Дозаторы воды, системы дозирования воды и жидких компонентов

14.11.2017

О дозаторах

Количество жидкости, протекающей в напорном трубопроводе за единицу времени, определяют по формуле:
Q=0,785d2vq кг/сек,
где: d – диаметр трубопровода (внутренний), м;
v – скорость движения жидкости, м/сек;
q – плотность жидкости, кг/м3.
Скорость потока жидкости в трубе вычисляют по формуле:
v=0,000354Q/d2 м/сек;
где: Q – количество жидкости, протекающей по трубопроводу, м3/ч;
v – скорость движения жидкости, м/сек.
d – диаметр трубопровода, м.

Для измерения плотности жидкостей в производственных или лабораторных условиях используют пикнометры и ариометры. Для непрерывного измерения плотности жидкости в промышленности предложены автоматические непрерывно действующие устройства. Ареометр или денсиметр, представляет собой стеклянный балон, заполненный дробью, который переходит в трубку малого диаметра. Трубка имеет шкалу с делениями, тарированную по плотности. Ареометры выпускают наборами. Пикнометр представляет собой стеклянную трубку с узким и длинным горлом. Их выпускают на 20, 50 и 100 мл и т.д. Объём отмеряют по нижнему уровню мениска.

Важнейшими параметрами, характеризующими текучие свойства жидкостей, являются вязкость и предельное напряжение сдвига. Эти параметры определяют величину усилия, которое необходимо приложить к жидкому телу, чтобы вызвать деформацию сдвига, т.е. обеспечить его перемещение. Жидкости подразделяются на истинно-вязкие(ньютоновские), и аномально-вязкие (неньютоновские). Истинно-вязкие жидкости текут при сколь угодно малых напряжениях сдвига. В зависимости от влажности, концентрации или температуры, продукт может переходить из одной группы тел в другую. Например, топлёный свиной жир при температуре от 100 до 80 градусов представляет собой истинно-вязкую жидкость, при температуре 70-30 градусов он имеет аномалии вязкости и кажущуюся величину предельного сдвига, а при 28-25 градусах это твёрдая система со структурой коагуляционного типа, при более низких температурах жир приобретает кристализационную структуру. Реологические или структурно-механические свойства характеризуют поведение продукта в условиях напряжённого состояния и позволяют связать между собой напряжения, деформации и скорости деформаций в процессе приложения усилий. Иными словами, при известных величинах свойств можно вычислить значения напряжений или деформаций и получить необходимые параметры процесса или аппарата. т.е.выполнить прочностные и технологические расчёты. Влияние вязкости как фактора, оказывающего сопротивление движению реального жидкого или пластично-вязкого тела наглядно видно при рассмотрении различных видов течения.

Классификация задач измерения расхода

По функциональному назначению задачи измерения расхода в промышленности условно можно разделить на две основные части:
задачи учета:
– коммерческого;
– оперативного (технологического);
задачи контроля и управления технологическими процессами:
– поддержание заданного расхода;
– смешивание двух и более сред в определенной пропорции;
– процессы дозирования/наполнения.
Задачи учета предъявляют высокие требования к погрешности измерений расхода и стабильности работы расходомера, т. к. его показания являются основанием для расчетных операций между поставщиком и потребителем. К задачам оперативного учета относятся такие применения, как межцеховой, внутрицеховой учет и т. д. В зависимости от требований, предъявляемых к данным задачам, возможно использование расходомеров более простой конструкции с большей погрешностью измерений, чем при коммерческом учете. Задачи контроля и управления технологическими процессами весьма разнообразны, поэтому выбор типа расходомера зависит от степени важности и требований, предъявляемых к данному процессу.
По условиям измерения задачи определения расхода можно классифицировать следующим образом:
измерение расхода в полностью заполненных (напорных) трубопроводах;
измерение расхода в не полностью заполненных (безнапорных) трубопроводах, открытых каналах и лотках.
Задачи измерения расхода в полностью заполненных трубопроводах являются стандартными, и большинство расходомеров предназначены именно для данного применения. Задачи второй группы являются специфичными, т. к. требуют, в первую очередь, определения уровня жидкости. Причем, в зависимости от типа лотка или канала, определение расхода возможно через измеренный уровень на основе теоретически доказанных и экспериментально подтвер
жденных зависимостей расхода жидкости от уровня. Однако, существуют применения, где наряду с измерением уровня жидкости в канале, лотке или не полностью заполненном трубопроводе необходимо определение и скорости потока.

