Содержание к диссертации
Введение
Современное состояние проблемы загрязнения воды плавательных бассейнов
1 Качество воды плавательных бассейнов.Микробиологические и химические полютанты водной среды
2 Санитарно-гигиенические требования к качеству воды плавательных бассейнов .
3 Методы обеззараживания вод культурно-бытового назначения 20
3.1 Обеззараживание воды галоидсодержащими агентами 21
3.2 Обеззараживание озоном 25
3.3 Обеззараживание воды соединениями тяжелых металлов 28
3.4 Обеззараживание воды ультрафиолетовыми лучами 31
3.5 Обеззараживание воды ультразвуком 34
3.6 Альтернативные и комбинированные методы обеззараживания 38
Определение органических соединений в воде плавательных бассейнов
Нормирование качества воды плавательных бассейнов 43
Методика проведения исследований 53
Аппаратура и техника измерений 61
Отбор и подготовка пробы воды для газохроматографического анализа
Методы обработки экспериментальных данных 67
Контрольно-измерительные приборы и системы автоматического управления
3.1 Ротаметры повышенной точности 69
3.2 Формула расхода ротаметра с линейной характеристикой 73
3.3 Погрешности измерения расхода ротаметрами 76
3.4 Влияние гравитационного поля на показания расходомеров 78
3.5 Расходомер, измеряющий расход независимо от направления потока 81
3.6 Расходомерная установка с колокольным газовым мерником 83
3.7 Оценка погрешности измерений 88
3.8 Регенератор воды плавательного бассейна 89
4 Проблема выбора сорбентов для газовой хроматографии 94
4.1 Классификация сорбентов для газохроматографического анализа приоритетных загрязнителей окружающей среды
4.2 Исследование селективных свойств сорбентов и их классификация 98
4.3 Классификация сорбентов для газовой хроматографии на основе пространственных представлений
4.4 Газохроматографическое определение содержания хлорированных органических соединений в воде плавательных бассейнов Заключение 127
Литература 129
- Санитарно-гигиенические требования к качеству воды плавательных бассейнов
- Обеззараживание воды ультрафиолетовыми лучами
- Аппаратура и техника измерений
- Влияние гравитационного поля на показания расходомеров
Введение к работе
Актуальность работы: Проблема \ существенного улучшения і качества эксплуатации:плавательных бассейнов; повышения их надежности; долговечности и экологической безопасности і может быть успешно І решена і при условии совершенствования технологических характеристик и создание инструментальных методов контроля.
Современные плавательные бассейны: являются сложными техническими сооружениями, в технологическую схему которых; входят различные приборы,. позволяющие контролировать их: рабочие характеристики в г процессе эксплуатации: Наиболее сложной и: ответственной; частью\плавательных бассейнов является і система химической обработки воды путем хлорирования. Этот процесс протекает с использованием; устройства! для; подачи: химических реагентов в трубопровод с помощью дозировочного насоса. При\ передозировке хлорирующих реагентов в бассейне происходит взаимодействие последних: с примесями углеводородов, присутствующих ВЇ воде. В результате химической реакциш происходит образование хлорорганических, производных, „ пары, которые, поп а-дая»внутрь организма \ человека: с вдыхаемым; воздухом; увеличивают риск возникновения заболеваний; особенно серьезных..
В Ьтой связи создание системы приборов;. позволяющих оптимизировать технологический процесс водоподготовки; и осуществлять контроль за концентрацией хлорорганических соединений непосредственно в ванне плавательного бассейна является актуальной задачей:
Цель работы: Целью настоящей;диссертационной; работы является раз-работка;новых эффективных методов регулирования технологического1 процесса водоподготовки плавательных бассейнов с использованием хроматографиче-ских методов;контроля; содержания хлорорганических соединению и регулирования их количества с помощью высокоточных расходомеров.
