8.4.2 Допускают применение упрощенной формулы для определения потери давления
(8.12)
На рисунке 6 показан разрез общего вида сопла в плоскости, проходящей через ось горловины. Буквенные обозначения, приведенные на рисунке 6, использованы далее в настоящем разделе.
Рисунок 6 - Сопло ИСА 1932
Часть сопла, расположенная внутри ИТ, имеет круглое сечение. Сопло состоит из сужающейся части с закругленным профилем и цилиндрической части - горловины.
9.2.1 Профильная часть сопла имеет:
- входную торцовую плоскость А, перпендикулярную к осевой линии сопла;
- сужающуюся часть, профиль которой образован дугами окружностей В и С;
- цилиндрическую часть - горловину Е;
- кольцевой выступ F, предохраняющий выходную кромку от повреждения.
9.2.2 Входная торцовая плоскость А ограничена окружностью диаметром 3d/2 и внутренним периметром трубопровода, диаметр которого равен D (рисунок 6, а).
При d < 2D/3 радиальная ширина торцовой плоскости равна нулю.
При d > 2D/3 верхняя часть сопла не имеет торцовой плоскости в трубопроводе. В этом случае сопло изготовляют таким образом, как если бы D был больше 3d/2, а плоскую входную часть делают усеченной, чтобы ее больший диаметр был равен D (9.2.7 и рисунок 6, б).
9.2.3 Дуга окружности В касается плоскости А при d £ 2D/3. Радиус R1 равен 0,2d ± 10 % при b < 0,5 и 0,2d ± 3 % при b ³ 0,5. Центр этой окружности находится на расстоянии 0,2d от входного торца и на расстоянии 0,75d от оси сопла.
9.2.4 Дуга окружности С касается дуги окружности В и горловины Е. Ее радиус R2 равен d/3 ± 10 % при b < 0,5 и d/З ± 3 % при b ³ 0,5.
Центр этой окружности расположен на расстоянии d/2 + d/3 = 5d/6 от оси и на расстоянии а от входного торца
(9.1)
9.2.5 Горловина Е имеет диаметр d и длину b = 0,3d. За значение d принимают среднее значение результатов измерений диаметра не менее чем в четырех приблизительно равноотстоящих друг от друга направлениях.
Горловина должна быть цилиндрической. Значение любого диаметра в любом поперечном сечении не должно отличаться от среднего значения более чем на 0,05 %. При этом погрешность измерительного инструмента не должна превышать 0,02 %.
9.2.6 Выступ F образован расточкой выходного торца диаметром с = 1,06d и глубиной, равной или менее 0,03d. Отношение (с - d)/2 к глубине расточки должно быть не более 1,2.
Выходная кромка сопла должна быть острой.
9.2.7 Общая длина сопла без расточки составляет 0,6041d при d £ 2D/3. При d > 2D/3 общая длина сопла укорачивается из-за усеченности входной части.
Ниже приведены значения общей длины сопла без расточки в функции относительного диаметра отверстия СУ.
Общая длина сопла без расточки в функции b равна:
а) 066041d для 0,3 £ b £ 2/3; (9.2)
б) для 2/3 < b £ 0,8. (9.3)
9.2.8 Профиль сужающейся входной части сопла проверяют с помощью шаблона.
Значения любых двух диаметров сужающейся входной части, измеренные в одной плоскости, перпендикулярной к оси сопла, не должны различаться между собой более чем на ± 0,1 % их среднего значения.
9.2.9 Параметр шероховатости поверхности входного торца и горловины сопла Ra £ 10-4d.
Чистота обработки профиля задней поверхности сопла должна быть не более 0,01 мм.
Толщина Н стенки сопла должна быть не более 0,1D.
9.5.1 Перед соплом применяют угловой отбор давления.
9.5.2 Отверстие для углового отбора давления перед соплом должно соответствовать требованиям 8.2.2.
9.5.3 За соплом может быть применен угловой отбор давления или отбор давления через отверстие, расположенное на расстоянии l2 от входного торца сопла до оси отверстия для отбора давления при условиях:
l2 £ 0,15D для b £ 0,67 и
l2 £ 0,2D для b > 0,67.
9.5.4 Диаметр отверстия для отбора давления за соплом должен соответствовать требованиям 8.2.1.7. Отверстия для углового отбора давления должны соответствовать требованиям 8.2.2.
9.6.1 Сопла ИСА 1932 применяют при условиях:
50 мм £ D £ 500 мм,
0,3 b £ 0,8,
7×104 £ Re £ 107 при 0,30 £ b < 0,44,
2×104 £ Re £ 107 при 0,44 £ b £ 0,80.
