|
|
Богданова зачет 1. Вопрос 1 Измерения. Виды измерений
Вопрос 31: Теорема Бернулли. Стандартные сужающие устройства. Сопло Вентури. Трубка Долла.
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.
Схема
|
Сопло Вентури
Отбор высокого давления находится перед входным конусом, а отбор низкого давления находится в горловине.
|
Принцип действия
|
Жидкость, газ или пар проходит через сужение трубки Вентури. Затем происходит увеличение скорости потока. По мере увеличения скорости потока уменьшается давление, оказываемое жидкостью, газом или паром на стенки сосуда — возникает перепад давления.
|
+ и -
|
+Прочная конструкция
+Длительный срок эксплуатации
+ простая эксплуатация
+Можно работать с абразивом и пастами
+Низкие потери давления
+низкое гидравлич.сопротивление
- Высокая стоимость (по сравнению с диафрагмой)
-Сложный монтаж в существующий трубопровод
|
|
Трубка Долла.
Трубка Долла состоит из внешней секции трубы, входного и выходного конусов, разделенных кольцевым промежутком (отверстие горловины).
|
|
Жидкость, поступающая в трубку, подходит к сужению, давление в точке ВД растет. Скорость жидкости во входном конусе увеличивается, а давление падает. Жидкость проникает в отверстие между входным и выходным конусом- область Низкого давления, вокруг конусов возникает область низкого давления. Разность между ВД и НД значительно увеличивается.
|
|
+Перепад давления в 2 -3 раза больше чем в трубке Вентури
+Гидравлическое сопротивление ниже, чем в диафрагме
-Дорогая
|
Вопрос 33: Расходомеры постоянного перепада давления. Ротаметр.
Схема
 
|
Ротаметр- прибор для определения объёмного расхода газа или жидкости в ед. времени. Расходомер переменной площади сечения.
Поплавок изготавливается из металлов или пластмасс в зависимости от свойств вещества.
|
Принцип действия
|
Технологическая жидкость входит в основание конической трубки, которая содержит сферический поплавок. Шкала нанесена на стеклянную трубку.
Положение поплавка определяется двумя силами: силой тяжести и силой, действующей со стороны потока. Поплавок неподвижен, если сила тяжести= силе потока.
|
+ и -
|
+ Простое
+Надежный
+Недорогой
+ Может использоваться в агрессивных жидкостях
-Вертикальное расположение
-Показания считываются визуально
- Высота подъема поплавка зависит от плотности и вязкости вещества
-Жидкость должна быть прозрачной
-Использование паст (налипание на поплавок)
|
Вопрос 34: Электромагнитный расходомер.
Схема
 
|
Жидкость, перемещается со скоростью V В ИЗОЛИРОВАННОМ УЧАСТКЕ ТРУБЫ С ВНУТРЕННИМ диаметром. Магнитное после с плотностью потока В создается в трубе двумя катушками, которые питаются от источника переменного тока.
|
Принцип действия
|
Принцип действия электромагнитных расходомеров основан на взаимодействии движущейся жидкости с магнитным полем. Это взаимодействие подчиняется закону электромагнитной индукции, согласно которому в жидкости, пересекающей магнитное поле, индуцируется ЭДС, пропорциональная скорости движения жидкости. Направление силовых линий магнитного поля перпендикулярно оси трубопровода.
|
+ и -
|
+Отсутствие гидростатического сопротивления
+отсутствие подвижных механических частей
+Точный
+ Дистанционная передача показаний
+Используется в промышленности и фармацевтики
+Могут работать при максимальных давлениях и тмпературах
+ Можно использовать для вязких жидкостей
- Капризный прибор. Ежедневная калибровка
-Дорогой
-Сложный монтаж
-Наложение внешних магнитных и электрических полей
|
Вопрос 35: Тахометрический расходомерь(Турбинные).
|
Тахометрический расходомер- это расходомер, который имеет вращающийся элемент (лопатки ротора), скорость движения которого пропорциональна объемному и массовому расходу.