Основные задачи диссертационной работы;
Для достижения поставленной цели необходимо:
- разработать новые; высокоточные расходомеры,, отличающиеся Е более надежными метрологическими характеристиками перед известными аналогами, выявить влияние различных факторов на их показания;
- разработать метод газохроматографического контроля содержания хлорорганических соединений; образующихся в результате хлорирования воды, непосредственно в ванне бассейна;
- оптимизировать расход химических реагентов при подготовке воды плавательных бассейнов;
- разработать и исследовать свойства новых сорбентов, применяемых для • газохроматографического анализа хлорорганических соединений; провести их классификацию и сравнение с известными аналогами;
- провести теоретическое изучение влияния различных факторов на сорб-ционные процессы, протекающие в газохроматографической колонне • в -, динамических условиях с использованием пространственных моделей.
Основные положения, выносимые на защиту:
- методы измерения; расхода жидкости в системе подготовки, воды плавательных бассейнов при дозировании химических реагентов; разработка высокоточных- расходомерові с: более; надежными? и воспроизводимыми; метрологическими характеристиками перед известными аналогами;
- технологическая: схема \ системы. водоподготовки плавательного бассейна с системой приборов; позволяющих осуществлять контроль за концентрацией? хлорорганических соединений непосредственно в \ ванне плавательного бассейна;
- обоснование возможности использования: газожидкостного хроматографа с селективными насадочными колонками: и детектором по захвату электронов, позволяющего с. более высокой чувствительностью контролировать со держание хл орорганических соединений; содержащихся в воде плавательных бассейнов.
- новые сорбенты для газожидкостной хроматографии, полученные на основе І арсенированных полиэтиленгликолей, обладают лучшими селективными свойствами по сравнению с ассортиментом материалов, широко применяемых для этой цели;,
- предложенные пространственные модели, описывающие; селективные: свойства сорбентов в виде точек в многомерном пространстве с координатами, соответствующими хроматографическим/ факторам; полярности и отображенными в виде развертки на плоскость;
- система пробоподготовки воды плавательного бассейна, основанная на, извлечении хл орорганических соединений с использованием жидкостной s экстракции І и последующим газохроматографическим анализом экстрагируемой фракции.
Научная новизна работы;
- разработаны новые расходомеры и исследована зависимость их показаний от проходного сечения, высоты подъема поплавка, влияние гравитационного поля, проведена оценка погрешности измерения..
- впервые решена проблема контроля хл орорганических соединений в воде плавательных бассейнов с использованием газожидкостного хроматографа с электронозахватным детектором и селективным сорбентом, вмонтированного в технологическую схему водоподготовки;
- для анализа примесей хл орорганических соединений в воде плавательных : бассейнов разработан новый сорбент, полученный на основе арсенирован-ного; полиэтил енгликоля, обладающий по сравнению с известными аналогами более хорошими селективными характеристиками;
- на основе многомерных пространственных; моделей проведена комплексная оценка селективных свойств большого рода сорбентов, применяемых для газохроматографического разделения органических соединений;
- при подготовке воды;плавательных бассейнов найдены закономерности, позволяющие оптимизировать технологию очистки воды и расход химических реагентов при проведении процесса хлорирования.
Практическая значимость работы:
- разработана технология очистки; воды плавательных бассейнов» с использованием прибора оригинальной конструкции - высокоточного расходомера постоянного перепада давления;
- разработана методика газохроматографического анализа хлорорганиче-ских соединений в воде плавательных бассейнов, предусматривающая применение нового сорбента, полученного на основе полиоксиэтилен (бис) арсената;
- разработана система пробоподготовки: водной; среды, основанная, на экстракции примесных соединений селективными растворителями.
Апробация результатов; Результаты исследований представленные в диссертационной работе обсуждались на:
- 10 "ой международной і научно-технической I конференции «Совершенствование средств измерений расхода жидкостей, газа и пара», Казань, 1996;
- республиканской научно-технической1 конференции;«Проблемы энергетики». Казань, 1999;
- республиканской конференции««Проблемы;энергетики», посвященной? 80-летию ГОЭЛРО и»созданию Казанского государственного энергетического университета. Казань. 2000;
- республиканской научно-технической конференции молодых ученых и специалистов. (Техническое направление). Казань, 2002;
- международном форуме «Аналитика и Аналитики», Воронеж, 2003.
Публикации; Результаты диссертационной работы отражены в 15 публикациях. Результаты исследований защищены авторскими свидетельствами СССР и патентами России.