Измерение расхода жидкостей

Для измерения расхода жидкостей в промышленных условиях целесообразно применять электромагнитные, ультразвуковые, массовые кориолисовые расходомеры и ротаметры. Кроме того, в ряде случаев оптимальным решением может быть применение вихревых расходомеров и расходомеров переменного перепада давления. При выборе приборов для измерения расхода электропроводящих жидкостей и пульп в первую очередь рекомендуется рассмотреть возможность применения электромагнитных расходомеров. В силу своих конструктивных особенностей, разнообразия материалов футеровки и электродов данные приборы имеют широкую область применения и используются при измерении расхода следующих сред:
общетехнические среды (вода и др.);
высококоррозионно активные среды (кислоты, щелочи и др.);
абразивные и адгезионные (налипающие) среды;
гидросмеси, пасты и суспензии с содержанием волокон или твердой фазы более 10% (масс.).
Высокая точность измерения (± 0,2…0,5% измеряемой величины), малое время отклика (до 0,1 с в зависимости от модели), отсутствие движущихся частей, высокая надежность и длительный срок службы, минимальное обслуживание – все это делает полнопроточные электромагнитные расходомеры оптимальным решением задач измерения расхода и учета количества электропроводящих сред в трубопроводах малого и среднего диаметра.
Погружные электромагнитные расходомеры широко применяются в задачах оперативного контроля и технологических процессах, где не требуется высокая точность измерений, а также при измерении расхода в трубопроводах больших диаметров (от DN400) и скорости потока в открытых каналах и лотках.
Ультразвуковые расходомеры в основном применяются для измерения расхода неэлектропроводящих сред (нефть и продукты ее переработки, спирты, растворители и др.). Полнопроточные расходомеры применяются как в узлах коммерческого учета, так и для управления технологическими процессами. Погрешность измерения данных приборов, в зависимости от исполнения, составляет порядка ± 0,5% измеряемой величины. В зависимости от принципа измерения среда должна быть чистой (времяимпульсные расходомеры) или с содержанием нерастворенных частиц и/или нерастворенного воздуха (доплеровские расходомеры). В качестве примера сред для второго случая можно указать гидросмеси, суспензии, буровые растворы и др.
Расходомеры с накладными датчиками просты в монтаже и, как правило, применяются для оперативного учета и в неответственных технологических процессах (погрешность порядка ±1…3% шкалы) или в применениях, где нет возможности установки полнопроточных расходомеров.
Массовые кориолисовые расходомеры, в силу своего принципа измерения, могут измерять расход практически любых сред. Данные приборы отличаются высокой точностью измерений (± 0,1…0,5% измеряемой величины при измерении массового расхода) и высокой стоимостью. Поэтому кориолисовые расходомеры в первую очередь рекомендуется применять в узлах коммерческого учета, процессах дозирования/наполнения или ответственных технологических процессах, где необходимо измерять массовый расход среды или контролировать сразу несколько параметров (массовый расход, плотность и температуру). Кроме того, массовые расходомеры можно применять в качестве плотномеров при их установке, например, в байпасной линии. Во всех остальных случаях, при более простых применениях, массовые расходомеры могут оказаться неконкурентоспособными по сравнению с объемными расходомерами, которые можно применять для решения этих же задач. В качестве материалов измерительных трубок в массовых расходомерах используются, как правило, нержавеющая сталь, сплав Hastelloy, поэтому данные приборы не годятся для измерения высококоррозионно-активных сред. Способность измерять массовый расход напрямую позволяет применять массовые расходомеры при измерении расхода двухфазных сред с возможностью определения концентрации одной среды в другой. Существуют и ограничения. В качестве материалов измерительных трубок в массовых расходомерах используются, как правило, нержавеющая сталь и сплав Hastelloy, поэтому данные приборы не подходят для измерения расхода высококоррозионно-активных сред. Также на точность измерения расхода массовыми расходомерами сильно влияет наличие нерастворенного газа в измеряемой среде. Ротаметры, как правило, применяются для измерения малых расходов. Класс точности данных приборов, в зависимости от исполнения, варьируется в пределах 1,6…2,5, поэтому использовани
е данных приборов рекомендуется в задачах оперативного учета и контроля технологических процессов. В качестве материалов измерительной трубки используются нержавеющая сталь и фторопласт PTFE, что позволяет применять ротаметры для измерения расхода коррозионно-активных сред. Металлические ротаметры также позволяют измерять расход высокотемпературных сред.Необходимо отметить, что измерение расхода адгезионных, абразивных сред и сред с механическими примесями с помощью ротаметров невозможно. Кроме того, существует ограничение по монтажу данного типа расходомеров: их установка допускается только на вертикальных трубопроводах с направлением потока измеряемой среды снизу вверх. Современные ротаметры, кроме индикаторов, могут оснащаться микропроцессорным электронным модулем с выходным сигналом 4…20 мА, счетчиком суммарного количества и конечными переключателями для работы в режиме реле потока. Несмотря на то, что вихревые расходомеры разрабатывались специально для измерения расхода газа/пара, их возможно применять также для измерения расхода жидких сред. Однако, в силу их конструктивных характеристик, наиболее рекомендуемыми применениями данных приборов в задачах оперативного учета и контроля технологических процессов, являются:
— измерение расхода высокотемпературных жидкостей с температурой до +450 °С;
— измерение расхода криогенных жидкостей с температурой до -200 °С;
— при высоком, до 25 МПа, технологическом давлении в трубопроводе;
— измерение расхода в трубопроводах большого диаметра (погружные вихревые расходомеры). Жидкость при этом должна быть чистой, однофазной, с вязкостью не более 7 сП.

