2. Измерение массового расхода топлива. Гидравлический мост

Схема, основные элементы, принцип работы. Что является мерой расхода? Какой преобразователь используется для измерения? Докажите, что данная мера прямо пропорциональна массовому расходу топлива для условия, когда циркуляционный объёмный расход меньше измеряемого объёмного расхода.

Измерительная цепь представляет собой активный гидравлический мост в который установлен 4 одинаковых гидравлических сопротивлений с одинаковыми эффективными проходными сечениями . В диагональ моста 2-3 включён гидравлический насос постоянной производительности q = const, м³/с. Задача заключается в измерении расхода Q, м³/с, вход и выход которого происходит соответственно в узлах (узловых точках) 1 и 4. Возможны 2 практически важных случая измерения: Q < q (измерение малых расходов) и Q > q (измерение больших расходов). В первом случае, когда основную циркуляцию в гидравлических цепях создаёт именно дополнительный (циркуляционный) насос. В основу положено: 1. В силу равенства гидравлических сопротивлений плеч каждый из расходов равномерно распределяется по плечам моста. Принимая принцип суперпозиции расходов, циркулирующих в контурах, можно считать, что суммарные расходы в противоположных плечах моста равны друг другу.

Далее выражаем расходы через перепады давлений в плечах моста.

Т.о. массовый расход прямо пропорционален перепаду давлений в узловых точках входа и выхода топлива. Это соблюдается при условиях μf – idem и q = const.

Метрологические свойства.

1. Независимость результатов измерения от плотности и вязкости. 2. Широкий диапазон измерения 50:1. 3. Возможность измерения очень малых расходов (до 0,05 кг/ч). 4.Приведённая погрешность γ = (0,5…1,0)%. 5. Непрерывность измерения (в режиме реального времени). 6. Линейность характеристики. 7. Высокие динамические свойства, (θ = 5…15 мс), что позволяет использовать это СИ для измерений на НУР. Значит потеря напора в линии подачи (до 15 кПа при G = 50 кг/ч) должна быть компенсирована насосом (последовательно включённым).

Источники погрешностей. Задача №14.

Погрешности определяются: 1. Нестабильностью циркуляционного расхода. 2. Погрешностью измерения перепада давлений. 3. Погрешностью градуировки или погрешностью идентичности гидравлических дросселей.

3. Индицирование ДВС. Регистрация сигналов давления

Техническая реализация дискретизации угла поворота коленчатого вала (на примере фотоэлектрического преобразователя фирмы Цейс или преобразователя типа ВЕ). Элементы схемы, их назначение, способ регистрации, диаграмма работы, принцип уменьшения шага дискретизации. Выбор угла дискретизации. Чем определяется выбор частоты дискретизации или угла дискретизации? Время регистрации и его связь с частотой дискретизации. Задача № 21.

В автоматическом режиме. 1. Собственно регистрация мгновенных значений давления в цилиндре в зависимости от угла ПКВ. 2. Алгоритм обработки индикаторных диаграмм с целью получения р_i или характеристик тепловыделения. 3. Коррекция возможных динамических погрешностей. 4. Возможность визуального отображения в режиме текущего времени. 5. Организации сбора и хранения информации.

Выбор угла дискретизации (Δφ) определяется требованиями к точности обработки индикаторной диаграммы.

Частота дискретизации f_g, численно равная частоте опроса АЦП, определяется: 1. частота вращения КВ, n. Заданным углом дискретизации, Δφ.

Время регистрации τ_p – величина, обратная частоте дискретизации, т.е. . Очевидно, что при n = 1000 мин^-1 τ_р = 166,2 мкс.

Подобная частота регистрации достаточна для приемлемой точности определения р_i, но недостаточна для определения текущих значений р и Т (необходимых, в частности, расчёта NO_x). Поэтому необходима более высокая степень дискретизации, в частности, через 0,1^оПКВ. В целом выбор Δφ определяется с учётом:

№ 20