Глава IV. Измерение уровня.

1. Изменение уровня воды в открытом резервуаре H_макс (рис. 2) может достигать 3 м. Можно ли для измерения уровня гидростатическим методом использовать мембранный дифманометр с предельным номинальным перепадом Δр_н = 40 кПа, если он будет расположен ниже минимального уровня на h = 3м. Минусовая камера дифманометра соединена с атмосферой.

Рис. 2.

2. Зависит ли коэффициент преобразования емкостного преобразователя уровнемера от соотношения диэлектрических проницаемостей жидкости ε_ж и ее паров ε_п? Жидкость неэлектропроводна. Преобразователь представляет собой металлический цилиндр диаметром D и длиной l, внутри которого коаксиально расположен металлический неизолированный трос диаметром d.

3. Пьезометрический уровнемер измеряет уровень щелочи в выпарном аппарате (рис. 3).

Определите давление воздуха в источнике питания. Максимальная плотность раствора щелочи ρ_щ=1280кг/м³. Диапазон изменения уровня 0 ÷ 400 мм, абсолютное давление в аппарате 16 кПа.

Рис. 3.

4. Рассчитайте емкость и коэффициент преобразования измери­тельного преобразователя емкостного уровнемера, предназначенного для измерения уровня в баках-хранилищах керосина, от нулевого до мак­симального значения H_макс = 8 м.

Емкостный преобразователь, представленный на рис. 4, состоит из полого металлического цилиндра диаметром D = 60 мм (внешний электрод), внутри которого коаксиально расположен металлический тросик диаметром d = l,5 мм, покрытый слоем изоляции толщиной b = 1 мм (внутренний электрод). Длина преобразователя l = 8 м, емкость конструктивных элементов С_о = 75 пФ. Относительная диэлектрическая проницаемость паров керосина ε_п = 1, керосина ε_к = 2,1, изоляционного покрытия тросика ε_и = 4,2.

Рис. 4.

Примечание: Емкость части преобразователя, заполненной жидкостью:

где С_1н – емкость между внешним электродом и наружной поверхностью внутреннего электрода, заполненных жидкостью; С_1в – то же между внешней поверхностью внутреннего электрода и тросиком.

Емкость части преобразователя, заполненной парами жидкости:

где С_2н – емкость между внешним электродом и наружной поверхностью внутреннего электрода, заполненных парами жидкости; С_2в – то же между внешней поверхностью внутреннего электрода и тросиком.

5. Зависит ли коэффициент преобразования емкостного преобразователя уровнемера от соотношения диэлектрических проницаемостей жидкости ε_ж и ее паров ε_п? Жидкость неэлектропроводна. Преобразователь представляет собой металлический цилиндр диаметром D и длиной l, внутри которого коаксиально расположен металлический неизолированный трос диаметром d.

6. В цилиндрическом вертикальном стальном резервуаре-хранилище диаметром 12 и высотой 10 м находится керосин. При температуре 30°С высота уровня керосина составляет 8,5 м.

Изменятся ли показания гидростатического уровнемера и изменится ли действительный уровень керосина, если температура окружающего воздуха и резервуара вместе с керосином будет 0°С?

7. Уровень воды в открытой емкости измеряется дифманометром-уровнемером. Уровнемер градуировался при температуре воды в емкости и импульсных трубках 30°С.

Изменятся ли показания уровнемера, если температура воды в емкости увеличилась до 90°С, а температура воды в импульсных линиях осталась 30°С.

8. Определите зависимость перепада, действующего на дифманометр (рис. 5), от уровня и плотностей воды и пара в барабане.

Вода и пар в барабане находятся на линии насыщения при р = 10 МПа. Температура воды в импульсных линиях 30 °С.

Рис. 5.

9. Уровень воды в барабане парогенератора измеряется водомерным стеклом (рис.6). Давление пара в барабане 10 МПа, вода в барабане находится при температуре насыщения. Действительное значение уровня H = 0,5 м.

Определите уровень в водомерном стекле h, если температура во­ды в водомерном стекле 150 °С.

Рис. 6.

0. Для условия задачи 9 определите, как изменится погрешность измерения уровня, если перед измерением водомерное стекло было продуто и температура воды в стекле стала t = 300°С.