2723 Методичні вказівки icon

2723 Методичні вказівки




Скачати 79.12 Kb.
Назва2723 Методичні вказівки
Дата29.06.2012
Розмір79.12 Kb.
ТипДокументи

Міністерство освіти і науки України

Сумський державний університет


2723 Методичні вказівки

до виконання лабораторної роботи

“Настроювання витратоміра змінного перепаду тиску

з дисципліни «Автоматизація виробничих процесів»

для студентів спеціальності 090220 «Процеси та обладнання хімічних виробництв» усіх форм навчання


Суми

Видавництво СумДУ

2010

Методичні вказівки до виконання лабораторної роботи Настроювання витратоміра змінного перепаду тиску з дисципліни «Автоматизація виробничих процесів» / Укладач
Д.О. Лазненко. – Суми: Видавництво СумДУ, 2010. – 12 с.


Кафедра "Прикладна екологія"


Зміст


1.Настроювання витратоміра змінного перепаду тиску…………………………………………… …………………..4

2.Основні відомості щодо вибору

звужувальних пристроїв…………………………………. 9

3.Порядок виконання роботи…………………………..… 10

4.Контрольні питання…………………………………….. 11

Список літератури………….…………………………… 11


1.Настроювання витратоміра змінного перепаду тиску


Мета роботи: - ознайомлення з принципом дії та конструкцією приладів для вимірювання витрати;

- набуття навичок проведення настройки й тарування витратомірів змінного перепаду тиску.


^ Теоретична частина


Одним із найважливіших параметрів технологічних процесів є витрата речовин, що переміщуються трубопроводами.

Витратою називають кількість речовини, що проходить через зазначений переріз каналу за одиницю часу.

Відрізняють об’ємну витрату, що вимірюється в м3, м3/год, л/хв і т. д., та масову витрату, що вимірюється в кг/с, кг/год, т/год та ін. Необхідно розрізняти поняття «середня витрата» та «справжня (миттєва) витрата». Наприклад, середня об’ємна витрата дорівнює


,


де - об’єм речовини, що пройшла через переріз трубопроводу за час .


Справжньою, або миттєвою, витратою називають похідну від кількості (об’єму V або маси) за часом.

Так, для об’ємної та масової справжньої витрати відповідно маємо


,

.

Засоби вимірювань витрати називають витратомірами. Вони можуть мати пристрої — інтегратори, що дозволяють підсумовувати миттєві витрати. У цьому разі витратомір дозволяє вимірювати кількість речовини за будь-який проміжок часу.

У виробництві частіше за все застосовуються такі види витратомірів:

1) витратоміри змінного перепаду тиску, що вимірюють витрату шляхом дроселювання потоку звужувальним пристроєм постійного перерізу, який встановлено в трубопроводі;

2) витратоміри змінного рівня, що вимірюють висоту рівня рідини, яка протікає через посудину;

3) витратоміри постійного перепаду тиску, що вимірюють витрату шляхом дроселювання потоку звужувальним пристроєм змінного перерізу;

4) електромагнітні витратоміри.

принцип дії витратомірів змінного перепаду тиску грунтується на вимірюванні перепаду тиску, який утворюється внаслідок переходу частини статичного напору в динамічний за рахунок дроселювання потоку або місцевої зміни швидкості речовини у трубопроводі.

Витратомір змінного перепаду тиску передбачає наявність комплекту взаємозв’язаних елементів:

1) приладу, що створює перепад тиску в потоці речовини, що вимірюється за рахунок місцевої зміни швидкості потоку за величиною (звужувальний пристрій);

2) вимірювального пристрою – диференційного манометра, що вимірює перепад тиску в потоці (за необхідності дистанційного контролю встановлюється перетворювач перепаду тиску з електричним або пневматичним вихідним сигналом);


3) з’єднувальних пристроїв, що забезпечують передачу перепаду тиску від потоку до дифманометра (перетворювача перепаду тиску) та від перетворювача перепаду тиску до вторинного приладу;

4) вторинний прилад - сприймає сигнал від первинного перетворювача та виражає його в чисельному вигляді за допомогою відлікового пристрою, забезпечує реєстрацію та подальше використання перетвореного сигналу.

Для вимірювання витрати застосовують стандартні звужувальні пристрої (рис.1).

При цьому мінімальний діаметр умовного проходу трубопроводу для нормальних діафрагм повинен бути не менше 50 мм, для нормальних сопел – 100 мм.

Важливою характеристикою звужувальних пристроїв є їх модуль, який дорівнює відношенню площі вільного перерізу звужувального пристрою до площі перерізу трубопроводу, де встановлено пристрій. Модуль впливає на діапазон та точність вимірювання витрати, а також обумовлює величину втрати тиску на звужувальному пристрої під час його застосування.



Рисунок 1 - Схеми стандартних звужувальних пристроїв: а – нормальна діафрагма; б – нормальне сопло; в – сопло Вентурі; г – труба Вентурі


Діафрагма (рис. 2) є тонким диском, встановленим у трубопроводі так, щоб його отвір діаметром d був концентричний внутрішнім стінкам трубопроводу. Звуження потоку починається до діафрагми, потім на певній відстані за нею завдяки дії сил інерції потік звужується до мінімального перерізу d2, а далі поступово розширюється до повного перерізу трубопроводу (внутрішній діаметр D). Перед діафрагмою та за нею утворюються зони з вихровим рухом, причому зона вихорів за діафрагмою більша, ніж перед нею.




Рисунок 2 - Характер потоку та графік розподілу статичного тиску по довжині трубопроводу  при установці діафрагми в трубопроводі


Тиск струменя біля стінки трубопроводу дещо зростає внаслідок підпору перед діафрагмою та знижується до мінімуму за діафрагмою в найбільш вузькому перерізі
струменя ІІ-ІІ.

Відбір тиску до дифманометра здійснюється за допомогою окремих отворів або спеціальних кільцевих камер у зонах до та після диску діафрагми за ходом потоку.


Числове значення перепаду тиску аналітично визначається шляхом сумісного розв’язання рівняння енергії та нерозривності потоку з врахуванням ряду допущень.

Витрата речовини пов’язана з перепадом тиску на діафрагмі такими функціональними залежностями:


, м3/год;


кг/год,


де - коефіцієнт витрати діафрагми в гладкому (не шорсткому) трубопроводі;

- поправковий множник, що враховує шорсткість стінок трубопроводу;

- площа отвору діафрагми, м2;

- густина речовини, кг/м3;

- перепад тиску на діафрагмі.


З рівнянь випливає, що для однозначної залежності витрати від змінного перепаду тиску на звужувальному пристрої необхідна сталість усіх інших величин, що входять до цих рівнянь.

При цьому витрата та перепад тиску пов‘язані квадратичною залежністю, що є основним методичним недоліком витратомірів змінного перепаду тиску. Чутливість приладів на початкових ділянках шкали значно нижча, ніж в області верхньої межі, в результаті чого робочий діапазон шкал, тобто співвідношення початкового та кінцевого значень витрат, що вимірюються, реально дорівнює співвідношенню 1:3.

Витратоміри змінного перепаду тиску з нормалізованими звужувальними пристроями отримали переважне поширення в технологічних виробництвах. Вони не потребують індивідуального градуювання, мають уніфіковані та взаємозамінні елементи, можуть застосовуватися при значних тисках та температурах вимірювальної речовини.

За необхідності зміни межі вимірювань, як правило, достатньо замінити звужувальний пристрій, в той час як найбільш складна та коштовна частина комплекту витратоміра – дифманометр – може залишатися незмінним, а вторинний вимірювальний пристрій потребує тільки встановлення нової шкали.


^ 2.Основні відомості щодо вибору звужувальних пристроїв

Як зазначалося, звужувальний пристрій під час вимірювання витрати можуть застосовуватися діафрагми, стандартні сопла і сопла Вентурі. Простота конструктивного виконання діафрагм та значно менша вартість обумовлюють переважне їх застосування. Однак в кожному конкретному випадку вимірювання витрати необхідно брати до уваги ще такі фактори. Якщо втрата тиску на звужувальному пристрої лімітує, то при виборі звужувального пристрою необхідно взяти до уваги цю втрату. Для усіх типів звужувальних пристроїв зі збільшенням їх модуля зменшується втрата тиску. При одному й тому самому модулі втрата тиску в діафрагмі більша, ніж в інших звужувальних пристроях. Однак при однакових перепадах тиску та витратах значення модуля діафрагми більше, ніж для сопла, оскільки при однакових модулях коефіцієнт витрати діафрагми менший за коефіцієнт витрати для сопла. У сопел Вентурі втрата тиску значно менша, що фізично пояснюється наявністю дифузора на виході, завдяки якому йде відновлення потенціальної енергії.

Збільшення модуля негативно впливає також на точність вимірювання витрати внаслідок збільшення похибки визначення коефіцієнта витрати. Якщо втрату тиску на звужувальному пристрої можна не враховувати, то рекомендується вибирати модуль =0,2.


^ Опис лабораторної установки


Настроювання витратоміра перемінного перепаду тиску виконується на лабораторному стенді (рис.3).





Рисунок 3 - Схема лабораторного стенда: 1 – компресор; 2 – редуктор; 3 –перетворювач змінного перепаду тиску; 4 – пневматичний вторинний прилад ПВ 10.1 Є; 5 – вентилятор; 6 – діафрагма безкамерна; 7 – лічильник об’ємної дії; 8 – засувка


^ 3.Порядок виконання роботи


1. Увімкнути компресор, відкрити вентиль подачі живлення на лабораторний стенд і за допомогою редуктора встановити тиск 140 кПа.

2. Встановити стрілку вторинного приладу на позначці «0».

3. Увімкнути вентилятор і відчинити засувку на максимум.

4. Встановити стрілку вторинного приладу коректором діапазону на позначку шкали, що відповідає максимальній витраті. Визначити за допомогою лічильника величину витрати.

5. Зняти показання приладів на 2, 3 проміжних точках.

6. Побудувати графічну залежність, що пов’язує витрату та показання вторинного приладу.

7. Під час проведення вимірювань необхідно пам’ятати, що залежність вихідного сигналу у зазначених витратомірів має квадратичний характер.


^ 4.Контрольні питання



  1. Класифікація приладів для вимірювання витрати.

  2. Принцип вимірювання витрати за методом змінного перепаду тиску.

  3. Звужувальні пристрої, що використовуються для вимірювання витрати.

  4. Порядок виконання роботи.


Список літератури


1. Кулаков М.В. Технологические измерения и приборы для химических процессов. – М.: Машиностроение, 1983.

2. Фарзане Н.Г., Илясов Л.В. Азим-Заде А.Ю. Технологические измерения и приборы. – М.: Высшая школа, 1989.





Схожі:

2723 Методичні вказівки iconМетодичні вказівки до проведення семінарських та практичних занять з курсу «Методика викладання у вищій школі» для студентів спеціальності 050201 «Менеджмент організацій» окп «Магістр»
Методичні вказівки до виконання дипломної роботи спеціаліста: підготовка, написання, захист. Методичні вказівки / Упор. Ґудзь П....
2723 Методичні вказівки iconМетодичні вказівки до самостійного вивчення матеріалу, індивідуальні завдання та методичні вказівки до їх виконання
Робоча програма, методичні вказівки та індивідуальні завдання до вивчення дисципліни ²Міжнародний маркетинг² для студентів напряму...
2723 Методичні вказівки iconМетодичні вказівки до самостійного вивчення матеріалу, індивідуальні завдання та методичні вказівки до їх виконання
Робоча програма, методичні вказівки та індивідуальні завдання до вивчення дисципліни «Менеджмент в енергетиці» для студентів спеціальності...
2723 Методичні вказівки iconМетодичні вказівки до самостійного вивчення матеріалу, індивідуальні завдання та методичні вказівки до їх виконання
Робоча програма, методичні вказівки та індивідуальні завдання до вивчення дисципліни ²Менеджмент персоналу² для студентів спеціальності...
2723 Методичні вказівки iconМетодичні вказівки до їх вивчення, контрольні питання для самоперевірки, що наведені після кожної теми дисципліни, методичні вказівки до виконання контрольної роботи
Робоча програма, методичні вказівки та індивідуальні завдання до вивчення дисципліни "Економіка енергетики" для студентів напряму...
2723 Методичні вказівки iconМетодичні вказівки до їх вивчення, контрольні питання для самоперевірки, що наведені після кожної теми дисципліни, методичні вказівки до виконання контрольної роботи
Робоча програма, методичні вказівки та індивідуальні завдання до вивчення дисципліни "Економіка та фінанси підприємства" для студентів...
2723 Методичні вказівки iconМетодичні вказівки до вивчення тем, перелік розділів, що виносяться на самостійне опрацювання студентів, варіанти індивідуальних завдань, перелік літератури. Методичні вказівки укладені з урахуванням вимог державного освітнього стандарту
Робоча програма, методичні вказівки та індивідуальні завдання до вивчення дисципліни “Страховий менеджмент” для студентів спеціальності...
2723 Методичні вказівки iconМетодичні вказівки до самостійного вивчення тем, передбачених програмою дисципліни «Mенеджмент», завдання до контрольної роботи та методичні вказівки до її виконання
Робоча програма, методичні вказівки та індивідуальні завдання до вивчення дисципліни «Mенеджмент» для студентів напрямів 050502 –...
2723 Методичні вказівки icon2765 Методичні вказівки
Методичні вказівки до практичних та самостійних занять з курсу «Методи синтезу та оптимізації» для студентів
2723 Методичні вказівки iconМетодичні вказівки
С. С. Душкін, Т. О. Шевченко методичні вказівки для проведення практичних занять, лабораторних робіт
Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи


База даних захищена авторським правом ©zavantag.com 2000-2013
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації
Документи