Есть задача определения скорости воздуха в воздуховоде (а по нему расхода воздуха) по результатам измерений параметров (давление, температура и .д.). Я занимаюсь автоматизацией системы, где есть такие элементы, с расчетами по вентиляции на "Вы".
Цель такого вычисления - отказаться от установки расходомеров, т.к. с этим есть определенные технические сложности.
Система выглядит следующим образом: диспергатор - воздуховод - вентилятор - воздуховод - сушильная башня. Сечение воздуховодов на всех участках известно. Можно измерять температуру, давление (перепад давления). Цель - определение скорости воздушного потока в воздуховоде между вентилятором и сушильной башней.
По моим расчетам получается, что скорость на этом участке будет вычисляться, как 2*кв. корень((P2-P3)/ρ)), где P2 - давление на выходе вентилятора, Р3 - давление перед сушильной башней, ρ - плотность воздуха. Верно ли это, или нужно считать по-другому?

Не верно. Мало того, скорость не будет равномерной по сечению и если Вы не ставите расходомерную муфту (у Халтона и Трокса есть такое, к примеру), то замер скорости возможен, но придётся калибровать устанавливаемый "датчик". И место установки датчика или муфты придётся аккуратно выбирать, при этом не факт, что качественное мерное сечение у Вас найдётся. Это касается замеров перепада или динамического давления. Для перепада будет характеристика устройства, для динамического давления формула: v=1.29SQRT(Pдин), где динамическое давление измерено в Па.
Да, можно ещё поставить "Ирисовую" диафрагму с известной характеристикой и снимать перепад на ней, как на мерном устройстве.

Второй вариант, определять расход косвенным путём по статическому давлению и характеристике вентилятора.

В общем, не очень сложно, но далеко не элементарно.

Интересно, никто не пробовал вычислять расход воздуха путём деления потребляемой электродвигателем вентилятора мощности на перепад давления, создаваемый вентилятором? При наличии преобразователя частоты и ПЛК этот метод - самый простой и вроде бы после введения поправки на кпд должен давать достаточную для инженерных расчётов точность.

С той же поправкой - для этого потребуется полное давление вентилятора, а эпюра полного давления по сечению, даже в классическом мерном от равномерности далека. А в неудачном сечении вообще будет выглядеть как "кошмар для усреднения".

Вычислить - не фокус, фокус правильно измерить.

Считаем, что установка расходомера не рассматривается, как вариант. Есть вентилятор с известными характеристиками, есть набор датчиков, который будет определяться в зависимости от того, что и где надо мерить. Это понятно, что по сечению скорость будет неравномерной, но речь и не идет о лабораторной точности - нужно получить усредненное значение скорости (а из неё и расхода) воздуха, или наоборот - расход воздуха, а далее рассчитать скорость. ПЛК будет, в нем и предполагается рассчитывать требуемые параметры. Нужно знать формулу по какой считать, и оттуда выяснить требуемые параметры для измерения. Есть идеи?

Ещё раз повторяю, Вы, в неудачном сечении, можете по датчикам получить и отрицательные скорости. Так понятно?

Вам нужно либо ставить диафрагму или "конфузор-сопло-диффузор" и снимать на них перепад и далее вычислять по перепаду и характеристике устройства, либо устанавливать и калибровать трубку Пито. Для такого формулу указал.

Это пищевая промышленность - процесс сушки продукта, не должно быть дополнительного сопротивления, мешающего прохождению продукта, и не должно быть зон, где может происходить накопление продукта. Так что диафрагмы, трубки Пито и т.д. не очень подходят. там даже датчики температуры и давления выбираются со специальным присоединением к процессу. Да и геометрические размеры воздуховодов такие, что не позволяют разместить подобное оборудование (участки маленькие по длине). Поэтому и спрашиваю про косвенные методы определения скорости/расхода. По известной характеристике вентилятора, зная перепад давления на вентиляторе, можно определить перекачиваемый расход воздуха? Или это будет очень грубо?

Определить - можно попробовать.
Вычислить - нет.
У Вас, по описанию, нет возможности для измерения полного или динамического давления. Только статическое.
То есть, если пробовать считать, то "+/- трамвайная остановка" будет максимальной точностью.

beastmaster - проблема элементарная. Надо пользоваться универсальным правилом: "Чертёж - язык инженера". Если Вы хотите решить проблему выкладываете чертёж. Если нет, значит нет.

Хочу увидеть элементарное определение расхода по статическому давлению. Поделитесь секретом.

Эмпирику по кривой характеристики не предлагать - тут хотят вычисление.

