21-ma’ruza: Bosimlar farqini o`zgarishiga asoslanib ishlovchi sarf o`lchagichlar. Reja

21-ma’ruza: Bosimlar farqini o`zgarishiga asoslanib
ishlovchi sarf o`lchagichlar.
REJA:

1. 
   Umumiy tushunchalar.
   
2. 
   Bosim farqlari o’zgaruvchan sarf o’lchagichlar.
   
3. 
   O’lchov asboblari.
   

Q uvur o’tkazgichlardagi suyuqlik, gaz va bug’ sarfini bosim farqi bo’yicha o’lchash usuli keng tarqalgan va yaxshi o’rganilgan. Sarfni bosim kamayishi o’zgaruvchan sarf o’lchagichlar orqali o’lchash usuli modda potensial energiyasining quvur o’tkazgichdagi toraygan qismidan o’tishidagi o’zgarishiga asoslangan. Dastlabki o’zgartgich vazifasini bajaruvchi toraytirish qurilmasi quvuro’tkazgichda o’rnatilib, mahalliy torayishni hosil qiladi. Modda kesimning toraygan joyidan o’tayotganida uning tezligi oshadi. Tezlikning binobarin, kinetik energiyaning ortishi oqimning toraygan kesimdan o’tishida potensial energiyaning kamayishiga olib keladi. Demak, toraygan kesimdagi statik bosim uning avvalgi kesimidagi bosimdan kam bo’ladi. Shunday qilib, modda toraytirish qurilmasidan o’tishida bosimlar farqi ΔР=Р₂ mavjud bo’ladi (12.1-rasm). Bu bosimlar farqi oqim tezligi va suyuqlik sarfiga bog’liq. Demak, toraytirish qurilmasi hosil qilgan bosimlar farqi quvuro’tkazgichdan o’tgan modda sarfining o’lchovi bo’lishi mumkin. Sarfning sonli qiymati esa difmanometr o’lchagan ΔР bosimlar farqi bo’yicha aniqlanadi.

