СЧЕТЧИКИ РАСХОДА ВОДЫ ВОДОМЕРЫ СТОЗ Зайцева М И

СЧЕТЧИКИ РАСХОДА ВОДЫ (ВОДОМЕРЫ) «СТОЗ» Зайцева М. И.

Водомерный узел (водомерная рамка) — это участок водопроводной трубы непосредственно после ввода водопровода, который имеет водомер, манометр, запорную арматуру и обводную линию. 04. 02. 2018 0: 18 «Водоотведение» Зайцева М. И. 2

Водомерный узел: 1 – упор из бетона; 2 – кронштейн; 3 – задвижка на обводной; линии; 4 – вентили; 5 – счетчик воды; 04. 02. 2018 0: 18 «Водоотведение» Зайцева М. И. 3

СНи. П 2. 04. 01 -85 (2000) 11. УСТРОЙСТВА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОЛИЧЕСТВА И РАСХОДА ВОДЫ 11. 1. * Для вновь строящихся, реконструируемых и капитально ремонтируемых зданий, с системами холодного и горячего водоснабжения, а также только холодного водоснабжения следует предусматривать приборы измерения водопотребления счетчики холодной и горячей воды, параметры которых должны соответствовать действующим стандартам. Счетчики воды следует устанавливать на вводах трубопровода холодного и горячего водоснабжения в каждое здание и сооружение, в каждую квартиру жилых зданий и на ответвлениях трубопроводов в магазины, столовые, рестораны и другие помещения, встроенные или пристроенные к жилым, производственным и общественным зданиям. 04. 02. 2018 0: 18 «Водоотведение» Зайцева М. И. 4

Установка счетчиков воды на системах раздельного противопожарного водопровода не требуется. На ответвлениях к отдельным помещениям общественных и производственных зданий, а также на подводках к отдельным санитарно-техническим приборам и к технологическому оборудованию счетчики воды устанавливаются по требованию заказчика. Счетчики горячей воды (на температуру воды до 90 °С) следует устанавливать на подающем и циркуляционном трубопроводах горячего водоснабжения (при двухтрубных сетях) с установкой обратного клапана на циркуляционном трубопроводе. 04. 02. 2018 0: 18 «Водоотведение» Зайцева М. И. 5

Водомерный узел надлежит устанавливать у наружной стены здания в удобном и легкодоступном помещении с искусственным или естественным освещением и температурой воздуха не ниже +5 °С 04. 02. 2018 0: 18 «Водоотведение» Зайцева М. И. 6

Обводную линию у счетчиков холодной воды следует предусматривать, если: имеется один ввод водопровода в здание; счетчик воды не рассчитан на пропуск противопожарного расхода воды. На обводной линии следует устанавливать задвижку, опломбированную в закрытом положении. Задвижка для пропуска противопожарного расхода воды должна быть с электроприводом. Обводную линию следует рассчитывать на максимальный (с учетом противопожарного) расход воды. 04. 02. 2018 0: 18 «Водоотведение» Зайцева М. И. 7

04. 02. 2018 0: 18 «Водоотведение» Зайцева М. И. 8

04. 02. 2018 0: 18 «Водоотведение» Зайцева М. И. 9

Устанавливают водосчетчики двух типов: Крыльчатый Турбинный 04. 02. 2018 0: 18 «Водоотведение» Зайцева М. И. 10

Крыльчатые счетчики с рабочим органом в виде крыльчатки, ось которой расположена перпендикулярно потоку, выпускают диаметром 10 – 50 мм. Такими счетчиками измеряют небольшие расходы. 04. 02. 2018 0: 18 «Водоотведение» Зайцева М. И. 11

Технология монтажа Схема водомерного узла 04. 02. 2018 0: 18 «Водоотведение» Зайцева М. И. 12

монтажные работы При производстве монтажных работ на холодное водоснабжение счетчик устанавливается на горизонтальном трубопроводе шкалой вверх, присоединение к счетчику должно быть герметичным и выдерживать давление 1, 6 МПА (16 кгс/см 2), прямой участок до счетчика должен быть не менее 5 Ду, после – 3 Ду, для контроля гидравлического режима работы системы холодного водоснабжения использовать датчик давления, пред прямыми участками труб до счетчика и после прямого участка за ним ставятся вентили (шаровые краны), за счетчиком перед вентилем устанавливается кран для спуска воды, 04. 02. 2018 0: 18 «Водоотведение» Зайцева М. И. 13