Структура и объем работы: Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы. Работа выполнена на 147 страницах машинописного текста, содержит 24 рисунок, 9 таблиц и 209 наименований источников используемой литературы.
Санитарно-гигиенические требования к качеству воды плавательных бассейнов
Плавательные, бассейны относятся к таким объектам, которые призваны обеспечивать укрепление здоровья населения. Однако эта цель может быть достигнута только в том случае, если их устройство, а главным образом эксплуатация позволяют соблюдать соответствующий режим, отвечающий необходимым гигиеническим требованиям.
В зависимости от системы, обеспечивающей водообмен. в ваннах бассейна; допускаются следующие их типы: - бассейны рециркуляционного типа; - бассейны проточного типа; - бассейны с периодической сменой воды. Чаще всего вода5 плавательных бассейнов почти і всегда регенерируется в замкнутом цикле, то есть загрязненная вода после соответствующей обработки: возвращается» в бассейн; По современным требованиямшри водообмене с рециркуляцией І воды осуществляется ее чистка, обеззараживание и добавление не менее 10% свежей водопроводной воды в ванну непрерывно в расчете на каждые 8 часов работы бассейна [32].
Такая регенерация гораздо более экономична; чем непрерывное обновление воды» и связанные с этим дополнительные расходы на охлаждение и подогрев; Регенерация. воды дает экономию во времени, что в ряде случаев оказывается определяющим.
Тем не менее, необходимо ежедневно вводить некоторое количество чистой воды для. возмещения і ее потерь, происходящих: по разным причинам ш уменьшения, концентраций органических, неорганических ш азотистых соединений; которые постоянно увеличиваются, если вода в бассейне не пополняется.
Традиционно вся, вода бассейна должна проходить очистку перед ее повторным введением в бассейн.. Очистка воды включает две стадии - фильтрование и І дезинфекцию. Обеззараживание воды, подаваемой ванны плавательных бассейнов, является; обязательным и преследует как гигиенические,.так и эстетические цели: предотвращает передачу инфекционных болезней и препятствует: развитию-микроскопических водорослей; которые снижают прозрачность воды и придают ей зеленый оттенок.
Недостаточно очищенная: вода: плавательного бассейна может быть источником многочисленных болезней, из которых наиболее распространены следующие: - конъюнктивит, вызываемый вирусами; - синусит, тонзиллит и отит, которые появляются из-за наличия стрептококков и стафилококков, размножающихся в слизистой оболочке носа; - определенные формы кишечных заболеваний, возникающих из-за присутствия некоторых микробов или определенных форм вирусов, проглатываемых с водой; - некоторые кожные заболевания (экземы), возбудителями которых являются бациллы Коха; - случаи менингоэнцефалита, иногда со смертельным исходом, это заболевание вызывают амебы Naegleria, и разрушаются при действии свободного хлора или озона; - другие кожные заболевания (эпидермофитоз, появляющийся из-за грибков, которые прикрепляются к коже между пальцами, образование бородавок, вызываемых вирусами папилломы), которыми могут заразиться купальщики, когда прогуливаются по поверхности вокруг бассейна; поэтому очистка и дезинфекция необходима. В таблице 1 приведен перечень инфекционных заболеваний, передаваемых через воду плавательных бассейнов и степень их связи с водным фактором. Таблица 1 Заболевания инфекционной природы, передаваемые через воду плава тельных бассейнов [72]; і №п/п; Заболевания Степень связи с водным фактором 1 ! Аденовирусная фарингоконъюнктивальная лихорадка +++ 2 Эпидермофития («чесотка пловцов») +++ 3 Коксаки инфекция ++ І 4-- Дизентерия ++ : 5 Отиты, синуситы, тонзиллиты, конъюнктивиты ++ 6 Туберкулез кожи -н 7 Грибковые заболевания кожи і ++ Легионеллез -н :! 9 Амебный менингоэнцефалит + ) 10 Полиомиелит + j 11: Трахома + \ 12 Контагиозный Моллюск + ; із Гонорейный вульвовагинит + Аскаридоз + і 15 Трихоцефалез + 1 16ї Энтеробиоз + і 17 Острые сальмонеллезные гастроэнтериты- + Связь с водным фактором: +++ - высокая; .++ — существенная; + - возможная Во избежание инфекционных заболеваний вода должна обладать определенной остаточной дезинфицирующей способностью [33]1
Поэтому воды культурно-бытового назначения, особенно используемые в; плавательных бассейнах, должны отвечать нормативным показателям, к которым предъявляются более жесткие требования в современных условиях. В) настоящее . время требования к качеству воды основываются на двух принципиальных положениях: требования к качеству поступающей воды в ванну бассейна и требования к качеству воды, находящейся в ванне в процессе эксплуатации бассейна. Пресная вода, поступающая в ванну бассейна, должна отвечать гигиеническим требованиям, предъявляемым к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения вне зависимости от принятой системы водо-обеспечения и характера водообмена. Что касается качества воды в процессе эксплуатации бассейна, то эти требования в последнее время были пересмотрены, учитывая, что через воду плавательных бассейнов может передаваться более 15 различных заболеваний инфекционной природы, из которых 8 имеют высокую степень связи с водным фактором [34]. В таблице 2 приведены требуемые показатели качества воды плавательных бассейнов [35].
