Приборы для измерения расхода топлива

Дроссельные расходомеры представляют собой местное сужение трубопровода, в котором поток разгоняется, а статическое давление уменьшается. По перепаду давления до дросселя и в месте сужения определяется мгновенный расход топлива. Для несжимаемой жидкости при отсутствии трения уравнение Бернулли имеет вид: Δ p = 0,5 ρ W², откуда W=  Подставляя значение W в уравнение неразрывности G_т = ρWF_o, получаем формулу для определения расхода топлива , где F_о – площадь отверстия дроссельной шайбы; Δ ρ – перепад давления на дроссельной шайбе; ρ – плотность топлива. Чтобы учесть отличие реального течения от идеального в полученное соотношение вводится так называемый коэффициент расхода μ и формула для определения расхода G_т приобретает вид G_т= μF_{o .}

Дроссельные шайбы, используемые в расходомерах, нормированы (на каждой шайбе проставлен коэффициент μ и площадь F_o), что позволяет использовать их без предварительной тарировки.

Дроссельные расходомеры при правильной установке и эксплуатации в условиях установившихся потоков имеют погрешность не более ±1,5%.

Скоростные расходомеры используют часть энергии поступательного движения потока для вращения крыльчатки, ось которой совпадает с осью трубопровода. Скорость вращения крыльчатки и величина объемного расхода рабочего тела связаны уравнением

n = c · Q, где

n – частота вращения крыльчатки; Q – объемный расход топлива; с – коэффициент пропорциональности, зависящий от конструкции крыльчатки (числа лопастей, их наклона к направлению потока, трения в опорах и т.д.); при малых расходах величина коэффициента с переменна.

В наиболее простой схеме скоростного расходомера вращение от крыльчатки передается с помощью двух магнитов через герметичную перегородку. Магнит вращает прерыватель. Количество импульсов тока, пропорциональное суммарному расходу топлива, считается электрическим счетчиком.

ИЗМЕРЕНИЕ РАСХОДА ВОЗДУХА

Наиболее распространенными являются два способа измерения расхода воздуха в двигателях. Это использование лемнискатного насадка и установка гребенки для измерения полных и статических давлений на выходе из сопла двигателя. Лемнискатный насадок, устанавливаемый на входе в двигатель, имеет плавную входную часть (выполненную по лемнискате) для

получения равномерных профилей скоростей по сечениям входного канала. По окружности насадка расположены трубки отбора статического давления, которые объединены в коллектор для определения среднего по окружности статического давления.

Расход воздуха через двигатель в этом случае вычисляется по формуле

G_в=m·q(λ_о)· σ,

где m – постоянная величина (для воздуха m = 0,3965);

    Р^*_о – полное давление в том же сечении, где измеряется статическое;

    Т^*_о – полная температура;

    F_о – площадь сечения лемнискатного насадка;

    q(λ_о) – газодинамическая функция скорости, определяемая с помощью таблиц газодинамических функций по известному отношению давлений

    σ – коэффициент, учитывающий потери полного давления.

Потерями давления на входе в насадок можно пренебречь. Полная температура равна температуре окружающего воздуха на входе в двигатель.

Конструкция двигателя не всегда позволяет установить лемнискатный насадок. В этом случае удобен способ измерения расхода с помощью пневмометрических трубок, располагаемых в выходном сечении сопла двигателя. Для этого выходная часть сопла условно разбивается на ряд колец с равными площадями и каждое такое кольцо для измерения полного давления снабжается отдельными пневмометрическими трубками, которые обычно объединены в одну гребенку. На стенке сопла измеряется статическое давление. Температура потока по сечению неравномерна, поэтому по измерениям в нескольких точках сечения определяется средняя величина полной температуры.

Термопары могут быть расположены на гребенке пневмометрических трубок.

Расход продуктов сгорания двигателя G_г определяется по той же формуле, что и для воздуха (для продуктов сгорания керосина m = 0,389).

Расход воздуха будет равен G_в = G_г – G_т, где G_г – расход топлива, измеренный любым из перечисленных ранее способов.

7.11. ИЗМЕРЕНИЕ СКОРОСТИ ПОТОКА ЖИДКОСТИ И ГАЗА