Сопло Вентурі: принцип дії, опис, застосування

Гроші 26 липня 2022 Перегляди: 76

Трубопроводи різного призначення неминуче повинні мати технологічні вузли, в яких виробляються вимірювання обслуговуваного середовища. Це відноситься і до традиційних водопроводів, і до газової інфраструктури, а також до спеціалізованих промислових комплексів, що працюють з особливими хімічними рідинами. У всіх випадках технологи передбачають оснащення контурів спеціальними витратомірами. Одним з найпривабливіших з точки зору експлуатаційних якостей елементів такого оснащення є сопло Вентурі, що вбудовується в певній точці вимірювання. У цього компонента є чимало плюсів, але при виборі конкретної моделі слід враховувати і нюанси використання.

Загальні відомості про сопла

Основна функція даного сопла — це вимірювання середовища, яке обслуговує цільовий водопровід. При цьому особливістю пристосування є не стільки можливість контактувати з різними за своїми властивостями рідинами, скільки конструкційні переваги. Справа в тому, що сопло, або трубка Вентурі, здатна зберігати оптимальний показник тиску в момент проходження середовища. Тобто звуження каналу, звичайно, впливає на цей параметр, але не так сильно, як у випадку з іншими видами витратомірів.

Є й інша важлива особливість. Справа в тому, що на якість вимірювання обсягів рідини, що проходить, нерідко впливає діаметр каналу, який щодо пристрою заміру є джерелом середовища. У процесі експлуатації сопло Вентурі практично не змінює точність вимірювання залежно від параметрів цього каналу.

Пристрій

Це невелике пристосування у формі труби, пристрій якого передбачає наявність технологічних ділянок, розрахованих на виконання вимірювальних операцій. Як правило, середина, тобто центральна частина сопла, перетягується затиснутим, від якого в одну зі сторін відходить спеціальна камера для заміру, а також отвір для забору тиску. З іншого боку форма трубки переходить в конус і формує собою горловину. Тут розташовується кілька отворів для відбору тиску, а також дифузор. Зазвичай струменевий насос з’єднується з цього боку або безпосередньо або ж за допомогою спеціальної сантехнічної арматури.

Серед конструкційних переваг даного виробу фахівці відзначають і ефективність роботи в соромлених умовах трубопроводу. Втім, є й суттєвий плюс для недосвідчених майстрів. Він полягає у спрощеній моделі встановлення сопла.

Як працює сопло Вентурі?

Пристрій було названо на честь італійського вченого саме з тієї причини, що він відкрив ефект зниження тиску, коли робоче середовище проходить через звужену ділянку. Саме за цим принципом, доповненим законом Бернуллі, функціонують такі трубки. На практиці це означає, що рідина мине звужену ділянку, в процесі чого відбувається відбір тиску в спеціальних кільцевих камерах, якими постачається сопло Вентурі. Принцип роботи також передбачає взаємодію каналів відведення з безпосередніми приладами вимірювання. Для точного виміру, зокрема, застосовується манометр, який може бути представлений і у вигляді аналогового пристрою, і цифровим апаратом.

Характеристики

Основний критерій вибору таких труб — це характеристика діаметра. Найбільш поширені формати знаходяться в діапазоні від 6 до 12 мм. Є й великі розміри, які слід підбирати для конкретних трубопроводів. При цьому можливе і застосування перехідників відповідного типорозміру, тому суворе підгонка під конкретний патрубок не настільки важлива. Крім діаметра, велике значення має матеріал, з якого виконана трубка Вентурі або вимірювальний комплекс арматури в цілому. Зазвичай як основу використовується нержавіюча або вуглецева сталь. Однак експлуатаційні та захисні властивості більшою мірою визначаються типом покриття. Фахівці для забезпечення довговічності рекомендують звертатися до моделей, оброблених емаллю або ґрунтовкою, що оберігає, крім іншого, і від хімічних впливів. Якщо ж мова йде про установку в промислові канали, то кращим рішенням в плані надійності будуть гальванічні оцинковані покриття.

Різновиди

Основні відмінності носять конструкційний характер у тому сенсі, що окремі технологічні частини мають особливе виконання. Наприклад, поширеним видом є сопла, в яких передбачена лита конічна частина без обробки. Такі моделі виробляються литтєвим методом із застосуванням спеціальних пісочних матриць, причому обробці піддаються тільки заокруглення деталі та горловина. Більш ускладненою модифікацією є моделі, в яких передбачається і попередня обробка вхідних ділянок, з якими взаємодіє струменевий насос в різних версіях. При цьому центральна основа може бути виконана без спеціальної обробки.

Принципові відмінності від вищезазначених видів має пристрій, виготовлений не литтєвим, а зварним способом. В даному випадку конусна частина може бути реалізована і в прямій, і в заокругленій формі.

Сфери застосування

Конструкційні особливості обумовлені якраз нестандартними способами застосування сопла. Зокрема, арматура такого типу знайшла застосування в інжекторних агрегатах, які працюють у зв’язці зі згаданими струменевими насосами. Подібні механізми служать для стиснення газових сумішей, рідинних парів, а також для подальшої їх відправки в місця з підвищеним тиском. Не обходиться без такого сопла і система газоочистки в деяких варіаціях. Наприклад, соплом оснащується швидкісний газопромивач, який фільтрує обслуговувані суміші від субмікронних і мікронних частинок. Використовуються пристрої даного типу також в деяких теплових і парових котлах, але переважно з промислової сфери.

Плюси і мінуси сопла Вентурі

До безсумнівних плюсів арматури, що працює на ефекті Вентурі, можна віднести можливості встановлення у вузлах з мінливими параметрами каналів. Правда, для повноцінного використання цієї переваги слід спочатку підготувати і відповідні перехідники. Наприклад, якщо підбирається сопло Вентурі до насосної станції, що працює в різну пору року, то в залежності від гідротехнічних вимог можуть змінюватися обсяги подачі рідини — відповідно, коригуються і налаштування джерела, що подає.

Щодо недоліків, то вони зводяться до недовговічності використання труб, які не мають високоякісного захисного покриття. З іншого боку, моделі з наявністю сучасних обробок поверхні коштують значно дорожче.

Ув’язнення

Сучасні магістралі трубопроводів укупі з насосними станціями активно переводяться на автоматизовані засоби контролю та управління з впровадженням електронних пультів. У деяких функціональних параметрах оператори таких установок відстежують і показники вимірювального оснащення.

Мабуть, сопло Вентурі є одним з небагатьох пристроїв у своєму класі, в якому експлуатаційна ефективність базується саме на фізичному принципі контролю. Техніка інтеграції таких виробів у структуру трубопроводів обумовлює і точність вимірювань, і мінімальний негативний вплив на функціонування основного каналу. Інша річ, що для підтримки оптимальних робочих показників потрібне регулярне техобслуговування вимірювальних вузлів.