Состоит из трубы, содержащий ротор (турбину), который установлен на валу.
Струевыпрямители снижают турбулентность вокруг ротора.
|
|
Турбинные расходомеры производят измерение объёмного расхода следующим образом: протекающая через струевыпрямитель на входе среда, заставляет вращаться лопасти турбины, при этом скорость вращения прямо пропорциональна расходу.
Угловая скорость ротора прямо пропорциональна скорости жидкости. Угловая скорость измеряется катушкой и постоянным магнитом (над ротором)
|
|
+Высокая чувствительность
+Простота конструкции
+Возможность измерять большие и малые расходы
-Ограничения по диаметру трубопровода
-потери давления
-Снижение срока эксплуатации( из-за движущихся элементов внутри расходомера)
|
Вопрос 36: Уровнемеры с визуальным отсчетом. Указательные стекла.
Уровнемер с визуальным отсчетом – уровнемер, основанный на визуальном измерении высоты уровня жидкости.
Плоские указательные стекла рассчитаны на давление до 2,94Мпа и температуре до 300. Не рекомендуется применять указательные стекла длиной более 500 мм.
Визуальные уровнемеры: а - смотровое стекло: б - плоское многоэлементное смотровое стекло; в-мерная трубка 
|
|
|
При невысоких давлениях высота уровня измеряется в стеклянной трубке(указательном стекле) . При повышенных давлениях применяются плоские стекла.
|
+ и -
|
+Дешевый
+ простая конструкция
+ отсутствие движущихся частей
-хрупкость
- неремонтопригодный
-нет дистанционной передачи
|
Вопрос 37: Поплавковые уровнемеры.
|
|
|
Принцип действия основан на следящем действии поплавка. Сигналы перемещения уровнемера при его подъеме или снижении из-за изменения уровня жидкости трансформируются в показания уровня.
|
|
+Дешевый
+простая конструкция
+высокотемпературные жидкости
+дистанционная передача данных
-движущиеся части
-ограничение по температуре и давлению (температура: -5- до 50; давление: 1,5 до 3кПа.
-вязкие жидкости.
|
Вопрос 38: Буйковые уровнемеры.
|
Чувствительный элемент – неподвижный погруженный в жидкость буек.
Имеют диапазон измерений до 16 м при температуре до 400 и давлению 16Мпа.
|
Принцип действия
|
Принцип действия буйковых уровнемеров основан на том, что на погруженный буек действует со стороны жидкости выталкивающая сила. По закону Архимеда эта сила равна весу жидкости, вытесненной буйком. Количество вытесненной жидкости зависит от глубины погружения буйка, то есть от уровня в емкости. Таким образом, в буйковых уровнемерах измеряемый уровень преобразуется в пропорциональную ему выталкивающую силу.
|
+ и -
|
+Измеряет уровень у пенящейся жидкости,масла
+возможность изменять в широких диапазонах измерения путем замены буйка
-Вязкие, агрессивные жидкости
-Долгая установка
-Дорогой
-большие затраты на дальнейшую эксплуатацию
|
Вопрос 39: Гидростатический пьезометрический уровнемер.
|
|
|
В резервуар на фиксированное расстояние (75 мм) опускают пьезометрическую трубку. Расход воздуха при пропускании его через жидкость примерно 1 пузырек в секунду. Давление воздуха характеризует уровень жидкости в объекте и измерено манометром
|
+ и -
|
+жидкость с высокой вязкостью и плотностью
+жидкость с твердыми частицами
+жидкость с высокой температурой
+можно непосредственно снимать показания и дистанционно
-разрушение трубки
-забивание трубки
|
Вопрос 40: Гидростатический дифманометрический уровнемер. Схема установки. Особенности измерения.