Перерыв 04. 02. 2018 0: 18 «Водоотведение» Зайцева М. И. 14

Принцип действия - в суммировании числа оборотов рабочего органа, установленного в поток жидкости. Действие скоростных водосчетчиков основано на измерении числа оборотов крыльчатки или турбинки, приводимых в движение струей, протекающей через счетчик воды. Ось крыльчатки или турбинки с помощью передаточного механизма соединена с редуктором и счетным механизмом, который передает значение количества воды на циферблаты. 04. 02. 2018 0: 18 «Водоотведение» Зайцева М. И. 15

Таким образом, принцип действия турбинных и крыльчатых водосчетчиков отображается уравнением: V=αim, где V –скорость движения воды на подводке к водостоку, м/с; αi -коэффициент счетчика; m - число оборотов рабочего органа В общем виде коэффициент счетчика функционально зависит от коэффициента механических потерь редуктора и счетного механизма, коэффициент зависящего от гидравлических причин и от коэффициента погрешностей шкалы. 04. 02. 2018 0: 18 «Водоотведение» Зайцева М. И. 16

Крыльчатые водосчетчики выполняют одноструйными и многоструйными. Они имеют вертикальную ось вращения. 04. 02. 2018 0: 18 «Водоотведение» Зайцева М. И. 17

Однопотоковые водосчетчики Поток измеряемой воды которого воздействует на лопатки крыльчатки с одной стороны ее оси, «+» имеет простую конструкцию «-» быстрый износ подшипниковой опоры из-за односторонней нагрузки. 04. 02. 2018 0: 19 «Водоотведение» Зайцева М. И. 18

Многопотоковые водосчетчики поток воды, прежде чем попасть на лопатки крыльчатки, разделяется в направляющем аппарате на несколько отдельных струй. Таким образом, подвод и отвод воды (патрубки) находятся как бы на разных этажах (в двух отдельных горизонтальных плоскостях). «+» меньшая относительная погрешность «+» более долговечны «-» большая сложность изготовления «-» большая материалоемкость. 04. 02. 2018 0: 19 «Водоотведение» Зайцева М. И. 19

Такие измерительные приборы, как счетчик горячей воды и счетчик холодной воды зарегистрированы в Государственном реестре средств измерений Российской Федерации. Счетчики предназначены для измерения объема холодной и горячей питьевой воды, протекающей по трубопроводу при температуре от 5 до 40 °C - для счетчиков холодной воды СХВ, и от 5 до 90 °C - для счетчиков горячей воды СГВ при давлении не более 1, 0 МПа (10 кгс/см 2 ). 04. 02. 2018 0: 19 «Водоотведение» Зайцева М. И. Приборы внесены в Государственный реестр под № 20832 -01. Сертификат RU. C. 29. 032. A. 20

Турбинный водосчетчик В качестве рабочего органа используют турбинку. Измерительная камера расположена горизонтально в корпусе водосчетчика, где встроены также блок счетного механизма и регулятор. Турбинные водосчетчики больших диаметров выполнены так, что позволяют производить демонтаж счетного механизма без разборки водомерного узла. Турбинные водосчетчики соединяются с трубопроводом с помощью фланцев. В измерительной камере турбинного водосчетчика типа СТВ находится струевыпрямитель, обеспечивающий равномерное распределение потока в турбинке. 04. 02. 2018 0: 19 «Водоотведение» Зайцева М. И. 21

Потребительские качества водосчетчиков можно оценить, если учесть одновременно основные гидрометрологические и эксплуатационные свойства, в частности наработку объема пропускаемой воды, т. е. можно условно оценить коэффициентом, представляющим произведение кратности диапазона измерений на относительный эксплуатационный расход. Ки=(Qmax/Qmin)*(Qэ/Qmin) 04. 02. 2018 0: 19 «Водоотведение» Зайцева М. И. 22