Кроме того, относительная шероховатость ИТ на длине не менее 10D до сопла удовлетворяет условию
(9.4)
Допускается применение ИТ с относительной шероховатостью до 3×10-3, если ее влияние на значение коэффициента истечения учтено в соответствии с требованиями раздела В.3.
Допускается приближенные значения Rш для различных материалов определять по таблице Б.1.
9.6.2 Коэффициент истечения С определяют по формуле
С=С-КRe, (9.5)
где С- = 0,9900-0,2262 b4,1; (9.6)
(9.7)
0,86 = a/b - 1 = 2,16346/1,16313 - 1;
923,9 = l0-4(l06)1,15b = 10-4(l06)-1,15×1,16313 (в соответствии с 5.2).
В таблице А.12 приведены в качестве справочных значения С как функции b и Re.
9.6.3 Коэффициент расширения e определяют по формуле
(9.8)
где y = 1 - D р/р.
Условия применения формулы (9.8) должны отвечать требованиям 6.3.3 и 9.6.1. Значения коэффициента расширения как функции k, (1 - Dр/р) и b приведены в качестве справочных данных в таблице А.15.
9.7.1 Погрешность коэффициента истечения С при условии, что погрешности определения b, D, Re и Rш/D равны нулю, имеет значения:
при b £ 0,6,
при b > 0,6.
9.7.2 Погрешность коэффициента расширения e при условии, что погрешности определения b, Dр/р и k равны нулю, имеет значение
. (9.9)
Потерю давления Dw в соплах ИСА 1932 определяют в соответствии с требованиями 8.4.1.
В качестве СУ используют два вида труб Вентури:
- классические трубы Вентури;
- сопла Вентури.
10.1.1 Область применения
Имеются три разновидности классических труб Вентури (далее - трубы), обусловленные способом изготовления внутренней поверхности входного конуса и профиля пересечения входного конуса и горловины. Описание этих трех различных способов изготовления и их характеристики приведены в 10.1.1.1-10.1.1.3.
10.1.1.1 Классическая труба Вентури с литой (без обработки) входной конической частью
Трубу изготовляют литьем в песочную форму или другими способами, которые не предусматривают обработку входной конической части сопла. Горловину сопла обрабатывают, а места перехода между коническими и цилиндрическими элементами закругляют.
Эту трубу применяют при условиях:
100 мм £ D £ 800 мм;
0,30 £ b £. 0,75.
10.1.1.2 Классическая труба Вентури с обработанной входной конической частью Трубу изготовляют литьем. Входной конус, горловину и входную цилиндрическую часть обрабатывают. Переходы между коническими и цилиндрическими элементами могут быть выполнены с закруглениями и без них.
Эту трубу применяют при условиях:
50 мм £ D £ 250 мм;
0,40 £ b £ 0,75.
10.1.1.3 Классическая труба Вентури со сварной (без обработки) входной конической частью из листовой стали
Такую трубу обычно изготовляют сваркой. Трубы больших диаметров не имеют механической обработки. В трубах малого диаметра обрабатывают горловину. Эту трубу применяют при условиях:
200 мм £ D £ 1200 мм;
0,4 £ b £. 0,7.
10.1.2 Профиль трубы Вентури
На рисунке 7 показан разрез трубы Вентури в плоскости, проходящей через ось трубы Вентури. Буквенные обозначения приведены для справки.
Рисунок 7 - Геометрический профиль трубы Вентури
Классическая труба Вентури состоит из входного цилиндрического участка А, соединенного с сужающейся конической частью В, цилиндрической горловины С и диффузора Е. Внутренняя поверхность сопла представляет собой поверхность вращения, концентричную оси ИТ.
10.1.2.1 Диаметр D входного цилиндрического участка А не должен отличаться от внутреннего диаметра ИТ более чем на 0,01D.
Минимальная длина входного цилиндрического участка А, измеренная от места его соединения с ИТ до плоскости пересечения усеченного конуса В с цилиндром А, должна соответствовать требованиям 10.1.2.7-10.1.2.9.
Диаметр D входного цилиндрического участка измеряют в плоскости отверстий для отбора давления. Минимальное количество измерений должно быть равно числу отверстий для отбора давления (но не менее четырех). Эти измерения проводят вблизи отверстий для отбора давления, а также между ними в диаметральных плоскостях, расположенных под одинаковыми углами друг к другу. За среднее значение результатов измерений принимают при расчетах значение диаметра D.
