Звіт про роботу

1. Привести дані вимірів барометричного та манометричного тиску повітря та його температури до і після стискування в компресорі у таблиці 9.1

2. Привести розрахунки параметрів поршневого компресора згідно п. п. 6 – 8. Результати занести до таблиці 9.1.

Таблиця 9.1

Т,град. К

Р, атм.

V, м3/с

λ

σ

η

Т1

Т2

Р1

Р2

Vст

Vдв

Vтеор.

3. Побудувати для одного з дослідів (за вказівкою викладача) згідно пункту 10 індикаторну діаграму досліджуваного компресора. Навести розрахунки V, V₀, σ, V_1, V₂ та перевести їх значення в одиниці масштабу.

4. Зробити висновки.

ВІДОМОСТІ ДЛЯ САМОСТІЙНОЇ РОБОТИ

1. За інструкцією до лабораторної роботи та рекомендованою літературою ознайомитися з класифікацією компресорних установок їхньою будовою та принципом дії.

2. Ознайомитися з будовою експериментальної установки з дослідження поршневого компресора та послідовністю виконання роботи. Проаналізувати методику вимірювання барометричного та манометричного тиску повітря, температури за допомогою термопари, об’ємних витрат стиснутого повітря за допомогою ротаметра.

3. Коротко письмово відповісти на контрольні питання.

Крива градуювання ротаметра

Лабараторні роботи за вибором Лабораторна робота № 1 вим1рювання параметр1в вимірювальних приладів

МЕТА РОБОТИ: виконати повірку робочого манометра; визначати величину абсолютного тиску в посудині; заміряти температуру в калориметрі різними приладами.

При виконанні роботи необхідно набути такі знання і вміння:

ЗНАННЯ: призначення і принцип роботи вимірювальних приладів.

ВМІННЯ: користуватись вимірювальними приладами, визначати їх параметри і точність вимірювання.

ОБЛАДНАННЯ І МАТЕРІАЛИ: рідинні манометри різних типів, термометри, пірометри, лабораторні установки для вимірювання.

ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ

1. Вимірювання тиску

Прилади, які вимірюють надлишковий тиск, називаються манометрами. Для вимірювання тиску оточуючого середовища використовують барометри, а для вимірювання розрідження – вакуумметри.

За призначенням ці прилади можна поділити на: а) манометри – це прилади, які застосовують для вимірювання надлишкового тиску (понад 0,03 МПа); б) напороміри – для вимірювання незначних (до 300 мм вод. ст.) надлишкових тисків (напорів); в) вакуумметри – для вимірювання значних величин розріджень; г) тягоміри – для вимірювання незначних розріджень (до 300 мм вод. ст.; г¹) тягонапороміри – для вимірювання незначних надлишкових тисків і незначних розріджень; д) барометри – для вимірювання тиску оточуючого середовища (атмосферного, або його називають барометричним); е) диференціальні манометри – для вимірювання різниці тисків.

За принципом роботи прилади для вимірювання тисків поділяються на: а) рідинні (рис. 1.) – тиск, розрідження або різниця тисків вимірюються за висотою стовпчика рідини, якою заповнений прилад; б) пружиннні – тиск, розрідження вимірюються за величиною деформації пружного елементу (рис. 1.20) приладу; в) поршневі (вантажні) – котрі працюють за принципом зрівноважування сил, що утворюються з одного боку тис-ком, а з другого – тягарями, які діють на поршень, вміщений у цилідр; г) електричні – в яких тиск перетворюється в електричну величину і замірюється електровимірювальним приладом; г) спеціального призначення, зокрема електроконтактні з пневмодавачами тощо.

Рідинні прилади широко застосовуються для вимірювання невеликих тисків, розріджень і різниці тисків. Бувають U-подібні манометри, чашкові та мікроманометри.

в

Рис. 1. Рідинні манометри: а) U-подібний: 1,2 – вимірні трубки; 3 – вертикальна основа; 4 – міліметрова шкала; б) чашковий манометр: 1 – чашка; 2 – вимірна трубка; 3 – міліметрова шкала; 4 – вертикальна основа; 5 – з'єднувальна трубка; в) мікроманометр: 1 – металічна посудина; 2 – вимірна трубка; р міліметрова шкала; 4 – з'єднувальна трубка.

Чашковий манометр і мікроманометр відрізняються від U-подібного. У чашковому одна вимірювальна трубка виконана вигляді широкої посудини – чашки, а друга з нанесеними поділками стоїть вертикально. У мікроманометрі вимірювальна трубка з нанесеними поділками стоїть не вертикально, а може змнювати кут нахилу, що дає змогу робити відліки з більшою точністю. Заповнюються чашкові манометри і мікроманометри спиртом з питомою вагою 0,81 г/см³, що збільшує ціну поділки шкали. Дійсна висота стовпчика робочої рідини у мікроманометра визначається за формулою:

h = n-sin ά,

n — кількість поділок; ά — кут нахилу вишрювальної трубки.

Рис. 2. Схеми видів манометрів: а – чашкові; б – поплавкові; в – вантажопоршневі; г – показувальний з кільцевою пружиною; Т – мембранний розділювач тисків із закритою камерою.