Объемные водосчетчики Характерными элементами объемных водосчетчиков являются: камера постоянного объема Vк и циклично перемещающийся в ней под действием разноси давлений измеряемой среды рабочий орган (поршень, диск, шестерня). За каждый цикл своего перемещения рабочий орган вытесняет объем жидкости, равный объему камеры. 04. 02. 2018 0: 19 «Водоотведение» Зайцева М. И. 23

«+» и «-» Обычно, объемные водосчетчики отличаются: «+» высокой точностью измерений, «+» очень большим диапазоном измеряемых расходов и «+» большой областью учета. «-» большая металлоемкость, «-» высокие требования к качеству воды. 04. 02. 2018 0: 19 «Водоотведение» Зайцева М. И. 24

04. 02. 2018 0: 19 «Водоотведение» Зайцева М. И. 25

Овальношестеренчатый счетчик жидкостей Выпускаются счетчики, обеспечивающие измерение в диапазоне от 0, 8 до 36 м 3/ч. Диаметры условных проходов 15— 5 O мм; класс точности 0, 5; 1, 0. состоит из двух одинаковых овальных шестерен, вращающихся под действием перепада давления жидкости, протекающей через его корпус. В положении I правая шестерня отсекает некоторый объем жидкости 1; так как на эту шестерню действуеткрутящий момент, она поворачивается по часовой стрелке, вращая при этом левую шестерню против часовой стрелки. В положении II левая шестерня заканчивает отсекание новой порции жидкости 2, а правая выталкивает ранее отсеченный объем 1 в выходной патрубок счетчика. В это время вращающий момент действует на обе шестерни. В положении III ведущей является левая шестерня, отсекающая объем 2. В положении IV правая шестерня заканчивает отсекание объема 3, а левая выталкивает объем 2. В положении V полностью отсекается объем 3; обе шестерни сделали по пол-оборота, и ведущей стала опять правая шестерня. Вторая половина оборота шестерен протекает аналогично. Таким образом, за один полный оборот шестерен отсекается четыре до объема. " Учет жидкости основан на отсчете числа оборотов шестерен. 04. 02. 2018 0: 19 «Водоотведение» Зайцева М. И. 26

ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ РАСХОДОМЕРЫ Электромагнитные расходомеры выполняются в виде двух от блоков: измерительного преобразователя расхода и измерительного блока — передающего преобразователя, в котором осуществляется приведение сигнала, полученного от измерительного преобразователя, к стандартизованному виду, удобному для дальнейшего использования. 04. 02. 2018 0: 19 «Водоотведение» Зайцева М. И. 27

Закон Фарадея В проводнике, пересекающем силовые линии поля, индуцируется ЭДС, пропорциональная скорости движения проводника. При этом направление тока, возникающего в проводнике, перпендикулярно к направлению движения проводника и направлению магнитного поля. Это известный закон электромагнитной индукции — закон Фарадея. 04. 02. 2018 0: 19 «Водоотведение» Зайцева М. И. 28

Если заменить проводник потоком проводящей жидкости, текущей между полюсами магнита, и измерять ЭДС, наведенную в жидкости по закону Фарадея, можно получить принципиальную схему электромагнитного расходомера, предложенную еще самим Фарадеем. Таким образом, электромагнитные расходомеры могут быть выполнены как с постоянными, так и с электромагнитными, питаемыми переменным током частотой. Эти электромагнитные расходомеры имеют свои достоинства и недостатки, определяющие области их применения. Зайцева М. И. 04. 02. 2018 0: 19 «Водоотведение» 29

ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ РАСХОДОМЕРЫ 04. 02. 2018 0: 19 «Водоотведение» Зайцева М. И. 30