Два вопроса к организатору темы.
1. Какая точность определения скорости Вас устроит?
2.Вопрос-подсказка. Воздух ведь где-то входит в систему, всасывается "с улицы". Как-то не верится, что продукт пищевой промышленности всасывается с ним просто с улицы.
Если система не разветвленная, то может быть на всасывании можно поставить традиционное измерительное устройство из богатого перечня, приведенного модератором?

Ой, тут смотря по размеру входного отверстия и его типу. Может оказаться перфорация с выходом на оборудование коротким участком. И тогда ничего не втиснуть. А вести измерения на входной решётке точечно... Кхм... без комментариев.

Вопрос, кстати, не только в точности определения, но и в диапазоне возможных изменений расхода. Если требуется поддерживать небольшую "вилку" - это одно. Если измерения переменного расхода... Могу мыло предложить.

Автор темы не хочет понять, что расходомеры появились не от нечего делать. И что имеем дело не с жидкостью, а с воздухом.

Любую кривую можно выразить в виде уравнения, тут проблем нет, поэтому можно ориентироваться на кривые характеристики вентилятора.



Схема разветвленная. Да, первоначально воздух забирается снаружи, но потом проходит несколько этапов: теплогенератор - вентилятор - диспергатор (тут происходит добавление продукта для сушки) - вентилятор - сушильная башня - циклоны - далее продукт подается на вторую ступень сушки - то же самое, начиная с диспергатора. Требования к измерительным приборам, как для пищевой промышленности - это требование заказчика. Мена не интересует, как отчищается воздух и т.д., главное - что вместе с воздухом перекачивается и продукт, и ставить устройства, которые будут препятствовать прохождению продукта или создавать помехи не нужно. Точности достаточно до +/- 10%.

С поставленными условиями задача не решаема.
Автор даже представления не имеет, что такое "достаточно +/-10%".

Расход воздуха никак не меняется, скорость поступления продукта может меняться - в зависимости от нагрузки на измельчители в диспергаторах. Я понимаю, что расходомер - лучшее решение, так бы и сделал, если не вышеописанные проблемы. Понимаю, что работа со сжимаемой средой сложнее, чем с несжимаемой, поэтому и прошу помощи у спецов.

В названной ситуации - "конфузор-сопло-диффузор", датчики перепада давления "до и после". То есть - расходомер, пусть и самодельный.

Автор имеет представление. Я обозначил участок, где нужно мерить расход - это не вся система, а конкретное место - см. первое сообщение. Спросили про точность - я ответил.

Для такой точности требуется определённое количество точек по сечению, измерение в них при постоянном расходе в течение короткого времени и усреднение. Если сечение не отвечает условиям ГОСТ (длина прямого участка, расстояния от и до местных сопротивлений), то число точек возрастает. Как представляете себе подобное?

Замер на диафрагме, формулу для расхода для этого метода Вы привели, исходит из равномерности (достаточной) течения воздуха по известному сечению.


Поинтересуйтесь http://forum.abok.ru/index.php?showtopic=1...p;#entry1307287 Не помешает.

В данных условиях никто и не претендует на высокую точность определения скорости. Если бы речь шла только о воздухе, в прямолинейном участке, с постоянными температурой, влажностью, составом воздуха и т.д. И речь не о лабораторных измерениях. Т.к. еще много параметров, которые будут влиять на точность измерений. Поэтому я и пытаюсь выбрать приемлемый с технической и экономической точки зрения способ измерения, зная, что из-за характеристик измеряемой среды высокой точности не получится (а она и не нужна, т.к. и так слишком много факторов). Есть еще вариант использования ультразвуковых расходомеров, которые не требуют сужать участок трубы, но как они себя поведут со средой, где кроме воздуха присутствует еще и частицы продукта, причем в большом количестве?

Плохо поведут себя ультразвуковые.
Всё равно придёте к мерному участку с сужением и замером перепада. Есть электромагнитные измерители, но их встречал на воде.

Кстати, о каких величинах идёт обсуждение? Каковы сечения и расходы фактической установки?

Диапазон измерения на данном участке должен быть по заданию в пределах 0-50 м/с, расход 0-50000 м3/ч. По сечениям данных нет, но на интересующем участке сечение не меняется. Вот я и хочу привязаться к измерению давления на вентиляторе и к его (вентилятора) характеристикам.

Ох ни...

В общем, хреново дело.
Поясню, чтобы стало понятно. Чтобы привязаться к характеристике вентилятора нужно измерять полное давление. А для этого, как ни крути, нужно вводить приёмник полного давления, причём замер делать не в одной точке.

