1.12 METODA MĚŘENÍ OBJEMOVÉHO PRŮTOKU VZDUCHU VZDUCHOVÝCH KOMPRESORŮ POMOCÍ VENTURIHO OBLOUKOVÝCH TRYSEK ZA PODMÍNEK KRITICKÉHO PROUDĚNÍ
Jedná se o jednoduchou, rychlou a hospodárnou metodu měření objemového průtoku vzduchu u vzduchových kompresorů.
Přesnost této metody je ± 2,5 %.
1.12.1 Uspořádání zkoušky
Průměr trysky se volí tak, aby se při daném tlakovém spádu na trysce dosáhlo v hrdle s jistotou rychlosti zvuku.
Tryska se vkládá do trubky, jejíž průměr je alespoň čtyřnásobkem průměru hrdla trysky. Před tryskou, ve směru proti proudu vzduchu, musí být délka trubky rovna alespoň dvojnásobku průměru trubky a v její stěně musí být zamontována zařízení pro měření tlaku a teploty vzduchu proudícího trubkou. Na vstupu trubky se připevní usměrňovač proudu, který sestává ze dvou perforovaných desek, namontovaných s odstupem rovným průměru trubky. Viz obrázek 3 a 4.
Za tryskou se může připevnit trubka a tlumič hluku za předpokladu, že pokles tlaku v této výstupní trubce nenaruší podmínky kritického proudění v trysce.
Obrázek 3
Obrázek 4
1.12.2 Oblouková Venturiho tryska
Konstrukce je zobrazena na obrázku 5, přičemž vnitřní plochy musí být vyleštěny a průměr hrdla trysky musí být přesně změřen. Doporučované rozměry jsou uvedeny v tabulce I.
1.12.3 Měření tlaku a teploty
Tlak musí být změřen s přesností ± 0,5 % a teplota s přesností ± 1 K.
Obrázek 5
Tabulka 1
Rozměry trysky
| Průtok | A | B | C | D | E | F | G |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| l/s | Mm | Mm | Mm | Mm | mm | mm | mm |
| 12 - 40 | 16,00 | 6,350 | 2,40 | 9,93 | 12,70 | 60,5 | R 1 |
| 24 - 90 | 24,00 | 9,525 | 3,60 | 14,86 | 19,05 | 91,0 | R 1,5 |
| 50 - 160 | 32,00 | 12,700 | 4,60 | 19,81 | 25,40 | 121,5 | R 2 |
| 100 - 360 | 48,00 | 19,050 | 7,10 | 29,72 | 38,10 | 182,0 | R 2,5 |
| 180-650 | 64,00 | 25,400 | 9,60 | 39,65 | 50,80 | 243,0 | R 3 |
| 280 - | 80,00 | 31,750 | 12,00 | 49,53 | 63,50 | 303,5 | R 3,5 |
| 1000 | 95,00 | 38,100 | 14,20 | 59,44 | 76,20 | 364,0 | R 4 |
| 400 - | |||||||
| 1500 |
1.12.4 Zkouška
Po dosažení ustáleného proudění se změří následující hodnoty:
a) barometrický tlak (Pb),
b) tlak před hrdlem trysky (PN),
c) teplota před hrdlem trysky (tn),
d) referenční teplota a tlak požadovaného objemového průtočného množství (to,Po).
1.12.5 Výpočet objemového průtokového množství
qm = 0,1.π.B2.CD.C*.PN / [4.(R.TN)1/2],
kde je
qm - průtočné množství vzduchu v kg/s,
B - průměr trysky v mm,
CD - výtokový součinitel,
C* - součinitel kritického průtoku,
PN - absolutní tlak před hrdlem trysky v barech,
TN - absolutní teplota před hrdlem trysky v K,
R - plynová konstanta v J/(kg.K) (pro vzduch R=287,1),
C* = 0,684858 + (3,70575 - 4,76902.10-2.tN + 2,63019.1O-4.tN2) .PN.10-4,
kde je
ta = teplota před hrdlem trysky ve °C. Na základě výsledků zkoušek a pro předpokládanou přesnost je CD = 0,9888.
Na výtlaku pojízdného nebo kompaktního kompresoru na stlačený vzduch tn kolísá od 20 °C do 70 °C a PN od 2 do 8 barů. C* proto kolísá od 0,6871 do 0,6852 a za průměrnou hodnotu lze brát 0,6862. Za těchto podmínek lze rovnici zjednodušit na vztah:
qm = 0,1.π.B2.0,9888.0,6862.PN/[4.(287,1.TN)1/2]
= 3,143.10-3.B2.PN/TN 1/2 kg/s,
nebo přepočteno na objemové průtokové množství (= qv) za referenčních podmínek:
qv = 9.10-3.B2.PN.To/(Po.TN1/2) l/s,
kde je
Po - absolutní referenční tlak v barech,
To - absolutní referenční teplota v K.