Основой измерений с помощью электромагнитного расходомера является закон индукции Фарадея, в соответствии с которым при перемещении проводника через магнитное поле в нем наводится напряжение. Этот принцип измерений применяется к протекающей по трубе проводящей жидкости, поперек направления движения которой создается магнитное поле (рис. ). Наводимое в жидкости напряжение измеряется двумя расположенными друг напротив друга электродами. Напряжение сигнала UE пропорционально магнитной индукции B, расстоянию между электродами D и средней скорости потока жидкости V. Так как магнитная индукция B и расстояние между электродами D являются постоянными величинами, напряжение сигнала UE пропорционально средней скорости потока V. Из уравнения определения объемного расхода следует, что напряжение сигнала UE изменятся линейно и пропорционально объемному расходу. Наводимое напряжение сигнала преобразуется в аналоговый или цифровой выходной сигнал расходомера. 04. 02. 2018 0: 19 Основное преимущество электромагнитного расходомера заключается в том, что расход определяется на основе результатов измерения скорости потока измеряемой среды в поперечном сечении трубопровода. Скорость потока не зависит от изменения плотности и вязкости измеряемой среды под влиянием температуры и давления. Точность измерения составляет от 0, 5 - 1% до 0, 2%. «Водоотведение» Зайцева М. И. 31

Принцип действия вихревого расходомера основан на использовании явления, получившего в физике название «эффект Кармана» . Под действием потока у кромок, помещенной в поток преграды (тела обтекания), с обеих сторон возникают чередующиеся вихри, определенной частоты пульсаций, так называемая вихревая дорожка Кармана. Частота образования вихрей f пропорциональна скорости потока v и обратно пропорциональна ширине тела обтекания d: где St-число Штроугала. Число Штроугала оказывает решающее влияние на точность измерения вихревым расходомером. При правильном расчете размеров тела обтекания, число St практически постоянно в широком диапазоне изменений числа Рейнольдса Re. , где ϑ-кинематическая вязкость D-диаметр условного прохода. 04. 02. 2018 0: 19 «Водоотведение» Зайцева М. И. 32

Принцип действия вихревого расходомера Swirl На входе первичного преобразователя вихревого расходомера Swirl неподвижная крыльчатка (дефлектор) формирует вращательное движение потока вокруг геометрической оси преобразователя. В расширяющейся части канала первичного преобразователя образуется зона противотока и происходит уход центра вихря с геометрической оси на спираль. Таким образом, в расширяющейся секции измерительного канала образуется равномерно пульсирующая зона. Частота пульсаций пропорциональна расходу и, благодаря специальной геометрии измерительного канала находится в линейной зависимости в широком диапазоне значений расходов. Частота пульсаций потока измеряется при помощи пьезометрического датчика, преобразующего импульсы давления в электрические импульсы той же частоты. Вторичный преобразователь расходомера преобразует импульсы сенсора в аналоговый сигнал 420 м. А. На выходе крестообразный дефлектор преобразует вихревое движение потока в линейное. 04. 02. 2018 0: 19 «Водоотведение» Зайцева М. И. Применение вихревого расходомера Swirl позволяет повысить точность измерения до 0, 5%, увеличить диапазон измерения до 1: 25 и снизить требования к прямым участкам. 33

Принцип действия Кориолисового расходомера Принцип измерений Кориолисового расходомера заключается в том, что жидкость, протекая через вибрирующую трубку, вызывает сдвиг фаз колебаний трубки, пропорциональный массовому расходу. Данная технология предназначена для измерения массового расхода жидкости. При протекании в принудительно вибрирующей трубе потока с определенным значением массы, в поперечном сечении начинает действовать Кориолисова сила*, как это указано на рисунке. 04. 02. 2018 0: 19 «Водоотведение» Зайцева М. И. 34

Величина изгиба трубы, вызванная действием этой силы прямо пропорциональна скорости течения и измеряется оптимально позиционированным сенсором. Трубки-сенсоры первичного преобразователя постоянно вибрируют с частотой, соответствующей значению резонансных колебаний системы. Данное значение является функцией геометрической формы, механических характеристик материала трубы, а также массы протекающей жидкости, что обеспечивает точное измерение плотности. Кориолисовые расходомеры применяются для измерения массового расхода, плотности и концентрации жидкостей, паст и пульп. Токопроводимость среды не имеет значения. Точность измерений по расходу достигает 0, 1%, по плотности ± 1 г/л 04. 02. 2018 0: 19 «Водоотведение» Зайцева М. И. 35