Кроме того, в процессе эксплуатации плавательных бассейнов остаточное содержание химических веществ в воде и воздухе (зона дыхания) не должно превышать гигиенические нормативы.
Обеззараживание воды ультрафиолетовыми лучами
Бактерицидные свойства ультрафиолетовых (УФ) лучей: объяснялись по-разному. Одни исследователи указывали на- возможность образования в воде под действием ультрафиолетовых лучей озона, другие - пероксида водорода. В \ настоящее- время? наиболее вероятной считается: гипотеза, согласно г которой ультрафиолетовые лучи,. воздействуя на белковые коллоиды цитоплазмы клеток,, изменяют их структуру mдисперсность, что; и приводит к гибели самой клетки.
В практике водообработки для обеззараживания воды; используется в ос-новном ультрафиолетовые лучи в коротковолновой І области- (240-280 нм), причем; оказалось, что максимально эффективными являются лучи с длиной волны: 254-260 нм: Чувствительность микроорганизмов к ультрафиолету в этой области хорошо изучены, особенно для микроорганизмов; присутствующих в источниках водопользования [77-80]і
Однако методу присущи и серьезные недостатки, существенно ограничивающие область его применения. Они заключаются в следующем:,: - обработка воды с более высокими, чем. регламентируется, показателями мутности; цветности, содержания: железа может представлять опасность, для здоровья І потребителей; Микроорганизмы, особенно; в поверхностной воде, могут быть связаны с компонентами взвеси, находиться; внутри конгломератов, что защищает их от действия УФ-лучей.[79, 90]; - взвесь в воде неоднородна, различные ее частицы по-разному поглощают, отражают, экранируют УФ-лучи, что не учитывалось ранее: при определении? области применения. Наличие взвеси?может препятствовать взаимодействию необходимой дозы; У Ф-лучей с микроорганизмами, приводя к недостаточной эффективности обеззараживания [91- 93]; - в некоторых условиях применения УФ-облучения возможны замедление роста оставшихся жизнеспособными; бактерий, темновая репарация, фотореактивация: и стимуляция развития бактерий и некоторых водных простейших [94-99]; Поврежденные, но вполне жизнеспособные бактерии могут не выявиться в стандартном ; санитарно-бактериологическом контроле качества питьевой воды, что создает ошибочное суждение об эпидемической безопасности, исследуемой воды; - при, первичном обеззараживании; поверхностных вод УФ-облучением создается опасность загрязнения водными организмами очистных сооружений, развития на них бактерий; фито- и зоопланктона; выноса их в фильтрат; - взгляд \ на , УФ-облучение как метод. обеззараживания воды, исключающий влияние на ее химические показатели, поддерживается не всеми исследователями. Имеются научные: публикации, в которых высказываются мнения о необходимости дополнительного изучения;возможности образования под дей 34 ствием УФ-лучей ассимилируемого органического углерода, повышающего-биологическую: нестабильность воды, и других нежелательных побочных продуктов, о существовании потенциальной угрозы формирования токсичных продуктов і фотолиза, и даже имеется информация о некотором повышении мутагенной активности воды после УФ-обеззараживания [100-102];; - ультрафиолет, не имея пролонгирующего действия, не в І состоянии защитить подаваемую в сеть воду от; вторичного; загрязнения; Необходима «консервация» воды с целью сохранения ее санитарно-микробиологических показателей и эпидемической безопасности.
