|
Богданова зачет 1. Вопрос 1 Измерения. Виды измерений
Вопрос 21: Изменение давления. Классификация приборов для измерения давления по служебному назначению и по принципу действия.
Давление – это физическая величина, равная силе, действующей на единицу площади поверхности. Давление можно измерять в Па= ; бар; мм.рт.ст., мм.вд.ст., атм, кгс\см ^2.
Классификация приборов для измерения давления по служебному назначению:
Манометры – прибор для измерения избыточного давления. Вакуумметры- прибор для измерения вакуумметрического давления (вакуума). Мановакуумметры- прибор для измерения избыточного и вакуумметрического давления. Дифференциальные манометры – прибор для измерения разности давлений. Барометры- прибор для измерения барометрического давления. Баровакуумметры – прибор для измерения абсолютного давления.
Классификация приборов для давления по принципу действия:0
Жидкостные- приборы, в которых измеряемое давление уравновешивается весом столба жидкости, а изменение уровня жидкости в сообщающихся сосудах служит мерой давления. Деформационные – прибор для измерения давления по величине деформации упругих элементов. Электрические- Грузопоршневые-
Вопрос 22: Жидкостные манометры.
Схема
| Бывают U-образные и чашечные манометры
U- образный манометр.
| Принцип действия
| При подводе давления к одному концу трубки жидкость перетекает и сквозь стекло видна разница в уровнях жидкости. Разность уровней, выраженная в миллиметрах, дает значение измеряемого давления.
Для определения высоты столба жидкости необходимо сделать два отсчета (снижение в одном колене и подъем в другом) и суммировать их величины, т. е.
H=h1+h2. P=gq(h1+h2)
Жидкость – вода, ртуть, спирт
| Метрл.Хар-ки
|
| Диапазон
| 13-15 кПа
| + и -
| + самый точный манометр
+простой в эксплуатации
+простая конструкция
- Маленький диапазон
-нет дистанционной передачи показаний
- хрупкий
- только вертикальное использование
| Ограничения
|
| Схема
| Чашечный монометр
состоит из резервуара (чашки) с отверстием на нижней стороне, к которому подсоединена открытая трубка.
| Принцип действия
| При приложении давления на поверхность жидкости в резервуаре, часть жидкости вытесняется из резервуара в трубку. Жидкость продолжает поступать в трубку до тех пор, пока давление столба жидкости в трубке не сравняется с давлением, приложенным на поверхность жидкости в резервуаре.
qg
| Диапазон
|
| + и -
| Плюсы и минусы такие же
| Вопрос 23: Деформационные манометры. Мембраны и мембранные коробки.
Деформационный манометр- прибор для измерения давления. Принцип действия основан на деформации упругого элемента под действием давления.
Схема
|
А) плоская мембрана.
Б) гофрированная
В) мембрана с пружиной
| Принцип действия
| Мембранный манометр
В мембранном манометре упругим чувствительным элементом является мембрана (упругая пластина) или мембранная коробка.
На чувствительный элемент (мембрану) действует подаваемое давление. Под действием давления мембрана прогибается и приводит к перемещению стрелки.
| Диапазон
|
| + и минусы
| + компактное устройство
+высокая чувствительность
+Надежный
+простой в эксплуатации
+ может измерять жидкости разной загрязненности
-небольшой диапазон ограничен жесткостью мембраны
-Сложная конструкция (?)
- сложность в регулировании жесткости
| Схема
| Мембранная коробка
| Принцип действия
| Мембранные коробки применяют для измерения малый давлений
| Диапазон
|
| + и -
| +Высокая чувствительность
-Маленький диапазон
-сложно установить в прибор, поэтому чаще используют мембрану.
| Вопрос 24: Деформационный манометры. Трубчатые пружины.
Схема
| Штуцер Одновитковая трубчатая пружина (трубка Бурдона)
3.1- квадрат (в лекции указана. Тут на рисунке не указано цифрой)
Чувствительный элемент - пружина
| Принцип
| Принцип действия пружинных манометров основан на использовании упругой деформации специальных пружин, возникающей под действием измеряемого давления.
Давление повышается – пружина отгибается вправо. Давление уменьшается- пружина отгибается влево.
| Диапазон
| от 0 до 1,6Мпа
| + И -
| +Простой
+Дешевый
+Надежный
-Нет дистанционной передачи
- Узкий вход (забивается отложениями)
-очень чувствителен к температурам
| Вопрос 25: Деформационные манометры. Сильфон.
Схема
| Сильфон - упругая гофрированная оболочка из металлических, неметаллических материалов, сохраняющая прочность и герметичность при многоцикловых деформациях сжатия, растяжения.
Чувствительным элементов в сильфоном манометре является сильфон.
| Принцип действия
| Принцип действия сильфонного манометра основан на уравнивании избыточного давления силами упругой деформации сильфона. Избыточное давление подводят внутрь сильфона, при этом длина сильфона уменьшается, вследствие чего стрелка прибора через систему рычагов движется по шкале.
| + и -
| +Простой
+Дешевый
+Малые габариты
-механический гистерезис
-Остаточная деформация
| Вопрос 26: Грузопоршневые манометры.
Схема
| Грузопоршневые манометры относятся к числу наиболее точных приборов для измерения давления, поэтому они и применяются главным образом для градуировки и поверки образцовых и рабочих манометров.