У процесі вимірювання тиску U-подібним манометром його з'єднують із середовищем одним коліном за допомогою з'єднувальних трубок (металевих або гумових), а друге коліно залишається відкритим. У випадку, коли робочою рідиною є ртуть, зверху її треба залити водою (1-2 мм заввишки), щоб запобігти утворенню шкідливих парів ртуті. Якщо тиск вимірюється за допомогою чашкового приладу або мікроманометра, то досліджуване середовище з'єднується з чашкою манометра, а у випадку вимірювання розродження – з вимірювальною трубкою. Для вимірювання різниці тисків середовище з більшим тиском сполучається з чашкою манометра, а з меншим – з вимірювальною трубкою.

Пружинні манометри використовуються для визначення порівняно значних величин тисків. Крім манометрів, є також і пружинні вакуумметри, які служать для вимірювання розріджень, до 760 мм рт. ст.

Розрізняють такі види пружинних приладів: а) мембранні тягоміри і напороміри; б) манометри і вакуумметри з гармоніковою пружиною; в) манометри з гвинтовою трубчатою пружиною; г) манометри, вакуумметри і мановакууметри з трубчатою пружиною; г) мембранні

Манометри пружинні можуть бути показувальними і самозаписуючими. Вони можуть мати пневмодавачі, якщо використовуються у системі автоматичного регулювання, а також можуть бути електроконтактними для використання їх у системах сигналізації.

Поршневі манометри працюють за принципом зрівноважування сил. Це означає, що вимірювальний тиск з одного боку зрівноважується тягарями, котрі діють на поршень, вміщений у циліндр, а з другого манометром, що його вимірює. Поршневі манометри використовуються для градуювання і перевірки пружинних манометрів. Точність цього приладу знаходиться у межах 0,02-0,2 % вимірювального тиску.

Електричні манометри використовують для вимірювання високих швидкозмінних тисків (у двигунах внутрішнього згоряння), а також для вимірювання тисків на віддалі. Складаються з давача і показуючого приладу. Давачі можуть бути: а) п'єзокварцові - процес стиснення кристалу-діелектрика зумовлює на його поверхнях виникнення електричних зарядів, які пропорційні зовнішній силі; б) магнітопружні – коли зі зміною механічних зусиль змінюється магнітна проникливість; в) індуктивні – зміна положення стержня у котушці зумовлює зміну її індуктивності; г) ємнісні – внаслідок дії тиску змінюється віддаль між пластинками, що зумовлює зміну ємності давача.

Для вимірювання дуже високих тисків (понад 2000 кг/см²) використовують манганінові манометри, котрі працюють за принципом зміни електричного опору манганінової дротини від тиску.

Вибір приладу залежить від шуканої величини, фізичних властивостей робочого тіла, рідини (газу), а також потрібної точності вимірювання.

З метою забезпечення високої точності вимірювання (0,2 - 0,3 мм вод. ст.) незначних величин тисків (до 50 - 200 мм вод. ст.) використовують мікроманометри. Для більших значень тисків (150 - 7 00 мм вод. ст.) з необхідною точністю (1 мм рт. ст. або вод. ст.) застосовують U-подібні прилади. Для вимірювання тисків, більших від 0,03 МПа, можуть використовуватися пружинні манометри. Шкала приладу підбирається таким чином, щоб максимальна величина вимірювального тиску не перевищувала двох третин шкали у разі сталого навантаження і половини шкали для зміного навантаження. Мінімальний тиск не повинен бути менший від третини шкали. Наприклад, щоб визначити у паровому котлі тиск пари в 10 кгс/см², необхідно підібрати манометр з границею вимірювання до 15 кгс/см².

На точність вимірювання тиску або розрідження, окрім похибки самого приладу, впливає також температура середовища та оточуючого повітря, місце взяття імпульсу та інші фактори.

Температура пружини манометра не повинна перевищувати 60 °С. Щоб уникнути впливу високої температури на пружину манометра, прилад приєднують до трубопроводу, або апарата через сильфонну трубку, яка заповнена конденсатом або будь-якою нейтральною рідиною. Між манометром та сильфонною трубкою ставиться триходовий кран, що дає змогу робити продувку сильфонної трубки і виявляти несправність манометра, а також на місці перевіряти покази манометра.

Щоб на манометр не діяла висока температура оточуючого середовища, його необхідно розташовувати на віддалі від нагрітих частин машин, котлів та ін. Температура оточуючого середовища не повинна перевищувати 40 °С.

Вибираючи місце для вимірювання тиску, необхідно стежити, щоб не було перешкод рухові рідини. У разі вимірювання розрідження газів у газоходах трубку для забору необхідно встановити так, щоб її переріз був паралельним рухові газів.

Згідно з правилами Комітету стандартів і вимірювальних приладів, перевірка манометрів та їх пломбування (клеймування) повинна проводитись не менше одного разу на 12 місяців. Крім цього, не менше одного разу на 6 місяців підприємство повинно робити перевірку робочих манометрів самостійно на робочому місці. Записи результатів перевірок приладів заносяться у журнал контрольних перевірок, який повинен бути на кожному підприємстві.

Пружинні вакуумметри, напороміри та тягоміри перевіряються шляхом порівняння їх показань з показами U-подібного манометра.