Установлено разрушительное действие интенсивных ультразвуковых волн на вирусы [ 107] і Под \ влиянием этого воздействия. вирусы разрушаются и инактивируются. Разрушение вируса табачной мозаики наблюдали при,частоте ультразвуковых колебаний - 9000 и ЗЗООООГц непродолжительности озвучивания от 2 до;64 минут. Инактивируются ультразвуком и другие вирусьіі в томі числе вирус полиомиелита: Для і этого требуется экспозиция t в 3 -5 мин; (частота \ колебаний — 450000 Гц). Под влиянием этого воздействия разрушается и вирус энцефалита. Ослабление сыпнотифозного- вируса? удалось отметить при продолжительности обработкиї! с (частота колебаний 500000 Гц).
Приизучении бактерицидного действия ультразвуковых волн было обнаружено, что эффект обеззараживания зависит от ряда факторов. Прежде: всего, было отмечено, что степень бактерицидносте; ультразвука находится в прямой зависимости от его интенсивности. Например, Грюн и Штельтер наблюдали некоторый бактерицидный эффект в отношении кишечной палочки при воздействии ультразвука с интенсивностью 1 Вт/см2, стопроцентную гибель бактерий - при действии 13-14 Вт/см2 [ 108].
Наиболее чувствительны те микроорганизмы, структура оболочек которых обладает особенностями, благоприятствующими возникновению кавитации в непосредственной близости к поверхности микроба. Этому явлению способствует гидрофобность оболочек микроорганизмов. Гидрофобный характер поверхностного слоя оболочки способствует возникновению кавитационных пузырьков на границе вода — микробу чем обуславливается быстрая их гибель в, поле ультразвуковых волн. Наличие поверхностно-активных примесей в бактериальной водной суспензии, приводящих к снижению степени гидрофобности их оболочек, уменьшает скорость гибели бактерий под действием ультразвука [120].
Аппаратура и техника измерений
Экспериментальную- часть- работы проводили? наї хроматографе ЛХМ-8МД1 с использованием детекторам по захвату электронов,, пламенно-ионизационного детектора, насадочных колонок из нержавеющей стали длиной от V до 3 м и І внутренним диаметром 3 мм; которые заполняли t соответствующими сорбентами; Дозировку пробы в хроматографическую колонку осуществляли микрошприцом объемом до 10 мкл в таком количестве, чтобы достигалось бесконечное разбавление пробы, и , пики анализируемых: компонентов были: бы симметричными. Разделение проводили 5 в изотермических условиях: при І различных- стандартных температурах; в? интервале: от 60s до 120G. Ы качестве стандартных сорбатов использовали:: бензол, этанол, метилэтилкетон, нитроме-тан, пиридин гексан; хлороформ, четыреххлористый углерод, метиленхлорид.
Как, известно в воде плавательных; бассейнов; могут присутствовать. примеси многих химических веществ; к числу которых относятся фенолы, хлорфе-нолы, галогенсодержащие соединения, ароматические углеводороды,, альдегиды; кетоны; спирты эфиры;парафины3и др. Наиболее опаснымидля организма? человека, являются хлорорганические; соединения, которые образуются; в результате взаимодействия: хлора; применяемого для», хлорирования І воды; с примесями нефтепродуктов; постоянно присутствующих в воде.