Грузопоршневой манометр состоит из простого поршня 1, цилиндра 2, тарелки 6. Гидропресс представляет собой поршень 11 . Рабочая жидкость для заполнения гидравлической системы пресса заливается в бачок 8.
При измерении давления р, создаваемого гидропрессом, грузоприемную тарелку 6 нагружают грузами 5 до равновесия поршня 2.
| Принцип действия
| Принцип действия их основан на уравновешивании измеряемого давления, действующего на свободно перемещающийся в цилиндре поршень силой, создаваемой грузами.
| Диапазон
| 2,5 до 160 МПа
| + и -
| +наиболее точный для измерения давления
+применяется для градуировки и поверки
+ Сменный манометр
-Утечка масла через зазор между поршнем и цилиндром.
-Может произойти быстрый износ, если использовать некачественное масло.
| Вопрос 27: Пьезоэлектрические манометры.
Схема
|
| Принцип действия
| Принцип действия манометров основан пьезоэлектрическом эффекте.
Этот эффект состоит в том, что при сжатии пластинки кварца на ее плоскостях образуется заряд, величина которого пропорциональна силе, приложенной к плоскостям пластинки.
Подаваемое давление с помощью мембраны преобразуется в силу , которое сжимает кварцевые пластины. Электрический заряд на металлических плоскостях под действием силы F определяется:
P- подаваемое давление
К- пьезометрическая постоянная (2*10^12)
| Диапазон
|
| + и -
| +Применение в быстротекущих процессах
+простая эксплуатация
+Небольшие размеры
-Невозможно использовать при высоких температурах
-Дорогой
-Не устойчив к сильной вибрации, падениям
| Вопрос 28: Расход и количество вещества. Классификация счетчиков и расходомеров.
Расход – количество жидкости, газа или пара, протекающее через сечение канала в единицу времени.
Массовый расход – масса вещества, которая проходит через площадь поперечного сечения потока за ед. времени.
, где s- площадь; g- плотность; v- скорость;
Объемный расход – объем вещества, протекающий через поперечное сечение потока в ед. времени.
, где S – площадь; v- скорость.
Измерение полного количества жидкости, протекающей через точку в трубопроводе:
- в единицах объема ( м^3)
- в единицах массы (кг)
Можно перевести расход жидкости (объемный и массовый расход) в количество в количество:
Количество= расход* время
Классификация:
Механические счетчики
| - Объемные счетчики
- Скоростные счетчики
| Рычажно-маятниковые расходомеры
| - дисковый расходомер
-мишенный расходомер
| Расходомеры переменного перепада
| -Трубка Пито
-Трубка Дола
-трубка Вентури
-Диафрагма
| Расходомеры постоянного перепада
| -Ротаметр
| Вопрос 29: Теорема Бернулли. Измерение расхода методом переменного перепада давления.
Теорема Бернулли связывает различные формы энергии, содержащиеся в потоке жидкости.
Теорема: сумма энергий, содержащихся в массе текущей жидкости, всегда постоянна, если нет никаких потерь энергии.
В потоке жидкости энергия содержится в 3 видах:
А) Потенциальная энергия- энергия, зависящая от высоты над исходным уровнем.
Б) Кинетическая энергия- энергия, возникающая из-за движения(скорости).
В) Энергия давления- энергия, возникающая из-за сжатия.
Уравнение движения потока из теоремы Бернулли: полная энергия в точке 1(начало)= полной энергии в точке 2(конец).
Одним из наиболее распространенных способов измерения расхода жидкостей, газов и пара является метод измерения расхода по перепаду давления в сужающем устройстве (СУ). Сужающее устройство устанавливается в трубопроводе и создает в нем местное сужение, повышая скорость в суженном сечении по сравнению со скоростью потока до сужения. Увеличение скорости (кин.энергии) в суженном сечении вызывают уменьшение потенциальной энергии потока в этом сечении. Соответственно статическое давление в суженном сечении будет меньше, чем в начале. Таким образом, при протекании вещества через сужающее устройство создается перепад давления, зависящий от скорости потока и расхода жидкости.
Вопрос 30: Теорема Бернулли. Стандартные сужающие устройства. Диафрагма.
Теорема Бернулли связывает различные формы энергии, содержащиеся в потоке жидкости.
Теорема: сумма энергий, содержащихся в массе текущей жидкости, всегда постоянна, если нет никаких потерь энергии.
В потоке жидкости энергия содержится в 3 видах:
А) Потенциальная энергия- энергия, зависящая от высоты над исходным уровнем.
Б) Кинетическая энергия- энергия, возникающая из-за движения(скорости).
В) Энергия давления- энергия, возникающая из-за сжатия.
Уравнение движения потока из теоремы Бернулли: полная энергия в точке 1(начало)= полной энергии в точке 2(конец).
К стандартным сужающим устройствам относятся диафрагмы, сопла и сопла Вентури.
| Диафрагма- сужающее устройство потока газа или жидкости в трубопроводе. Диафрагма выполнена в виде кольца. Отверстие в центре с выходной стороны в некоторых случаях может быть скошено. (рисунок как на лекции).
Входная кромка острая.
Выходная кромка скошена под 45 градусов.
| + и -
| +простая конструкция
+простота эксплуатации
+дешевый
+Простой монтаж
+ САУ
+точные измерения
-Высоко-абразивные жидкости
- густые пасты
-гидравлич. Сопротивление приводит к потери давления.
|
|
| |
|
|