книги из ГПНТБ / Петров И.К. Технологические измерения и приборы в пищевой промышленности учебник

Р е ц е н з е н т ы — кафедра

автоматизации

пищевых

производств

Киевского технологического

института

пищевой

промышленности

(канд.

техн.

наук

Г о і .

г г б и ч н . - . я

н а ; * ' н о

ил • п а я

П

3171—004

4—73

044(01)—73

Учебник

написан

в

соответствии

с

программой

курса

«Технологические

измерения и приборы

отрасли»

для студентов вузов

пищевой

промышленности.

В основу

построения

книги

положены

основные

требования

Государствен­

ной системы промышленных приборов

и средств автоматизации

(ГСП), которая

отражает государственную

политику

в области

развития

приборостроения.

Для

определения

места

каждого

измерительного

прибора

в

огромной

по

объему

номенклатуре

изделий

приборостроения

в

учебнике

освещены

основные

положения

общесоюзной

классификации

продукции

приборостроения.

Особое внимание уделено физической сущности

измерений

и

измерениям,

связанным

с анализом

состава

и

свойств

веществ

и

имеющим

первостепенное

значение

для

контроля

за

ходом

технологических

процессов

пищевой

промыш­

ленности. Вызвано

это тем, что если

общепромышленным

измерениям

(измере­

ниям

температуры,

давления,

расхода,

уровня)

посвящен

ряд

монографий,

по­

собий

и учебников,

в которых можно

получить

необходимые

сведения

в

доста­

точном объеме,

то по

анализу

состава

и свойств

веществ

применительно

к

пи­

щевой

Промышленности литература,

которая

может быть рекомендована

сту­

дентам

для

изучения

курса,

практически

отсутствует.

При написании учебника были использованы

результаты

исследований,

выполненных

непосредственно

автором

и специализированными

организациями,

занимающимися

вопросами

автоматизации

пищевой

промышленности.

Автор

глубоко

признателен

д-ру

техн. наук

проф.

М.

В.

Кулакову,

канд.

техн. наук

и. о. профессора

Д. И. Скобло,

канд. техн. наук

доц.

И. П.

Глыбину,

канд.

техн.

наук

доц.

Р.

Б.

Попову,

зам.

председателя

Госплана

СССР

канд.

техн. наук

М. Е. Раковскому,

канд.

техн. наук

доц.

Л. Р. Стоцкому, а также

сотрудникам кафедры

автоматизации

пищевых

производств

Московского

ор­

дена

Трудового

Красного

Знамени

технологического

института пищевой

про­

мышленности

за

помощь,

оказанную

при

подготовке

рукописи

к

изданию.

Поскольку

в

практике

подготовки

специалистов

по

автоматизации

пище­

вых

производств

настоящая

книга

является

первым

опытом

издания

учебника

по

технологическим

измерениям

и приборам,

автор будет

искренне

благодарен

за

все

пожелания

и критические

замечания,

которые

следует

направлять

по

ад­

ресу:

Москва,

113035, 1-й

Кадашевский

пер.,

12,

издательство

«Пищевая

про­

мышленность».

точного знания

действительных

значений

физических

вели­

чин — параметров, характеризующих их ход.

В основу создания

средств

измерения

физических величин

положены

физические

явления

и закономерности, выражающие

действие

общих

объективных

законов в материальном

мире.

При построении и конструировании средств

измерений

широко

применяются микроминиатюрные

элементы,

микромодули, твер­

нанс и

т. д.

Особенно важно подчеркнуть роль измерений и измеритель­

ных приборов как

средств

получения

первичной

информации,

необходимой

для

автоматизации

производственных

процессов

на всех

стадиях, от простейших

схем

автоматической

стабили-

. зации

отдельных

параметров

до

автоматизированных систем

управления

сложными

промышленными комплексами,

постро­

ченных с учетом

последних

достижений

в области технической

кибернетики

и

вычислительной

техники.

Широкое

внедрение

измерительных

приборов

и средств

ав­

томатизации способствует техническому прогрессу, росту

про­

изводительности

труда

и повышению

культуры

производства.

Пищевая промышленность, включающая более 30 самостоя­

тельных

отраслей,

является

крупным

потребителем

общепро­

мышленныхприборов и средств автоматизации,

предназначен­

ных для измерения и автоматического

регулирования

темпера­

туры,

давления,

расхода,

уровня

и т. п. Для

пищевой

ства автоматизации,

предназначенные для

анализа

состава

и свойств исходного сырья, полуфабрикатов и готовых

пищевых

продуктов, и все же

потребность пищевой

промышленности

По данным Всесоюзного проектно-конструкторского

и науч­

но-исследовательского

института

«Пищепромавтоматика»,

в ближайшее

время в

связи с быстрыми темпами автоматиза­

ции пищевой

промышленности потребуется разработка

и освое-

ющих с пищевой средой элементов

вредного, подавляющего

влияния на

полезную

микрофлору.

