Вялкова Кира

1.6

Определите абсолютное и относительное изменение показаний газового манометрического термометра, вызванное изменением' баро­метрического давления от 100,45 до 96,45 кПа. Шкала прибора 0— 100°С, что соответствует изменению давления от 0,67 до 0,92 МПа. Прибор показывает температуру 80°С. Шкала прибора равномерная.

Решение

Изменение барометрического давления составляет 4 кПа. Так как измерительные приборы манометрических термометров измеря­ют избыточное давление, то показания прибора будут завышены на 4 кПа. Шкала газового термометра равномерная, и по давлению диа­пазон шкалы составляет 250 кПа. Таким образом, показания термометра будут завышены на

Абсолютная погрешность на отметке ε0°С

2.3

Можно ли ртутным стеклянным термометром измерить темпе­ратуру 500°С, если температура кипения ртути 356,6°С? Каким обра­зом можно повысить верхний предел измерения ртутных термометров?

Решение

Пределы применения ртутных стеклянных термометров определяются температурными пределами жидкого состояния ртути и до­пустимыми температурами нагрева стекла. Температура затвердевания ртути составляет —38,9, а температура кипения 356,6°С. Поэтому нижний предел применения ртутных термометров составляет —35°С. Температура кипения ртути может быть повышена за счет повышения давления в капилляре термометра путем его заполнения инертным га­зом. Поэтому верхний предел измерения для ртутных термометров пре­вышает температуру кипения ртути и при использовании стеклянного капилляра составляет 600°С. При этом давление инертного газа в ка­пилляре превышает 2,0 МПа (около 20 кг/см²). При использовании кварцевых капилляров верхний предел измерения ртутных термомет­ров может быть несколько увеличен.

3.18

Три манометра различным образом установлены на трубо­проводе с водой (рис. 3.4), имеющей давление 0,8 МПа. Одинаковыми ли будут их показания (собственными погрешностями манометров можно пренебречь)?

Решение

Неодинаковыми, так как на показания манометров влияет давление, создаваемое столбом жидкости, заполняющей импульсную трубку (см. рис. 3.4). Наибольшее значение покажет манометр 3, наи­меньшее — манометр 1. Ha показания манометра 2 столб жидкости не будет оказывать влияния, так как место отбора давления и манометр расположены на одном уровне.

5.3

B трубе с движущимся потоком установлены две напорные трубки (рис. 5.1).

Какое давление (статическое, динамическое или полное) установится в каждой из этих тру­бок и чему будет равна разность этих давлений?

Решение

Давление р1 будет равно статическому давлению среды рс. Давление р2 будет равно полному давлению движущегося потока( статическое давление рс плюс динамическое давление рд). Разность давлений р2-р1 будет равна динамическому давлению рд.

Дрючевский Виталий

1.2

Милливольтметр имеет равномерную шкалу, разделенную на 50 интервалов. Нижний предел измерения Uн=-10 мВ, верхний Uк=+10 мВ. Определите цену деления шкалы и чувствительность милливольт­метра.

В рассматриваемом случае стрелка переместится с одной отметки шкалы на соседнюю при изменении входного напряжения на ∆U:

Значит К=0,4 мВ

Если за изменение выходной величины прибора принять перемещение стрелки на один интервал, то легко заметить, что чувствительность S и цена деления К являются обратными величинами, то:

2.28

Изменится ли чувствительность милливольтметра, если уве­личить число витков рамки при неизменной жесткости пружины?

Вращающий момент рамки милливольтметра равен:

где г — радиус рамки; L — активная длина рамки; n — число витков рамки; В — магнитная индукция в зазоре; I — сила тока в рамке.

Противодействующий момент, создаваемый пружинами:

где с — коэффициент, учитывающий упругость противодействующей пружины; — угол поворота рамки (закручивания пружины).

В положении равновесия M1=M2 и угол поворота рамки

Чувствительность Sвыбираем по формуле:

Так как зависимость = f(I) для милливольтметра линейна, то можно записать:

Таким образом, с увеличением числа витковтn увеличивается чувствительность S при условии, что коэффициентC остается неизменным.

4.18

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

Зависит. Емкость преобразователя описывается выражением:

Обозначим член — как погонную геометрическую ем- d кость; получим выражение

На основании полученного коэффициент преобразования

Откуда делаем вывод, что с увеличением разности ε_ж — ε_п он увеличивается, а при ε_ж = ε_п будет равен нулю.

5.45.