Suyuqlik, gaz va bug’larning sarfini o’lchash uchun toraytirish qurilmasi sifatida standart diafragmalar, soplolar, Venturi soplosi va Venturi quvuri ishlatiladi.
12.1-rasm, a da ko’rsatilgan diafragma dumaloq teshikli yupqa diskdan iborat. Teshikning markazi quvuro’tkazgich o’qida yotishi kerak. Oqimning torayishi diafragma oldida boshlanadi va undan o’tgan, ma‘lum masofadan so’ng o’zining minimal kesimiga erishadi. Undan keyin oqim tobora kengayib quvuro’tkazgichning to’liq, kesimiga erishadi. 12.1-rasm, a da egri chiziq orqali quvuro’tkazgich devorlari bo’yicha taqsimlangan bosimning o’zgarishi tasvirlangan; shtrix-punktir chiziq bilan quvuro’tkazgich o’qi bo’yicha taqsimlangan bosimni tasvirlovchi egri chiziq, ko’rsatilgan. Ko’rinib turibdiki, diafragma orqasida bosim dastlabki qiymatiga erishmaydi. Modda diafragmadan o’tganda, diafragma orqasidagi burchaklarda «o’lik» hudud hosil bo’ladi. Bu еrda bosimlar farqi natijasida suyuqlikning teskari yo’nalishdagi harakati yoki ikkilamchi oqim paydo bo’ladi. Suyuqlikning qovushqoqligidan asosiy va ikkilamchi oqim bir-biriga qarama-qarshi harakat qilib uyurmalar hosil qiladi. Bunda diafragma orqasida birmuncha energiya sarflanadi, demak, bosim ham ma‘lum darajada kamayadi. Diafragma oldidagi zarrachalar yo’nalishining o’zgarishi va ularning diafragma orqasidagi siqilishi potensial energiyaning o’zgarishiga deyarli ta‘sir ko’rstmaydi. 12.1-rasm, a da ko’rsatilganidek Р₁ va Р₂ bosimlar diafragma diskining oldi va oraqasidagi diafragma tekisligi hamda quvuro’tkazgichning ichki yuzasi o’rtasida hosil bo’lgan, burchaklarga o’rnatilgan alohida teshiklar yordamida tanlanadi. Soplo (12.1-rasm, b) konsentrik teshikli nasadka shaklida ishlangan. Uning kirish qismi ravon torayib, chiqish qismi esa silindrdan iborat. Soploning profili sharrachaning to’liq siqilishini ta‘minlaydi va soplodagi silindr teshigining yuzasi oqimning minimal kesimiga teng deb hisoblanishi mumkin (F=F₂). Soplo orqasida hosil bo’ladigan uyurmali harakat diafragmadagiga ko’ra kam energiya yo’qotishlarga olib keladi.
Lekin, bosimlar farqi tenglashgandagi bir xil sarf uchun diafragmaning o’tish teshigidagi  yuza soplonikidan katta bo’lgani sababli bosimlar yo’qolishi bir xil. Soploning old va orqasidagi Р₁ va Р₂ bosimlar xuddi diafragmaniqidek tanlanadi. 12.1-rasm, b da Venturi soplosi tasvirlangan. Venturi soplosi qisqa silindrik qismga o’tuvchi silindrik krish o’tuvchi silindrik kirish qism va kengayuvchi konus diffuzor qismdan iborat. Toraytirish qurilmasining bunday shaklida, chiqish diffuzori mavjudligi tufayli, bosim sarfi diafragma va soplodagi bosim sarfiga nisbatan ancha kam.  va  bosimlar Venturi soplosining ichki bo’shlig’i bilan aylana bo’yicha joylashgan teshiklar orqali, bog’langan xalqa kameralar yordamida tanlanadi.
(12.1)
bu yеrda Q_x -hajmiy sarf, m³/с; ΔР – toraytirish qurilmasining yonlarida o’lchangan bosimlar farqi, Па; F₀-toraytirish qurilmasi teshigining yuzasi, m
Massa sarfi hajmiy sarf va suyuqlik zichligi ko’paytmasiga teng:
. (12.2)
Tajribalarning ko’rsatishicha, sarf koeffitsienti modda turiga bog’liq bo’lmay, asosan toraytirish qurilmasining turi va hajmiga hamda Reynolds soniga, ya‘ni oqimning fizikaviy xossalariga bog’liq:
α=f(Re, F₀, D)
bu yеrda D – quvur diametri.
Siqiluvchi muhit sarfini o’lchashda, ayniqsa, bosimlar farqi katta bo’lganda, modda oqimi toraytirish qurilmasidan o’tayotgandagi bosimning o’zgarishi natijasida modda zichligining o’zgarishini e‘tiborga olish zarur. Lekin gaz yoki bug’ning toraytirish qurilmasidan o’tish vaqti ko’p bo’lmagani sababli, moddaning siqilishi va kengayishi adiabatik ravishda, ya‘ni issiqlik almashuvsiz o’tadi. Unda quyidagi tenglama o’rinli bo’ladi:
(12.3)
bu yеrda Н – adiabata ko’rsatkichi.
(12.1), (12.2), (12.3) tenglamalarni birgalikda еchsak, gaz yoki bug’ sarfini hisoblash formulalari quyidagi shaklga keladi:
; (12.4)
(12.5) bu yеrda ε- kengayish koeffitsientiga kiritilgan tuzatish.
(12.6)
Demak, gaz va bug’ sarfini hisoblash formulalari suyuqlik sarfini hisoblash formulasidan ε koeffitsientining mavjudligi bilan farq qiladi. Agar ε=1 bo’lsa, bu formulalarni siqilmaydigan suyuqliklar uchun ham qo’llash mumkin. Hisoblashni qulaylashtirish uchun toraytirish qurilmasi teshigining yuzasi o’rni uning d diametri olinadi. Bundan tashqari, tajribada soatli sarfdan foydalanish qulay. Shuni nazarda tutib bir qator o’zgartirishlardan so’ng quyidagi soatli hajmiy va massaviy sarf formulasiga ega bo’lamiz:
(12.7)
(12.8)
ko’pincha sarfni quvur diametri D orqali ifodalash lozim bo’ladi. Unda «toraytirish qurilmasi moduli» tushunchasi kiritiladi:
 (12.9)
(12.7) va (12.8) formulalarga m ni kiritsak,
(12.10)
(12.11)
(12.10) va (12.11) formulalar asosiy hisobiy formulalaridir. Bu tenglamalarni qo’llab toraytirish qurilmalarining hisobi bajariladi va bosimlar farqini o’lchashga mo’ljallangan differensial manometrning ko’rsatkichlari tanlanadi.
(12.3)
bu yеrda Н – adiabata ko’rsatkichi.
(12.1), (12.2), (12.3) tenglamalarni birgalikda еchsak, gaz yoki bug’ sarfini hisoblash formulalari quyidagi shaklga keladi:
; (12.4)

(12.5)
bu yеrda ε- kengayish koeffitsientiga kiritilgan tuzatish.
(12.6)
Demak, gaz va bug’ sarfini hisoblash formulalari suyuqlik sarfini hisoblash formulasidan ε koeffitsientining mavjudligi bilan farq qiladi. Agar ε=1 bo’lsa, bu formulalarni siqilmaydigan suyuqliklar uchun ham qo’llash mumkin. Hisoblashni qulaylashtirish uchun toraytirish qurilmasi teshigining yuzasi o’rni uning d diametri olinadi. Bundan tashqari, tajribada soatli sarfdan foydalanish qulay. Shuni nazarda tutib bir qator o’zgartirishlardan so’ng quyidagi soatli hajmiy va massaviy sarf formulasiga ega bo’lamiz:
(12.7) (12.8)
ko’pincha sarfni quvur diametri D orqali ifodalash lozim bo’ladi. Unda «toraytirish qurilmasi moduli» tushunchasi kiritiladi:
 (12.9) (12.7) va (12.8) formulalarga m ni kiritsak,
(12.10)
(12.11)
(12.10) va (12.11) formulalar asosiy hisobiy formulalaridir. Bu tenglamalarni qo’llab toraytirish qurilmalarining hisobi bajariladi va bosimlar farqini o’lchashga mo’ljallangan differensial manometrning ko’rsatkichlari tanlanadi.