Химическая І природа низших галогенированных углеводородов обуславливает для?их обнаружения;взводных.средах электронозахватного детектора; Єистема детектирования? по захвату электронов «включает в; себя ионизацион 62 ную камеру"ш источник поляризующего напряжения. Для устойчивой работы детектора необходимо обеспечить постоянную: скорость образования свободных электронов в ионизационной камере за счёт радиоактивного источника. В і качестве газа-носителя использовался электронодонорный газ азот,. способный ионизироваться под воздействием радиации с освобождением электронов:
Для контроля. качества воды. плавательного, бассейна отбор проб выполняли в районе выпуска и. впуска воды из і её ;чаши; а также в средней части: Качество воды в данном случае может, быть неоднородным по глубине из-за стратификации, что связано І С фотосинтезом в поверхностной1 зоне чаши бассейна, или изменение температуры;воды в результате нагрева. Вертикальная неоднородность может возникнуть из-за осаждениям взвешенных частиц; Кроме того; качество воды может меняться в. течение дня, недели, года. Поэтому пробы, отобранные для аналитических целей; являются»точечными»пробами: Так как качество проб воды может, изменяться в результате газообмена; химических реакций и; жизнедеятельности»организмов; отбор проб; осуществляли в стеклянные пробоотборники; которые предварительно промывали соляной кислотой:
Отбор проб воды плавательных бассейнов является) важной операцией, так как эта процедура влияет на конечный результат определения качественного и количественного состава примесных соединений. В период между отбором пробы и её анализом не должно происходить никаких изменений, поэтому пробу воды: стабилизировал и. Пробы воды из плавательного бассейна; отбирали на входе; выходе и-центре, водноймассы из хорошо перемешанных турбулентных потоков; смешивали ш подвергали! консервации путём5 охлаждения; до 2-5 Си хранили в темноте без доступа воздуха.
Затем, пробу воды подвергали газохроматографическому анализу. G этой целью использовали анализ равновесной! паровой фазы в замкнутом объёме на газожидкостном хроматографе ЛХМ-8МД с электронно-захватным .детектором. Нижний; предел обнаружения составлял 0,01мкг. Для; анализа использовали также экстракцию примесей приоритетных полютантов в воде с использованием в качестве экстрагента гексана: В дальнейшем, исследуемые пробы помещали в круглодонную колбу с холодильником, примеси экстрагировали; и анализировали на газо-жидкостном хроматографе с электронозахватным детектором.. В ь качестве. экстрагента использовали« предварительно очищенный нормальный гексан. Отобранные пробы v для исключения потерь легколетучих: примесей хранили в холодильнике при температуре 2-4 С. Экстрагирование:примесей: проводили до истечения 48 часов после отбора проб воды. В точно отмеренный объем пробы в 1; литр добавляли - 50мл гексана и проводили экстракцию с, использованием; перемешивания магнитной мешалкой і Давали фазам разделиться и отбирали органическую фазу пипеткой. Затем с помощью микрошприца объёмом; до 10 мкл пробу вводили в испаритель хроматографа и анализировали на содержание компонентов. Концентрацию примесей определяли по калибровочному графику.
Использовали: также метод анализа равновесной, паровой фазы, когда пробу водиц помещали в закрытый сосуд объёмом 10мл. Пробу паровой фазы над раствором отбирали газовым шприцом объёмом до 2 мл. Для: достижения температурного равновесия пробы воды помещали в термостат и нагревали до температуры от 50 до 80С в течение от 30 до-60 минут. Перед определением проводили холостой опыт с пробой дистиллированной воды..
Во время отбора проб использовали контрольно-измерительную аппаратуру. Для измерения, контроля и установки оптимального режима отбора представительной пробы применяли сконструированные нами расходомеры постоянного и: переменного перепада давлений; что позволило контролировать как малые расходы воды: и водных растворов:различных реагентов, так и общий контроль расхода протекающей воды. [155-159].
Влияние гравитационного поля на показания расходомеров
Плавательные бассейны могут находитьсяв разных точках Земного шара BS Заполярье и і на Экваторе. В s связи, с чем контрольные приборы, установленные в бассейнах, также меняют свое географическое положение. В связи с тем; что в уравнение равновесияшоплавка ротаметра входят величины ; разной физической природы (с одной стороны сила гидродинамического напора1 потока, которая не зависит от ускорения силы .тяжести Земли, а с другой стороны, сила тяжести поплавка в измеряемой среде, непосредственно зависящая от ускорения силы тяжести), возникает вопрос: "Какова величина этого влияния?"
