сгорания.

В связи с острой необходимостью учёта тепла в промышленности и жилищно-коммунальном хозяйстве возникла задача измерения количества потреблённой тепловой энергии, либо количества тепла, поступающего с теплоносителем.

Теплосчётчик измеряет потребляемое количество теплоты путём обработки информации о расходе теплоносителя и разности его теплосодержания до и после потребителя теплоты.

Количества теплоты вычисляют по формуле

где q - количество теплоты, МВт/ч; G - объёмный расход теплоносителя в трубопроводе (прямом или обратном), на котором установлен первичный преобразователь расхода, м3/ч; р - плотность теплоносителя в прямом и обратном трубопроводах, на которых установлен первичный измерительный преобразователь расхода, кг/м3; /?/ - удельная энтальпия теплоносителя в прямом трубопроводе (МВт ч)/кг; h2 - удельная энтальпия теплоносителя в трубопроводе холодного водоснабжения - для открытых систем теплопотребления (удельная энтальпия теплоносителя в обратном трубопроводе - для закрытых систем теп- лопотрсбления), (МВт ч)/кг; tj, Ь - время начала и конца измерения и накопления, ч.

Энтальпия (от греч. вутг|аА.ло - нагреваю) (теплосодержание, тепловая функция Гиббса, J. Gibbs - американский физик- теоретик, 1839 - 1903) - это термодинамический потенциал, характеризующий состояние макроскопической системы в термодинамическом равновесии при независимых параметрах энтропии S и давления р. При постоянном давлении изменение энтальпии равно количеству теплоты, подведённой к системе, поэтому энтальпию называют часто тепловой функцией или теплосодержанием.

В общем случае энтальпия вещества является сложной функцией температуры и давления, например, для пара эта зависимость равна

где Ci, С>, Cj, С4 - постоянные коэффициенты.

Для воды в системе теплоснабжения (/ < 150 °С, р < 1 МПа) влиянием давления можно пренебречь, в этом случае энтальпия будет равна

где С$ и Сб - постоянные коэффициенты.

Отсюда следует, что в тепломерах необходимо совместно измерять расход теплоносителя, его температуру и давление.

Если промышленные расходомеры измеряют объёмный расход теплоносителя, то полученное значение умножают на его плотность, которая зависит от температуры t (для жидкостей) или температуры t и давления р (для пара и газа).

В соответствии с «Правилами учёта тепловой энергии и теплоносителя», утверждёнными в 1995 году, учёт потреблённой энергии О осуществляют по формуле

где Q] и Q2 - «пришедшее» и «ушедшее» тепло; М/ и М2 - массы теплоносителя в подающем и обратном трубопроводах соответственно; hi и h2 - удельная энтальпия в подающем и обратном трубопроводах; Ихв ~ удельная энтальпия холодной воды, расходуемая источником теплоты для подпитки тепловых сетей.

Сегодня большинство теплосчётчиков российских потребителей согласно правилам 1995 года настроены на ведение коммерческого учёта суммарного теплопотребления по формуле (5.7), в соответствии с которой полезное потребление горячей воды МГвс и возможную утечку Мут измеряют косвенным методом, т.е. как разность AM = Mj - М2.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >