Приборы для определения скорости движения воздуха. ывьмдвыыьвь. Реферат По дисциплине Физические характеристики вредных производственных факторов
 Скачать 0.95 Mb.
|
|
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ ФГБОУ ВО «Югорский государственный университет» Институт нефти газа Направление «Техносферная безопасность» Реферат По дисциплине «Физические характеристики вредных производственных факторов» «Приборы для измерения скорости движения воздуха» Выполнил: студент группы Проверил: доцент 2022 год. Оглавление Введение……………………………………………………………………....2 1. Чашечный анемометры……………………………………………………4 2. Крыльчатые анемометры………………………………………………….6 3. Электронные анемометры………………………………………………...8 4. Проволочные анемометры……………………………………………….12 5. Створчатые анемометры…………………………………………………14 6. Термоанемометры………………………………………………………..15 7. Лазерные измерители скорости…………………………………………16 Заключение………………………………………………………………….17 Список литературы…………………………………………………………18 Введение. Цель: рассказать о различных приборах для измерения скорости движения воздуха. Личная заинтересованность заключается в том, что мне интересно какими приборами измеряю скорость движения воздуха. Воздух стоит рассматривать не только как необходимое для жизни вещество, но и как среду, окружающую нас. Наш организм постоянно находится в контакте с окружающей средой. Поэтому роль воздуха заключается в обеспечении человека кислородом при дыхании и удаление влаги из организма человека при выдыхании. Основными параметрами воздуха, влияющими на жизнедеятельность человека, его самочувствие и работоспособность в системах вентиляции и кондиционирования воздуха, которые представляют комплекс устройств для создания и поддержания заданных кондиций воздушной среды в помещениях, а именно: температуры и влажности, чистоты, иногда газового состава, давления и скорости движения, а кроме того, заданного уровня шума в обслуживаемых помещениях. Большую роль в создании надлежащих условий и повышение производительности труда играют системы вентиляции и кондиционирования воздуха. Важно не только правильно спроектировать и смонтировать системы, но и во многом эффективность работы зависит от качества их регулирования и наладки. А для наладки этих систем нужны определённые приборы. Например, такие как устройства для определения скорости воздуха. Существует различная регулирующая аппаратура, назначение которой заключается в том, чтобы текущее значение заданной регулируемой величины в конечном итоге оставалась на уровне, максимально близком к заданному значению. Чтобы выполнить это условие необходимо располагать измерительной аппаратурой, которая будет фиксировать конечное значение величины, измерять, оценивая ее значение по отношению к принятой базовой шкале (масштабу), а затем, сравнивать, полученное значение с заданным, что позволит определить уровень и направление воздействия на конечный результат регулируемой величины. Указанный тип контрольно-измерительного оборудования интегрирован в контур управления системами вентиляции и кондиционирования воздуха и не может быть отделен от него. Поэтому такое контрольно-измерительное оборудование постоянно используется только для измерения конечного значения одной и той же регулируемой величины. Но есть и другие средства измерения и регулирования, и измерительные приборы, независимые или автономные, то есть портативные, с помощью которых, конечно, можно измерить один и тот же параметр, но где угодно. Например, это может быть портативный термометр для измерения мгновенных температур в разных помещениях или анемометр, который помещается перед отверстием, которое подает воздух в помещение, чтобы определить его скорость в разных точках сопла. поперечное сечение. Измерительные приборы могут быть классифицированы по различным критериям, например, в зависимости от того, являются ли они встроенными и интегрированными в систему или автономными, портативными; оснащены обычным взвешиванием для устройств визуального считывания или оснащены записывающим устройством. Но лучше всего классифицировать их в зависимости от измеряемых значений: температуры, давления, скорости и тому подобного. В этом реферате в дальнейшем речь пойдет о приборах измерения скорости движения воздуха. Чашечный анемометры.  Чашечные анемометры (рис. 1) применяются главным образом для измерения средней скорости движения воздуха от 1 до 20 м/с. Приемной частью анемометра является четырех чашечная метеорологическая вертушка для измерения скорости ветра независимо от его направленности.Рис 1. 1- метеорологическая вертушка; 2- вал; 3- проволочные дужки для защиты от механических повреждений; 4-счетный механизм; 5- центральная стрелка счетного механизма, показывающая единицы и десятки оборотов; 6- левая стрелка, показывает тысячи оборотов счетного механизма; 7- правая стрелка, показывает сотни оборотов счетного механизма; 8- включение и выключение счетного прибора (арретир); 9- ушки; 10- винт для закрепления на стойке Для измерения скорости анемометр вносят в воздушный поток так, чтобы ось вертушки чашечного анемометра располагалась перпендикулярно воздушному потоку. Для малых значений скоростей в каждой точке необходимо провести измерение 2 раза, при несоответствии результатов в пределах + 5% выполняют дополнительные измерения. При измерении скорости движения воздуха в проемах наружных ограждений зданий, в проемах между помещениями и тому подобное анемометры закрепляют на стойках или штангах, чтобы не заслонять площадь живого сечения проема, в котором производят измерение. В отверстиях площадь 1-2 м2 средняя скорость движения определяется при медленном перемещении анемометра по всему сечению. При больших размерах сечение разбивается на несколько равновеликих площадей, и измерение проводят в каждой из них. Крыльчатые анемометры Крыльчатые анемометры (рис. 2) используются в основном в воздуховодах и каналах для измерения скорости направленного воздушного потока от 0,2 до 10 м/с.  Рис. 2 1-крыльчатка; 2-ось; 3-корпус-обечайка; 4-счетный механизм; 5-циферблат имеет три шкалы (единиц, сотен и тысяч); 6-арретир (вкл. и выкл. счетного механизма); 7-два ушка; В стандартном исполнении они всегда соединены с указателем, который дает среднее значение скорости в течение определенного времени, как правило, за минуту, хотя современные анемометры производят измерения даже за более короткий срок до 10 секунд. Оснащенный генератором постоянного тока, крыльчатый анемометр (рис. 3) позволяет, будучи соединенным, с вольтметром, сразу определяет скорость воздушного потока в мерном сечении. Приборы такого типа очень хорошо подходят для дистанционных измерений.  рис 3.При использовании чашечных или крыльчатых анемометров необходимо вначале обеспечить соответствие их настройки калибровочным кривым изготовителя. Электронные анемометры Существуют также анемометры-адаптеры (рис. 4) с мельничной вертушкой, специально предназначенные для установки в воздуховодах. Отсутствие индикатора компенсируется наличием аналогового или цифрового выхода. Отдельные модели оборудованы даже компьютерами, позволяющими рассчитывать среднюю скорость потока за определенный промежуток времени.  Рис. 4В электронных анемометрах число оборотов мельничной вертушки в отличие от механических подсчитывают с помощью фотоэлектронного датчика, определяющего число падающих световых импульсов во время вращения вертушки (рис. 5).  рис. 5Например, анемометр LG1000 (производимый английской фирмой) с диапазоном измерения от 0,5 до 25 м/с, и анемометр MiniAir2 (рис. 6) с выносными датчиками (различных диаметров от 15 до 110 мм), временем измерений от 2секунд до 2часов, и постоянным высвечиванием среднегонакопленного значения, позволяющие в любой момент показать на табло максимальное, минимальные и среднее значения скорости потока.  рис. 6Существуют анемометры, работающие на основе другого принципа. Например, анемометр АПР-2 (рис. 7), изготовленный российской фирмой НПФ «ЭКОТЕХИНВЕСТ») основан на тахометрическом принципе преобразования скорости воздушного потока в частоту электрического сигнала с помощью металлической крыльчатки, угловая скорость вращения которой линейно зависит от скорости вращения набегающего потока. При этом ее лопасти пересекают магнитное поле катушки индуктивности и вносят в нее активные потери, что используется для формирования последовательности импульсов напряжения, частота следования которых также линейно связана со скоростью измеряемого воздушного потока.   рис. 71,2 - кнопки управления; 3 - измерительный блок из ударопрочной пластмассы; 4 - жидкокристаллический дисплей; 5 - вывод контрольной точки, предназначен для проверки (поверки) первичного преобразователя; 6 - первичный преобразователь; 7 - выдвижная штанга; 8 - накидная гайка; 9 - крышка с винтом закрывающая элементы питания; 10 - удлинитель; 11, 12 - штекерные разъемы; 13 - резьбовая втулка; 14 - накидная гайка; Средняя скорость воздушного потока вычисляется как частное от деления суммы числа импульсов напряжения первичного преобразователя, образованное за время измерения, на сумму числа импульсов тактового генератора, являющуюся числовым выражением длительности измерительного интервала. Начало и конец каждого измерения задаются оператором кратковременным нажатием на кнопку управления. Длительность интервала измерения может быть в диапазоне от 10 до 999секунд. Диапазон измерения от 0,2 до 20 м/с. Предназначен для измерения средней скорости воздушного потока в системах промышленной вентиляции, а также для метеорологических испытаний. Как видно из представленной характеристики наши современные электронные анемометры не только не уступают зарубежным аналогам, но и в некотором смысле превосходят их по качеству изготовления и ценовой политике проводимой производителями контрольно-измерительной аппаратуры. Электронный счетчик импульсов сразу же выдает результаты измерений. Диаметр вертушки составляет от 10 мм до 150 мм. С недавних пор на рынке появились новые приборы с цифровым табло, способные подсчитывать среднею скорость за минимальное время 1 с и оборудованные устройством для электронной компенсации минимального значения механических усилий на вертушке. Электропитание таких приборов обеспечивается от простых пальчиковых батареек. Диапазон измерений крыльчатых анемометров от 0,1м/с до 20м/с, электронных анемометров от 0,01 м/с до 50 м/с. Проволочные анемометры В проволочных анемометрах для измерений скорости воздушного потока используются тонкие металлические проволочки диаметром от 1 до 10 мкм с электронагревателем (рис 8).  рис 8.Современные приборы намного компактнее предшествующих образцов, и отличаются не только более высокой точностью измерения, но и большими возможностями (уменьшенное время измерения, связь с персональным компьютером и т.д.). Их сопротивление зависит от температуры, поэтому такие проволочки включаются в качестве одного из плеч в измерительный мост Уитстона, и будучи обдуваемыми воздушным потоком, меняют свое сопротивление, охлаждаясь этим потоком в той или иной мере в зависимости от его скорости. Такие анемометры могут запитываться, с одной стороны, постоянным током, когда проволочка нагревается от источника постоянного тока со стабилизатором напряжения и, следовательно, стабилизацией сопротивления, а с другой стороны, по схеме, когда поддерживается постоянная температура проволочки при любой скорости воздушного потока, проходящего через датчик. В последнем случае схема подключения проволочки предусматривает наличие обратной связи, которая за счет изменения силы тока в зависимости от скорости набегающего воздушного потока на датчик поддерживает постоянную температуру проволочки. Изменения силы тока, в свою очередь, преобразуются в сигнал величины скоростного воздушного потока, поступающей на аналоговый аппарат. Створчатые анемометры Створчатые анемометры (рис. 9) или датчики направления потока содержат, как правило, стержень, по которому воздух проникает в измерительную камеру. Внутри измерительной камеры находится створка (лопасть). Давление набегающего потока воздуха действует на створку и перемещает ее, преодолевая силу реакции возвратной пружины. Выход воздуха из прибора происходит через боковые отверстия на стержне. Используя различные наконечники приемного стержня, можно измерять малые скорости от 0,1 до 1 м/с.  рис. 9Циферблат створчатого анемометра проградуирован в м/с. Прибор очень прост и удобен для использования, однако его точность не высока. Термоанемометры Термоанемометры используют эффект подогреваемой термопары (рис. 10) и предназначены для измерения скорости воздушного потока и его температуры. Электродвижущая сила, возникающая в результате разности температур обдуваемой и необдуваемой термопар, пропорциональна скорости воздушного потока. Большая часть приборов чувствительна к направлению потока и быстро загрязняется.  рис. 10Кроме того, на показания оказывает большое влияние температуры потока, если они не оборудованы встроенной системой температурной компенсации. Для того чтобы показания прибора быстро выходили на установившийся режим, необходимо иметь малую массу чувствительного элемента. Лазерные измерители скорости Принцип работы лазерных измерителей скоростного потока среды заключается в том, что обеспечивается пересечение двух пучков света, испускаемых одним и тем же лазером, и фокусировка их в точке, где проводится измерение (рис. 11). Любая частица сплошной среды, переносимая в струйке тока в процессе движения среды, будет вызывать изменение частоты рассеиваемого света. Принцип лазерного прибора для замера скорости основан на эффекте Доплера-Физо и благодаря оптико-электронной схеме позволяет определить скорость в данной точке воздушного потока, измеряя частоту рассеянного света.  рис. 11Основными преимуществами лазерного измерителя скорости потока является полное отсутствие каких-либо датчиков (рис. 11), вносящих возмущение в поток, скорость которого измеряется, и отсутствие необходимости в поверке и калибровке прибора. В некоторых приборах, называемых двухмерными, свет рассеивается частицами среды, падает на два фотодатчика, что позволяет измерять скорость частиц в двух направлениях. Он пригоден для измерения даже очень малых скоростей. В приборах используются газовые лазеры типа гелий-неоновых либо аргоновых. Лазерные приборы для измерения скорости потока, как правило, применяются в лабораторных условиях, так как требуют сложной и дорогостоящей аппаратуры. Заключение. 1. В настоящем реферате приведены основные методы и контрольно- измерительные приборы для замеров скорости движения воздушного потока. 2. Наиболее широкое практическое применение в настоящее время для определения скорости воздушного потока имеют следующие приборы: • Механические крыльчатые и чашечные анемометры. • Электронные анемометры различных марок и фирм. 3. При лабораторных испытаниях и научных исследованиях для измерения скорости и расхода воздуха можно применять приборы: • Все представленные выше виды анемометров но в основном термоанемометры. • Лазерные измерители скорости. 4. Перечисленные приборы дают достаточно точные показания, которые можно использовать в различных научных работах. Литература 1. Бражников А.М., Малова Н.Д. «Кондиционирование воздуха в мясной и молочной промышленности»; Москва 1979г. 2. ГОСТ 12.3.018-79 «Системы безопасности труда. Вентиляционные системы. Методы аэродинамических испытаний»; Москва Издательство стандартов 1986г. 3. Малова Н.Д. «Кондиционирование воздуха»; Москва 1999г. 4. Нуждин А.С.,Ужанский В.С. «Измерение в холодильной технике»; М. Агропромиздат, 1986г. 5. Руководство по эксплуатации анемометра переносного рудничного АПР-2; Москва 1999 г. 6. Руководство по эксплуатации дифференциального микроманометра ДМЦ-01/М; Москва 1998 г. 7. СНиП 2.04.05.-91* «Отопление, вентиляция и кондиционирования воздуха »; Москва 1994 г. 8. СНиП 23-01-99 «Строительная климатология»; Москва 2000 г. 9. Справочное пособие «Наладка и регулирование систем вентиляции и кондиционирования воздуха»; под редакцией Журавлева Б.А.; Москва Стройиздат 1980 г. 10. Справочник проектировщика «Внутренние санитарно- технические устройства»; под редакцией Павлова Н.Н.; Москва Стройиздат 1992 г. 11. Польманн «Учебник по холодильной техники»; Издательство МГУ 1998 г. |