В трубопроводе диаметром 100 мм протекает вода, расходкоторой меняется от 0 до 300 м³/ч. Для измерения расхода установлены ультразвуковые излучатель и приемник. Расстояние между излучателем и приемником 300 мм.Определите время прохождения ультразвуковых колебаний прираспространении их «по потоку» и «против потока». Скорость распространения звуковых колебаний в воде с=1500 м/с.

Максимальная скорость воды

Время прохождения звуковых колебаний «по потоку»

Время прохождения звуковых колебаний «против потока»

Время прохождения звуковых колебаний при нулевой скорости воды

6.18.

Определите концентрацию кислорода в дымовых газах, еслианализ производился объемно-абсорбционным газоанализатором и объем смеси после поглощения составил Vп = 95 мл; V0=100 мл; Vв.п=2, 5 мл; Кп=0,95. Температура газа перед отбором пробы в газоанализатор t1 = 40 °С. Во время анализа температура газа снизилась до t2=30°С.

Кажущееся содержание кислорода в смеси без учета изме­нения температуры

Уменьшение объема газа за счет изменения температуры

Уменьшение объема газовой смеси за счет поглощения кислорода с учетом изменения температуры

Действительный объем кислорода в смеси

Действительное содержание кислорода в смеси

Кузнецова Ульяна

3.23

Влияет ли плотность жидкости, заполняющей колокольный дифманометр, на его диапазон измерения?

Решение

Из уравнения, связывающего перемещение колокола с пе­репадом давления (см. решение 03.21), очевидно, что Ax не зависит от плотности заполняющей жидкости. Однако следует иметь в виду, что под действием перепада происходит перемещение не только коло­кола, но и жидкости. Уровень жидкости под колоколом опускается,вне колокола поднимается, причем разность уровней AHопределяется' измеряемым перепадом давлений Apи плотностью жидкости p:

Плотность жидкости должна иметь такое значение,Ч|6бы AHбы­ло меньше допустимого. Например, если pбудет очень мало, то при том же Apзначение AHбудет велико и жидкость может попасть в импульсную трубку. Поэтому плотность жидкости должна выбираться в соответствии с диапазоном измерения дифманометра и размерами колокола.

2.1

Для какого температурного диапазона устанавливается Меж­дународная практическая температурная шкала 1968 г. (МПТШ-68)?

Решение

Bсоответствии с ГОСТ 8.157-75 [8] МПТШ-68 устанавлива­ется для диапазона температур от 13,81 до 6300K- Для других диапа­зонов температур устанавливаются другие температурные шкалы, со­вокупность которых образует единую систему температурных шкал, непрерывную or0,01 до 100 000 К. Различные практические температур­ные шкалы реализуются различными методами.

5.43

Какой тип электромагнитного расходомера (с переменным или постоянным магнитным полем) следует применять для измерения расхода раствора щелочи?

Решение

При постоянном магнитном поле конструкция первичного преобразователя проще и габариты меньше. Однако из-за поляризации электродов они не могут быть использованы для измерения расхода жидкости с ионной проводимостью (в том числе и растворов щелочей) и применяются только для жидкостей с электронной проводимостью ^например, жидких металлов).

Для измерения расхода щелочей применяются электромагнитные расходомеры с переменным магнитным полем.

5.1. Какие единицыизмерения приняты для расхода в системе СИ и как они связаны между собой? (5.2,; По трубе диаметром £)=100 мм движется поток жидкости со средней скоростью и_с = 1,5 м/с.

Определите массовый расход жидкости, если ее плотность p= =990 кг/м³.

Решение

При измерении расхода его значение может характеризовать­ся как массовым Q_ss,так и объемным Qoрасходом. За единицу массо-вого расхода принят килограмм в секунду (кг/с). Это массовый расход, при котором через определенное сечение за время 1 с ■ равномерно

перемещается вещество массой 1 кг. За единицу объемного расхода при­нят кубический метр в секунду (м³/с). Это объемный расход, при ко­тором через определенное сечение за время 1 с равномерно перемеща­ется вещество объемом 1 м³. Значения объемного и массового расходов связаны между собой выражением Q_M=pQo, где p— плотность вещест­ва, кг/м³.

4.17

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

Емкостный преобразователь, представленный на рис. 4.13, состоит из полого металлического цилиндра диаметром D=60 мм (внешний электрод), внутри которого коаксиально расположен металлический тросик диаметром d=l,5мм, покрытый слоем изоляции толщиной Ь~ = 1 мм (внутренний злектрод). Длина преобразователя I=8 м, емкость конструктивных элементов C₀=75 пФ. Относительная диэлектрическая проницаемость паров керосина е_п=1, керосина e*=2,l, изоляционного покрытия тросика е_и=4,2.