Схема
|
А) в открытом резервуаре
Б) в закрытом резервуаре
|
Принцип действия
|
Действие этих уровнемеров основано на определении уровня по перепаду давления между столбами измеряемой жидкости в аппарате и в уравнительном сосуде, уровень в котором постоянен.
Дифманометрами можно измерять уровень в открытых и закрытых сосудах. При этом методе измерения обязательно устанавливается уравнительный сосуд, заполненный до определённого уровня той же жидкостью, что имеется в резервуаре. Назначение уравнительного сосуда - обеспечение постоянного столба жидкости в одном из колен дифманометра. Высота столба жидкости во втором колене дифманометра изменяется с изменением уровня в резервуаре.
Каждому значению уровня в резервуаре соответствует определенный перепад давления, что позволяет по величине перепада, показываемого дифманометром, судить о положении уровня.
В случае измерения уровня в закрытых сосудах, уравнительный сосуд устанавливают на высоте максимального уровня и соединяют с контролируемым сосудом.
|
+ и -
|
+ любые жидкости
+закрытые и открытые резервуары
+Дистанционная передача показаний
+САУ
+отсутствие подвижных частей
-индивидуальная градуировка по жидкости
-ограничение по агрессивным жидкостям по отношению к импульсной трубке
|
Особенности измерения
|
|
Вопрос 41: Электрические уровнемеры.
Схема
|
К электрическим уровнемерам относятся приборы измерения уровня, в которых уровень жидкости преобразуется в электрический сигнал.
|
Принцип действия
|
Работа таких уровнемеров основана на различии диэлектрической проницаемости жидкостей и воздуха. Простейший первичный преобразователь емкостного прибора представляет собой электрод (металлический стержень или провод), расположенный в вертикальной металлической трубке. Стержень вместе с трубой образуют конденсатор. Емкость такого конденсатора зависит от уровня жидкости, так как при его изменении от нуля до максимума диэлектрическая проницаемость будет изменяться от диэлектрической проницаемости воздуха до диэлектрической проницаемости жидкости.
|
+ и -
|
+ Применение щупов в измерении уровня порошков и гранул
-Возникновение погрешности при изменении уровня вязких жидкостей, покрывающих щуп
-Возможность возникновение температурной погрешности
-Изоляция щупа при высокой влажности вещества
|
Вопрос 42: Гидравлический и пневматический исполнительные механизмы. Сравнительная характеристика.
Параметры сравнения
|
Гидравлический привод
|
Пневматический привод
|
Рабочее тело
|
Специализированные жидкости
|
Воздух
|
Рабочее давление рабочего тела
|
До 300 бар
|
6-7- бар
|
Стоимость
|
Высокая
|
Более низкая
|
Достоинства
|
- Точность перемещения РО(регулирующий орган),000
- Создание больших усилий и крутящих моментов
|
- широко используется там, где не требуется точных перемещений
-пожаро-взрыво-безопасность
-возможность использование на чистых производствах
|
|
Гидравлические исполнительные механизмы
Управляющий элемент -золотник (пипка на колесе волосипеда)
Исполнительный элемент- гидроцилиндр (реализует движение выходного вала)
|
|
Принцип действия поршневых исполнительных механизмов основан на том, что создаваемая разность усилий, действующих с двух сторон на поршень, вызывает соответствующее перемещение поршня.
|
|
+Высокая точность
+высокая выходная мощность
- взрыво- и огнеопасность
-утечки жидкости из гидросистемы
|
Схема
|
Пневматический исполнительный механизм — устройство, которое использует давление сжатого воздуха, чтобы произвести механическое движение.
|
Принцип действия
|
Давление вводится в исполнительный механизм через один порт и действует только на одну сторону мембраны. При подаче давления мембрана прогибается, приводя в движение шток
|
+ и -
|
+ высокая надежность
+простая конструкция
+ создание больших усилий
- сложность ремонта
-сложность по настраиванию
| |
|
|
Скачать 7.54 Mb.