Что у Вас такого летит по воздуховоду, что не позволит ввести трубку в поток?


Погодите-ка. А что у Вас непосредственно на входе в вентилятор? И через сам вентилятор тоже идёт продукт?

Овощной жом, т.е. отходы от переработки свеклы. Схему прилагаю.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

И что такое "ТБ"?

Верно понимаю, что расход на вентиляторе ВТБ и вентиляторе В не одинаков, ввиду добавочного объёма через ДС?

ТБ - топочный блок, ВТБ - вентилятор топочного блока, ДС - диспергатор (добавление и измельчение продукта), ПС - сушильная башня, Ц - циклон.

По расходу верно, через диспергатор добавляется продукт, т.е. расходы до и после будут отличаться.

Тип вентилятора В - пылевой?

Тип вентилятора не знаю, у меня только задание от заказчика с указанием параметров, без указания марок установленного оборудования. Система функционирует, измеряемые параметры работы будут не для управления, а для статистических данных в течение года с целью дальнейшей оптимизации установки. Кроме расхода там еще много других параметров - температуры, давления. Но с ними все понятно, основная сложность - расход.

А расход требуется именно на продуктопроводе, то есть "воздух + продукт". Производительность "В1/2" интересует?

Как связаны в работе ВТБ и В?

Воздух нужно мерить и на участке между ВТБ1 (2) и ДС1 (2). Но там просто воздух, пусть и нагретый до 200 градусов. Интересует именно фактический расход воздуха, который проходит через эти участки. Я понимаю разницу между скоростью и расходом, особенно с учетом того, что среда сжимаемая, по мере прохождения воздуха в канале его скорость будет падать из-за потери на преодоление сопротивления. Т.е. если определять скорость в каком-то одном участке и по нему вычислять расход, то результат может быть не соответствующим действительности, но заказчик не определял точку измерения расхода, поэтому я и говорю о примерных значениях.
ВТБ и В работают постоянно, на максимальных оборотах, их работа между собой никак не связана. Но в перспективе возможно регулирование их производительности, если это позволит снизить электропотребление без ущерба для производительности.

Сложность для Вас в том, что скорость в одном и том же сечении в разных точках - различная. И местами - значительно, вплоть до "перехода через "0" в отрицательные значения (обратный поток, завихрение).
Можно выбрать сечение, провести замеры, выбрать характерную точку, увязать данные в ней с усреднённой величиной и поместить в эту точку трубку для замеров в подобных продуктопроводах.
Можно попробовать и увязать показания с величиной статического давления-оборотами-током на вентиляторе.

Но у Вас прозвучала любопытная фраза - "для оптимизации работы". И есть мысли, что Ваш заказчик решил... хм ... оказаться самым хитрым. Нагрузив Вас не свойственной задачей, цена вопроса которой ему известна, но вмешивается амфибиотропная асфиксия.

Мысли заказчика мне не ведомы, скажу лишь, что о стоимости своих "хотелок" он осведомлен очень примерно, думаю, он сам это все еще плохо представляет. Я вообще не люблю обсуждать мысли чужих людей, и т.д. Мне это не интересно, к тому же заказчик и я - это разные конторы, у одних есть работа, другие предлагают свою цену за работу, и т.д.

А если есть достаточно длинный (порядка 4-6 м) участок воздуховода, если принять, что течение воздуха с продуктом в нем ламинарное, без завихрений, то формула, о которой я писал в начальном сообщении, она позволит определить скорость? Опять повторюсь - при тех допущениях, о которых я сказал - прямой участок, без завихрений. Или формула не верна?

Формула верна, но для диафрагмы или, на худой конец, равномерного сужения. Это расчёт по потерям давления на местное сопротивление. А на участке Вы пытаетесь привязяться к потерям по длине. При названных Вами скоростях ни о каком ламинарном потоке речи вообще нет.
Принять можно, но, как писал, получите точность "+/- трамвайная остановка".

Проблема решаема, путь подсказал выше. Но требует конкретной работы на конкретной системе.

Проблема, достаточно простая и решаемая, если за это платят. От трёх до шести месяцев, экспериментов и получение знаний самостоятельно, г-н beastmaster. Или две, три недели если наймёте специалиста, для удалённого консультирования. Лично у меня на такие консультации ума не хватит. Скорее всего, заказчик не захочет платить. Ну, это из моего дурацкого опыта.

Во. В такой редакции - да. Решаемо.
Но "элементарно" и чисто по статике - нет. Обращаю внимание, там скорости объявлены в диапазоне "0 - 50 м/с". Оставим на совести ТС верхнюю планку.