лаба 3.1

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ПЕТРА ВЕЛИКОГО

Институт Энергетики

Высшая школа атомной и тепловой энергетики

Лабораторная работа №3.1

"Способы измерения объемного расхода газа"

Студент гр. 3231401/21 Школьников А.С.

Сирош С.А.

Преподаватель Павлов А.В.

Введение

В данной лабораторной работе с помощью экспериментальной установки снимаем показания расхода воздуха с ротаметра и показания перепада давления с дифференциального манометра. Мы исследуем неопределенность коэффициента мерной диафрагмы, неопределенность измерений расхода по мембранному расходомеру.

Описание установки

Экспериментальная установка представляет из себя стенд (рис.1). Стенд подключен к источнику питания и состоит из: компрессора (1), вентиля регулирования расхода (2), ротаметра (3), дифференциального манометра (4), мерной диафрагмы (5), измерителя температуры (6), манометра (7), мембранного расходомера (8), крана (9).

Рисунок 1 - Схема газового контура

Ход работы:

1. Включаем питание стенда

2. Запускаем компрессор

3. Снимаем показания с ротаметра, заносим их в таблицу 3.1

4. Секундомером замеряем время, за которое проходит V=0,01 м ³ воздуха через счётчик

5. Снимаем перепад давления на мерной диафрагме и заносим их в таблицу 3.1

6. Повторяем пункты 3-5 при различных показаниях расходомеров.

Результаты эксперимента

Таблица 3.1

Показания приборов

№	Расход воздуха, G, м³/с	Время, за которое через расходомер пройдет V=0,01 м³ воздуха, 𝜏, с	Перепад давления на мерной диафрагме, ΔP, кПа
1	5	46,5	52,6
2	4,4	51	45,6
3	3,9	58,6	36
4	2,8	70	24,9
5	1,7	93	14,8

Рисунок 2 - Зависимость перепада давления на мерной диаграмме от расхода газа

Обработка результатов

1. Расход через счётчик находится по формуле , где V – объем воздуха (V=const=0,01), 𝜏 – время, за которое через расходомер пройдет V=0,01 м³ воздуха.

2. Коэффициент мерной диафрагмы находится по формуле , где ΔP - Перепад давления на мерной диафрагме.

Данные расчетов и k заносятся в таблицу 3.2

Таблица 3.2

№	Расход воздуха через ротаметр, G, м³/с	Расход через счетчик газа, Gсч, м³/с	Коэффициент мерной диафрагмы, k
1	5	2,1	9,16
2	4,4	1,96	9,19
3	3,9	1,7	8,96
4	2,8	1,4	8,87
5	1,7	1,08	8,88

Результаты эксперимента

3. Неопределенность измерений расхода по ротаметру вычисляется по формуле , где С – класс точности прибора (С=1,5), М – максимальное значение диапазона измерений

4. Неопределенность измерений расхода по мембранному расходомеру вычисляется по формуле , где – неопределенность измерения времени ( , – неопределенность измерения объема ( ).

Найдем неопределенность измерений расхода по мембранному расходомеру для каждого опыта:

1. 

2. 

3. 

4. 

5. 

Таким образом среднее значение

5. Неопределенность измерений перепада давления с помощью дифференциального манометра рассчитывается по формуле , где – неопределенность отсчета измеряемой величины , M – максимальное значение перепада давлений, – неопределенность полного диапазона измерений M (М= ).

Найдем неопределенность измерений перепада давления

= кПа

6. Неопределенность коэффициента мерной диафрагмы вычисляется по формуле

Найдем неопределенность коэффициента мерной диафрагмы для каждого опыта:

1. 

9,22

2. = 9

3. 

4. 

Среднее значение = 9,11

Вывод

В ходе обработки результатов видно, что неопределенность ротаметра, и неопределенность мерной диафрагмы разные вследствие того, что ротаметр – аналоговый прибор, а показания мерной диафрагмы показывает цифровой прибор. Также на это могло повлиять разное расположение приборов или неточное снятие показаний, которое повлияло на расчёт коэффициента мерной диафрагмы. Неопределённость расхода по мембранному расходомеру оказалась достаточно близкой к неопределённости расхода по ротаметру. Возможной причиной этому послужил резкий перепад давлений.

Санкт-Петербург

2022