Классификация клапанов электромагнитных

По напряжению питания клапаны имеют следующие характеристики:
— Переменного тока, AC: 24В, 110В, 220В;
— Постоянного тока, DC: 12В, 24В;
— Допуск по напряжению: ± 10%.
— Класс защиты: IP65.

Основные рабочие положения:
Клапаны электромагнитные по исполнениям бывают:
«НЗ» – нормально закрытые клапаны,
«НО» – нормально открытые клапаны
«БС» – бистабильные (импульсные) клапаны, переключающиеся с открытого на закрытое положение по управляющему импульсу.

По принципу действия: Для различных условий эксплуатации применяют клапаны прямого действия, срабатывающие при нулевом перепаде давлении и пилотные клапаны (непрямого действия) – срабатывающие только при минимальном перепаде давления. Так же электромагнитные клапаны подразделяются на запорные (2/2 ходовые), распределяющие трехходовые (3/2 ходовые), и переключающие клапаны (2/3 ходовые).

Мембраны и уплотнения: Мембраны клапанов изготовлены из эластичных полимерных материалов специальной конструкции и химического состава – EPDM, NBR, FKM, а уплотнения из PTFE или TEFLON. Так же в конструкции клапанов используются новейшие составы силиконовых резин – VMQ и другие полимеры.
Свойства материалов:
EPDM – Этилен-пропилен-диен-каучук. Недорогой, химически и износостойкий эластичный полимер. Высокая устойчивость к старению и атмосферным воздействиям. Устойчив к кислотам, щелочам, окислителям, соленым растворам, воде, пару низкого давления, нейтральным газам. Неустойчив к бензину, бензолу и углеводородами. Температура применения −40… +140 °С.
NBR – Нитрил-бутадиен-каучук. Распространенный и недорогой эластичный полимер, нейтральный к воздействию бензина, минерального масла, дизельного топлива, растворов щелочей, неорганических кислот, пропана, бутана и воды. Температурный диапазон −30… +100 °С. Разрушается бензолом, окислителями и ультрафиолетом.
FKM – Фторкаучук. Термостойкий и эластичный синтетический полимер. Высокая стойкость к старению, озону и ультрафиолету. Химически устойчивый для кислотных и щелочных сред, нефтепродуктов, для топлива и углеводородов. Применяется для спиртов, воды, воздуха и пара низкого давления при температуре −30… +150 °С. Разрушается эфирами, органическими кислотами.
PTFE – Политетрафторэтилен. Фторполимер, один из самых химически стойких полимерных материалов. Применяется в химической промышленности для кислот и их смесей высокой концентрации, щелочей, растворителей. Устойчив к бензолу, окислителям, маслам и топливам. Используется для агрессивных газов, углеводородов, воздуха, воды и пара. Температурный диапазон −50… +200 °С. Разрушается трифторидом хлора и жидкими щелочными металлами.
TEFLON – Политетрафторэтилен. Запатентованное название фторполимера, на основе PTFE с улучшенными эксплуатационными характеристиками. Рабочая температура применения в диапазоне −50
… +250 °С.

Дозаторы воды, системы дозирования воды и жидких компонентов

О дозаторах

Классификация задач измерения расхода

Измерение расхода жидкостей

Классификация клапанов электромагнитных

Добавить комментарий Отменить ответ