Таким образом; анализируя полученные результаты, можно сделать вывод, что показания ротаметров от изменения ускорения тяжести Земли могут различаться до 0,3 % . При измерениях расхода серийно выпускаемыми ротаметрами технологических жидкостей и газов влиянием изменений ускорения силы тяжести Земли можно пренебречь. Однако в случае проведения высокоточных измерений указанные изменения в показаниях необходимо учитывать. Таким образом, для наших целей влияние географического положения на показания приборов можно не учитывать.
В системах автоматики и контроля бассейнов иногда требуется измерять расход жидкости в трубопроводах, по которым в зависимости от ситуации движение потока происходит в разных направлениях.
Для- этих целей, например; используется- расходомер,, представляющий сбойг комбинацию симметричного сопла; встроенного! в трубопровод,, и ротаметра;, который! подсоединен; входом? к:трубопроводу,, а выходом: к середине: симметричного сопла. Такой расходомер позволяет измерять, расход:жидкости вне зависимости от направления движения её потока. этом расходомере: в; зависимости: от направления: в трубопроводе погрешность - измерения«будет отличаться: вследствие некоторой несимметричности градуировочных характеристик, полученных при разных направлениях потока. Это объясняется: главным образом отличием гидродинамических условий, в которых оказывается вход расходомера: на -. входе в. сопло или на его выходе (на выходе давление несколько ниже, чем на входе вследствие потери;энергии на вихреобразование).
Такой недостаток устраняется тем; что конструкция расходомера отлича-етсятаким образом, что он содержит измерительный участок в виде встроенного в трубопровод симметричного сопла с отверстиями-в средней части. Ротаметр; выход которого подключен: к средней части симметричного сопла, снабжен байпасной трубкой; соединенной с трубопроводом по обе стороны от сопла на равных от него расстояниях, а вход ротаметра соединен с байпасной тру бкой в средней ее части [156]. На рис. 10 изображен такой расходомер, который включает симметричное сопло Г, встроенное в трубопровод 2 и имеющее в средней (цилиндрической) части сквозное отверстие 3; ротаметр 4, подсоединенный выходной трубкой 5 через камеру 6, образованную стенками трубопровода 2 и сопла 1, и отверстия 3 к полости средней части сопла 1. Рис. 10. Расходомер, измеряющий расход независимо от направления потока: 1 - симметричное сопло; 2 — трубопровод; 3 — сквозные отверстия; 4 - ротаметр: 5 — выходная трубка; 6 - камера; 7 - входная трубка; 8 - байпасная трубка. Входная І трубка 7 ротаметра 4 соединена с, трубопроводом 2 по обе стороны от сопла 1 на равных расстояниях от торцов последнего. Диаметр байпас-ной трубки 8 меньше диаметра сопла :1.. Расходомер работает следующим образом. Измеряемый поток: жидкости м или газа,, подаваемый по трубопроводу 2, проходя через сопло Г, сужается; создавая; перепад давления между средней частью сопла Ли его входом (выходом). Это приводит к возникновению перетока среды через ротаметр 4 , которая затем поступает снова в .трубопровод 2 через камеру 6 и отверстия 3 сопла 1. По высоте подъема поплавка ротаметра судят о расходе жидкости в трубопроводе 1. Влияние на вход ротаметра? 4 различий; гидродинамических условий на; входе ш выходе сопла 1 в: значительной степени снижено тем; что они нивелируются І в байпасной ітрубке 8, соединенной с трубопроводом 2. на фавных расстояниях от сопл а 1, и m наибольшей степени это достигается в ч средней і части \ байпасной і трубки 8 , являющейся входом і ротаметра 41 Получаемые в расходомере градуировочные: характеристики \ при t разных направлениях потока в трубопроводе практически одинаковые, что позволяет измерять расход с одинаковой точностью,- независимо от направления потока среды в,трубопроводе:
Установки І с колокольным мерником = являются: одними і изг наиболее распространенных и применяются для измерения объемов и расхода газа в процессе градуировки и поверки; промышленных расходомеров; и счетчиков газа; Они= известны давно и, несмотря г на огромныйs накопленный I опыт,. их эксплуатации постоянно совершенствуются.