Диаметры входного цилиндрического участка измеряют также и в других плоскостях, где нет отверстий для отбора давления.
Ни одно из значений диаметров, измеренных по длине входного цилиндрического участка, не должно отличаться более чем на 0,4 % от среднего значения диаметра.
10.1.2.2 Сходящаяся часть В трубы Вентури любого вида должна быть конической с углом конуса 21°±1°.
Эта часть ограничена на входе плоскостью пересечения усеченного конуса В с входным цилиндром А (или их продолжениями) и на выходе - плоскостью пересечения усеченного конуса В с горловиной С (или их продолжениями).
Общая длина входного конуса В, измеренная параллельно оси трубы Вентури, приблизительно равна 2,7(D-d).
Место перехода конуса В в цилиндрический участок А имеет радиус R1, значение которого зависит от разновидности классической трубы Вентури.
Профиль входного конуса проверяют с помощью шаблона. Отклонение профиля входного конуса от профиля шаблона в любом месте конусной части не должно превышать ±0,4 % диаметра ИТ.
За внутреннюю поверхность входного конуса принимают поверхность вращения, для которой два диаметра, измеренные в одной плоскости, перпендикулярной к оси вращения, отличаются от среднего значения диаметра не более чем на ±0,4 %.
Внутреннюю поверхность входного конуса проверяют также шаблоном, поскольку радиус R1, в месте сопряжения представляет собой поверхность вращения.
10.1.2.3 Горловина С должна быть цилиндрической диаметром d. На входе она ограничена плоскостью пересечения усеченного конуса В с горловиной С (или их продолжениями), на выходе - плоскостью пересечения горловины С с усеченным конусом Е (или их продолжениями). Длина горловины С, т.е. расстояние между указанными плоскостями, должна быть равна d независимо от разновидности классической трубы Вентури.
В месте соединения горловины С с входным конусом радиус сопряжения - R2, а в месте сопряжения с диффузором Е - R3. Значения R2 и R3 зависят от разновидности классической трубы Вентури.
Диаметр d измеряют в плоскости расположения отверстий для отбора давления. Минимальное число измерений должно быть равно числу отверстий для отбора давления (но не менее четырех).
Диаметр d измеряют вблизи отверстий для отбора давления, а также между ними в диаметральных направлениях, расположенных под одинаковыми углами друг к другу. За значение диаметра d при расчетах принимают среднее значение результатов всех измерений. При этом погрешность измерительного инструмента не должна превышать 0,02 %.
Диаметры измеряют также в местах, где нет отверстий для отбора давления.
Ни одно из значений диаметров по длине горловины не должно отличаться от среднего значения диаметра более чем на ± 0,1 %.
Горловина трубы Вентури должна быть обработана на станке или иметь гладкую поверхность по всей длине с шероховатостью согласно 10.1.2.6.
Проверяют, что кривые, сопрягающиеся в горловине радиусами R2 и R3 являются образующими поверхности вращения, как указано в 10.1.2.2. Это требование считают выполненным, если значения двух диаметров, измеренные в одной плоскости, перпендикулярной к оси вращения, отличаются от значения среднего диаметра не более чем на ± 0,1 %.
Значения радиусов сопряжения R2 и R3 проверяют с помощью шаблона.
Для каждого радиуса отклонение от профиля шаблона определяют обычным способом, т.е. так, чтобы получить максимальное отклонение при однократном измерении, когда измерение выполняют приблизительно в средней части профиля шаблона. Значение максимального отклонения должно быть не более 0,02d.
10.1.2.4 Расходящаяся часть Е должна быть конической и иметь угол конуса от 7° до 15°. Оптимальный угол конуса выбирают от 7° до 8°.
Минимальный диаметр расходящейся конической части Е должен быть не менее диаметра горловины.
10.1.2.5 Классическую трубу Вентури называют «укороченной», если выходной диаметр диффузора меньше диаметра ИТ.
Диффузор может быть укорочен на 35 %. При этом потеря давления в сопле изменяется незначительно.
Трубу не считают «укороченной», если выходной диаметр диффузора равен диаметру ИТ.
10.1.2.6 Значение параметра шероховатости Ra горловины и радиусов сопряжения должно быть не более 10-5d.
Способ изготовления диффузора - отливка без последующей механической обработки. Внутренняя поверхность диффузора должна быть чистой и гладкой. Шероховатость других участков классической трубы Вентури зависит от разновидности трубы.
