Турбинные расходомеры

Часто возникает необходимость измерить количество потребляемых ресурсов, таких как жидкости или газы. Для этой цели разработаны различные приборы, среди которых видное место занимают турбинные расходомеры.

Конструкция турбинного расходомера довольно проста, благодаря чему этот измерительный механизм широко применяется в разных отраслях промышленности, таких как авиационная, химическая, нефтеперерабатывающая, пищевая, косметическая.

Диаметр расходомеров находится в пределах от 40 до 250 мм с шагом 10, 15, 20, 25 и 50 мм. Устройства рассчитаны на длительный срок эксплуатации и характеризуются высокой устойчивостью к износу. Они изготавливаются из нержавеющей стали, не боятся влаги и агрессивной среды, поэтому устанавливаются как внутри, так и снаружи помещения.

Принцип действия

Работа прибора основывается на прохождении жидкости или газа через крыльчатку турбины, которая в период вращения передает соответствующую информацию на градуированную шкалу. С точки зрения конструкции крыльчатка может быть аксиальной (осевой) или тангенциальной (диаметральной). Первая внешне похожа на гидродинамический винт, а вторая – на лопасти водяной мельницы.

Турбина вращается со скоростью, пропорциональной скорости потока жидкости или газа. На этой зависимости основывается определение расхода измеряемой среды. Расходомер оснащен механическими стабилизаторами и выпрямителями струи, состоящими из установленных вдоль потока металлических пластинок. Проходя через расходомер, струя вначале попадает на выпрямители, а возникающие при этом завихрения гасятся стабилизаторами. Благодаря этому уменьшается погрешность в показаниях прибора.

С возрастанием скорости протекания измеряемой среды увеличивается быстрота вращения лопаток турбины и наоборот. На основе этой зависимости определяется расход, т. е. количество жидкости (газа, пара), проходящей через турбину в единицу времени. Вращательное движение крыльчатки через редуктор передается на шпиндель и далее на индикатор в виде стрелки. Не допускается попадание посторонних предметов в измеряемую среду: это не только снижает точность показаний, но и грозит выходом прибора из строя.

На точность измерений также влияют:

• физико-химические свойства жидкости (плотность, вязкость, текучесть);
• физико-химические свойства газа (молярная масса, плотность, влажность);
• изношенность лопаток турбины;
• завихрения потока;
• конструкция применяемого частотомера.

Класс точности прибора, декларируемый производителями, составляет 0,5-1,5%.

Преимущества и недостатки

К достоинствам турбинных расходомеров относятся:

• простота применения и обслуживания;
• невысокая погрешность измерений (не более 1,5%);
• широкий динамический диапазон;
• способность работать при высоком давлении (до 400 бар);
• быстрая реакция на изменение скорости потока.

Существуют модели во взрывозащищенном исполнении и со съемным индикатором, что позволяет производить профилактику без демонтажа проточного участка. Состояние окружающей среды практически не влияет на показания прибора.

Из недостатков пользователи отмечают существенное влияние физических характеристик потока (особенно плотности и вязкости) на точность показаний, чувствительность к чистоте измеряемой среды (наличие взвешенных твердых частиц сокращает срок службы подшипника и может вызвать заклинивание ротора). Нередко возникает необходимость повторной калибровки для поддержания точности измерений.