Многие

пищевые продукты являются химически

активными

и агрессивными средами, и материалы,

находящиеся

в контакте

с ними, должны быть

коррозионно- и

эрозионностойкими. В то

езные погрешности в

результаты

измерений. Поэтому

газовые

и другие посторонние

включения,

засоряющие

измерительные

устройства и вызывающие их эрозию, должны

быть

отделены.

Для

создания

антисептических условий

ведения технологи­

ческих

процессов

и исключения возможностей развития вред­

ной микрофлоры

нельзя допускать образование

застойных зон,

раковин, трещин

в отборных устройствах

или

чувствительных

вое направление

в

области измерительной техники и метрологии,

к в а л и м е т р и я

—

количественная оценка качества изделий.

Наука об измерениях, методах

и средствах обеспечения их

единства и способах достижения требуемой

точности называет­

ся м е т р о л о г и е й .

К основным

проблемам

метрологии отно­

сятся общие вопросы

измерений, сведения о

единицах физиче­

ектов

(состояний

физических

систем

и происходящих в них

процессов),

но индивидуальное

в количественном

отношении

для каждого объекта называется

ф и з и ч е с к о й

в е л и ч и н о й

(или

просто

в е л и ч и н о й ) .

Каждая физическая величина, таким образом, характеризу­

ется

индивидуальным

значением,

являющимся

произведением

числового значения величины

на

ее

единицу.

Так,

например,

значение

массы тела

20 кг — произведение 20

(числового

зна­

чения)

на

килограмм

(единицу

массы).

Совокупность

физических

величин,

связанных между

собой

определенными

зависимостями,

называется

с и с т е м о й

фи ­

з и ч е с к и х

в е л и ч и н .

Система

физических

величин

состоит

из

основных,

произ­

водных и дополнительных

величин.

Физическая величина, входящая в систему и условно приня­

тая независимой

от других

величин

этой

системы,

называется

о с н о в н о й ф и з и ч е с к о й

в е л и ч и н о й .

В

системе

LMT

три основные величины — длина

( L ) , масса

(М),

время

(Т);

в Международной

системе

(СИ) LMTQIJN

семь основных

вели­

чин— длина

( L ) , масса

(М),

время

(Т),

термодинамическая

температура

Кельвина (6), сила

тока

(/), сила

света

( / ) , коли­

чество вещества

(N).

Физическая

величина,

входящая

в систему

и определяемая

через основные

величины

этой

системы,

называется

п р о и з ­

в о д н о й ф и з и ч е с к о й

в е л и ч и н о й .

Так, например в сис­

теме величин LMT

или LMTQIJN

сила

F =

ma,

(1)

называется

р а з м е р н о с т ь ю

ф и з и ч е с к о й

в е л и ч и н ы .

В Международной

системе

(СИ) размерность

силы

(и веса)

LMT~2,

удельной

теплоемкости

L2T~2Q~l,

магнитного

потока

D2MT~2I-1,

молярного объема

LzN~l.

Физическая величина, которой присвоено числовое значение,

равное

единице, называется

е д и н и ц е й ф и з и ч е с к о й

в е ­

л и ч и н ы .

Она входит множителем в значение

физической

ве­

личины. Различают основные, производные и

дополнительные

системные

единицы.

Единица основной физической величины, выбранная произ­

вольно

при построении системы,

называется

о с н о в н о й ,

а единица

производной физической

величины,

образуемая

по

[F] =

[m][a],

(2)

где

[т]

= 1

кг;

[а]

= 1

м/с2 ;

[F]

= 1

к г - м / с 2 = 1

Н;

единица давления паскаль — 1 Па — по

уравнению

[p] =

[ F ] [ S - 1 ] .

(3)

где

[F]

=

1 Н;

[S]

=

1 м2 ;

[р]

= 1

Н - м - 2 =

1 Н / м 2 = 1 Па.

связаны с другими единицами системы

уравнением, в

котором

числовой коэффициент

принят равным единице, называется

ко -

г е р е н т н о й с и с т е м о й .

Единицы, не входящие ни в одну из систем единиц, называ­

ются в н е с и с т е м н ы м и .

Например:

единицы

давления —

килограмм-сила на квадратный сантиметр

(кгс/см2 ),

милли­

метр ртутного столба

(мм

рт. ст.), бар;

единицы

длины

—

анг­

стрем, парсек и др.

К внесистемным

единицам

относятся

также

к р а т н ы е

е д и ­

н и ц ы — единицы,

в

целое

число раз

большие

системной

или

внесистемной единицы, и

д о л ь н ы е

е д и н и ц ы — единицы,

ских величин (на единицы систем

МКС, СГС, МКГСС

и др.).

Возможность устранения

многообразия

единиц

физических

величин появилась после

принятия

X I Генеральной

конферен­

цией по мерам и весам в

1960 г. единой универсальной

системы

единиц, охватывающей все

отрасли

науки

и техники, — «Меж­