Starosolszky Ödön - Muszkalay László - Börzsönyi András: Vízhozammérés (VITUKI, Budapest, 1971)

IV. Börzsönyi András: Folyamatos vízhozammérés zárt vezetékben - 1. A folyamatos vízhozammérés alapelemei

A vízhozam és tömegáramlás között a sűrűség létesít kapcsolatot:

qu = qv-e (3)

az általános mérési feltételek (p, T, fázis) ismerete esetén.

Sebességeloszlás. Nem térünk ki részletesen a zárt (teltszelvényű, nyomás alatti) csővezetékben előálló áramlás törvényszerűségeinek tárgyalására [1], hanem csupán a méréstechnikai szempontból szükséges fogalmakat említjük meg. Az áramló folyadék belsejében és a csőfal mentén levő súrlódás következtében a keresztmetszet mentén jellegzetes sebességeloszlás alakul ki. Ez a közepes áramlási sebesség, a csővezeték geometriai méretei, a viszkozitás és a keresztmetszet előtti zavaró hatások függvénye.

Az említett befolyások következtében nehéz megbízhatóan mérni az ún. középsebességet (v), amelyből a vízhozam meghatározható:

qv = v-F (4)

F — a csőkeresztmetszet.

Arra nézve, hogy lamináris, vagy turbulens áramlásról van-<e szó, fontos támpontot jelent a Reynolds-szám.

Az alábbiakban a vízhozamméréssel (térfogatáramlás mérés) foglalkozunk, csak indokolt esetben térünk ki a tömegáramlás mérési kérdéseire is.

Az általános mérési feltételek ismerete vízhozammérés esetében gyakorlatilag elsősorban a hőmérséklet és bizonyos módszereknél, illetve feladatoknál a fázis (diszperz-szennyezettség) ismeretére szorítkozik.

1.1.1 Mérőjelképzés a vezetéken belül

A következőkben a IV—1.1. táblázatban feltüntetett alapelvek lényegét, illetve megvalósítását mutatjuk be röviden, utalva eközben a legfontosabb módszerekre, amelyeket részletesen is tárgyalunk.

Az áramlási sebesség mérésén alapuló módszerek tulajdonképpen az áramlás energiaösszefüggéseit használják fel. A feladat megoldását a Bernoulli egyenlet és a folytonosság tételének közös megoldása adja. Szűkítő- elemekkel való mérés esetén a keresztmetszet csökken a sebesség, és a Bernoulli egyenlet szerint csökken a nyomás. Mérőperemmel, Venturi- mérővel, vagy fúvókával (mérőtorok) stb. leszűkített keresztmetszetű áramlásban mérhető statikus nyomáskülönbség a közepes áramlási sebességgel, így a vízhozammal is növekszik. Torlóelemes mérés esetén a csővezeték egy pontjában (pl. Pitot-cső, felületi mérőfej stb. környezetében) az áramlási sebesség a torlónyomásból számítható. Előbbiek részletezését lásd a 2. fejezetben.

Az áramlás tehetetlenségi jelenségei is hasznosíthatók vízhozammé- résre. A csapantyús áramlásjelzők és a lebegőtestes mérők (rotaméterek) az impulzus tétel alapján számítható, körüláramoltatott testre ható erők méréséből határozzák meg a vízhozamot (lásd 3. fejezet).

Áramlásban forgó, az áramlás irányára merőleges tengelyű hengerre olyan erő hat, amely a henger tengelyére és az áramlás irányára merőleges.

454