Содержание отчета

В отчете по данной работе должны быть приведены: 1) принципиальные схемы приборов ПВ, ПИК-1 и их метрологические характеристики, перечень лабораторного оборудования; 2) таблицы и расчеты основных погрешностей, выводы о работоспособности испытуемых приборов.

одробное описание выполнения лабораторной работы

Рисунок. Статическая характеристика интегратора ПИК-1

Контрольные вопросы

1. Назначение и основные типы пневматических приборов.

2. Как работает преобразователь типа "сопло-заслонка"?

3. В чем заключается принцип работы прибора ПВ?

4. Расскажите о режимах работы прибора ПВ со станцией управления.

5. Как и по какой схеме проводятся поверка пневматических приборов?

6. По каким формулам рассчитываются погрешности приборов типа ТШ?

7. Из каких основных узлов состоит интегратор ПИК-1?

Лабораторная работа № 9 измерение расхода вещества методом переменного перепада давления.

Цель работы  изучение способа измерения расхода методом переменного перепада давления; ознакомление с приборами, применяемыми для измерения расхода газа этим методом и приобретение необходимых навыков для работы с ними.

9.1. Общие сведения

Количество жидкости, газа или пара, проходящее через данное сечение трубопровода в единицу времени, называется расходом этого вещества. В зависимости от того, в каких единицах он измеряется, различают объемный и массовый расходы. Измерение и контроль расхода и количества веществ с целью управления ими способствует повышению качества продукции, проведению научных исследований. В промышленности наиболее часто применяют расходомеры переменного перепада давления, постоянного перепада давления, электромагнитные и переменного уровня.

9.2. Расходомеры переменного перепада давления

Принцип работы расходомеров переменного перепада давления основан на том, что с изменением расхода вещества изменяется перепад давления, создаваемый сужающий поток устройством, установленным в трубопроводе (рис. 9.1).

Расходомер переменного перепада давления с сужающим устройством состоит из установленного на трубопроводе сужающего устройства (СУ) 1, соединительных трубок 2 и измерителя перепада давления, например U-образного дифманометра 3. При прохождении вещества через СУ средняя скорость потока увеличивается (рис. 9.1, б); часть потенциальной энергии давления переходит в кинетическую.

В результате этого статическое давление потока после СУ уменьшается, что вызывает перепад давления на нем (рис. 9.1, в). Сжатие потока начинается перед СУ за сечением 1-1 и достигает наибольшей величины на некотором расстоянии от СУ в сечении 2-2, затем струя расширяется до полного сечения трубопровода. Статическое давление потока около стенки трубопровода при подходе к СУ

Рис. 1.

возрастает, что обусловлено подпором, и понижается до минимума в месте наибольшего сужения струи. Далее, по мере расширения струи давление потока около стенок повышается, но не достигает прежнего значения на величину потери, обусловленной завихрениями, ударом и трением (сечение 3-3).

Перепад давления на СУ зависит от расхода протекающего вещества и может служить мерой расхода.

Для установления зависимости расхода вещества от перепада давления на СУ запишем закон сохранения энергии, и уравнение неразрывности струи для сечений 1-1 и 2-2:

(2)

(3)

где P’₁ и P’₂  абсолютные статические давления в сечениях 11 и 22, Па; и W  средние скорости потока в этих же сечениях; A₁ и А₂  площади сечений потоков; ρ  плотность вещества. Введем безразмерные величины:  модуль СУ; μ = A₂/A₀  коэффициент сужения струи (где А₀  площадь отверстия СУ, d  диаметр СУ, D – диаметр трубопровода). Совместное решение уравнений (2) и (3) дает:

. (4)

Обычно перепад давление измеряют не в сечениях АА и ВВ (т. е. не ), а непосредственно до и после сужающего устройства, а именно P = P₁  P₂. Соотношение между указанными перепадами устанавливается с помощью поправочного коэффициента , т.е.

.

Тогда уравнение (4) примет вид.

, (5)

где Р₁ и Р₂  перепад давления непосредственно у торцов СУ, Па.

Объемный расход Q равен

или

Введем обозначение . Эта величина учитывает расхождение теоретического и действительного расходов вещества, протекающего по трубопроводу, и называется коэффициентом расхода. Тогда объемный расход выразится:

(6)

При измерении расхода сжимаемых веществ в уравнение (6) следует вводить поправочный коэффициент, учитывающий расширение вещества.

Коэффициент расхода зависит от геометрической формы и размеров СУ, от физических свойств вещества и скорости потока. Для удобства практического применения формулы (6) ρ выражается в кг/м³. Вместо секундного расхода пользуются часовым; площадь СУ выражают через внутренний диаметр трубопровода D, мм при рабочей температуре t °С. При этих условиях основная рабочая формула, примет вид

(7)

где ΔР = (Р₁  Р₂); К  поправочный множитель на изменение внутреннего диаметра трубопровода при отклонении температуры от 20°С.

Диаметр отверстия СУ при температуре его изготовления (20 С) находят по равенству:

.