Измеряемая среда, поступающая в сенсор, разделяется на равные половины и протекает через каждую из сенсорных трубок. Движение задающей катушки приводит к тому, что трубки колеблются вверх-вниз в противоположном направлении друг к другу. 04. 02. 2018 0: 19 «Водоотведение» Зайцева М. И. 36

Сборки магнитов и катушексоленоидов, называемые детекторами, установлены на сенсорных трубках (рис. 3). Катушки смонтированы на одной трубке, магниты на другой. Каждая катушка движется сквозь однородное магнитное поле постоянного магнита. Сгенерированное напряжение от каждой катушки детектора имеет форму синусоидальной волны. Эти сигналы представляют собой движение одной трубки относительно другой. 04. 02. 2018 0: 19 «Водоотведение» Зайцева М. И. 37

*Сила Кориолиса (французский учёный Гюстав Гаспар Кориолис) — одна из сил инерции, существующая в неинерциальной системе отсчёта из-за вращения и законов инерции, проявляющаяся при движении в направлении под углом к оси вращения. Ускорение Кориолиса было получено Кориолисом в 1833 г. Не следует путать Кориолисову силу с другой силой инерции — центробежной силой, которая направлена по радиусу вращающейся окружности. В инерциальных системах отсчёта действует закон инерции — каждое тело стремится двигаться по прямой и с постоянной скоростью. Если рассмотреть движение тела, равномерное вдоль некоторого вращающегося радиуса и направленное от центра, то станет ясно, чтобы оно осуществилось, требуется придавать телу ускорение, так как чем дальше от центра, тем должна быть больше касательная скорость вращения. Это значит, что с точки зрения вращающейся системы отсчёта, некая сила будет пытаться сместить тело с радиуса. 04. 02. 2018 0: 19 «Водоотведение» Зайцева М. И. 38

Типы счетчиков Электромагнитные (индукционные) Принцип действия Воздействие на поток электропроводной жидкости электромагнитным полем и замер возникающей в потоке по закону Фарадея ЭДС, которая пропорциональна скорости потока Ультразвуковые Пьезогенераторы прибора генерируют Требуют постоянного электропитания. ультразвуковые сигналы, направленные вдоль Высокая стоимость потока и навстречу ему. Разница прохождений сигналов через поток, пропорциональная скорости потока, фиксируется пьезопреобразователями Вихревые (вихреакустические) Расположенная в потоке призма вызывает Требуют постоянного электропитания. возникновение последовательных вихревых Высокая стоимость сгустков (дорожка Кармана), расстояние между которыми пропорционально скорости потока. Ультразвуковая фиксация чередования сгустков преобразуется прибором в показания расхода Волюмометрические Измеряемый поток поступает во вращающуюся цилиндрическую камеру известного объема, каждый оборот которой соответствует строго определенному объемному количеству среды 04. 02. 2018 0: 19 «Водоотведение» Зайцева М. И. Примечания Требуют постоянного электропитания. Высокая стоимость. Малочувствителен к загрязнениям потока Высокая точность. Не требуют электропитания. Дороже тахометрических счетчиков 39

Типы счетчиков Тахометрические: – крыльчатые одноструйные Вращающаяся за счет движения потока Не требуют электропитания. крыльчатка или турбина передает вращение Дешевле всех остальных типов. счетному механизму Весь поток направляется на крыльчатку Точность меньше, чем у одной струей многоструйных. Самый дешевый тип счетчика – крыльчатые многоструйные Поток делится рассекателем на несколько струй, направленных на лопасти потока, снижает турбуленцию крыльчатки Разделение потока снижает турбулентные искажения. Дороже одноструйного – турбинные (Вольтмана) Поток направляется на турбину, вращение которой через червяк передается на счетный механизм Дороже крыльчатых счетчиков. Требуют прямого участка перед счетчиком не менее 5 Dy – сухоходные – мокроходные Счетный механизм отделен от потока Счетный механизм находится в потоке Дороже мокроходных 04. 02. 2018 0: 19 «Водоотведение» Зайцева М. И. 40

04. 02. 2018 0: 19 «Водоотведение» Зайцева М. И. 41