Инструкции по оборудованию / Сосуды, работающие под давлением

ООО «ИНВИТТО»

Учебный стенд «Сосуды, работающие под давлением»

Методические указания

Ярославль, 2023

2

Описание стенда.

Учебный предназначен для проведения лабораторных работ в рамках изучения сосудов, работающих под давлением. Внешний вид стенда показан на рис. 1.

Рис. 1.

Параметры электропитания: однофазное, 220В, 50 Гц.

На лицевой панели стенда расположены (см. рис. 2):

1.термометр для измерения температуры в ресивере стенда (далее – термометр ресивера)

2.цифровое табло индикации температуры в помещении

3.клапан для подачи воздуха в ресивер стенда (далее – клапан подачи)

3

4. редукционный клапан

Рис. 2.

В нижней части ресивера стенда расположен клапан сброса давления (см. рис. 3, далее – клапан сброса).

Рис. 3.

Рис. 4.

На рис. 4 показаны источник теплового излучения (1) и защитный экран (2). На ресивере стенда установлены предохранительные клапаны (пружинный и рычажный) а также 2 манометра разных классов точности.

Не устанавливать при работе стенда давление более 0,5 МПа в ресивере стенда.

Масса груза для установки на рычажный клапан – 1,1 кг.

4

Заметки по эксплуатации, транспортировке и хранению

1.Запрещается нарушать пломбы и защитные наклейки, установленные производителем стенда.

2.Указания по технике безопасности

Внимание! В изделии имеется опасное для жизни напряжение. Во избежание несчастных случаев запрещается включать изделие в розетку, не имеющую контакта заземления.

Розетка для подключения вилки питания стенда должна находиться в доступном месте для быстрого отключения от сети.

При возгорании изделия необходимо обесточить стенд, выдернуть вилку шнура питания из сети, для тушения использовать порошковый или углекислотный огнетушитель.

3. Указания по подготовке к работе.

После транспортировки и хранения при температуре ниже 0° С изделие должно быть выдержано в нормальных условиях в течении не менее четырех часов в запакованном виде.

Перед подключением к сети питания, необходимо провести внешний осмотр корпуса стенда и шнура питания на отсутствие механических повреждений. Включить вилку в сеть 220 В с заземленной розеткой.

При эксплуатации стенда руководствоваться документацией на устройства, установленные в стенде или поставляемые в комплекте.

4. Условия эксплуатации Стенды рассчитаны на эксплуатацию при нормальных значениях

климатических факторов внешней среды по ГОСТ 15150-69 исполнение УХЛ категория 4.2, при температуре от +10°С до +35°С и относительной влажности воздуха не более 80% при температуре 25°С, атмосферном давлении 84-106,7

кПа (630 - 800 мм рт. ст.).

5. Правила хранения Изделие должно храниться в отапливаемых и вентилируемых складских

помещениях с воздушной средой, свободной от активных химических примесей. В складских помещениях должна поддерживаться температура от +5° до +40° С при относительной влажности до 80% при температуре 25°С (условия хранения 1Л по ГОСТ 15150-69).

Стенды должны храниться на расстоянии не менее 1 м от отопительной системы.

6. Транспортировка Изделия могут транспортироваться всеми видами транспорта в соответствии с

правилами, действующими для этих видов транспорта.

Транспортировка воздушным транспортом осуществляется в отапливаемых герметичных отсеках. Допускается транспортировка в контейнерах. Расстановка и крепление оборудования должно обеспечивать его устойчивое положение, отсутствие перемещений и ударов друг о друга, а также о стенки транспортных средств.

5

Лабораторная работа 1. Изучение приборов измерения давления. Определение давления и температуры рабочего тела сосуда приборами различного класса точности.

Цель работы: Знакомство с приборами измерения давления.

Краткая теория:

Конструкция деформационного датчика давления представлена на рис. 1.

Преобразователь выполнен в цилиндрическом корпусе 3, в нижней части которого расположен штуцер 4, предназначенный для присоединения к линии измеряемого давления. В верхней части корпуса расположена «обойма» 9, которая крепится в корпусе с помощью специальных защелок, позволяющих ей вращаться вокруг своей оси (относительно корпуса 3). Для фиксации положения обоймы относительно корпуса служит крышка 10, которая навинчивается на наружную резьбу верхней части корпуса 3. На обойме установлена приборная часть 2 электрического соединителя типа DIN 43650С. В кабельной части 1 соединителя производится подсоединение проводов внешних электрических цепей с помощью винтовых зажимов (клемм) без применения пайки.

Рис. 1.

Во входном отверстии 5 приемной полости штуцера преобразователя предусмотрена резьба для установки гидравлического дросселя, предназначенного для предотвращения повреждения мембраны чувствительного элемента преобразователя в случае возникновения гидроудара.

В штуцере преобразователя размещен чувствительный элемент 6. В качестве чувствительного элемента применен тензопреобразователь, на котором размещена тензочувствительная полупроводниковая схема из четырех тензорезисторов, соединенных в мост Уитсона. Под действием давления измеряемой среды мембрана чувствительного элемента прогибается. Тензорезисторы, деформируясь, изменяют свое сопротивление. В результате происходит разбаланс моста пропорционально измеряемому давлению. Разбаланс в виде электрического сигнала преобразуется электронным блоком, расположенным в корпусе преобразователя, в выходной унифицированный сигнал постоянного тока 4...20 мА.

6

В обойме 9 преобразователя имеется специальное окно для доступа к подстроечному резистору корректора нуля. Корректор нуля предназначен для подстройки выходного сигнала преобразователя при давлении, равном атмосферному.

Для подстройки выходного сигнала преобразователя при верхнем предельном значении измеряемого давления предназначен подстроечный резистор корректора диапазона 8.

К преобразователю давления присоединяется вторичный электронный прибор, измеряющий сигнал с преобразователя и переводящий его в значения давления.

Конструкция деформационного манометра приведена на рисунке 2. Под действием давления жидкости или газа, поступающего в загнутую трубку с запаянным концом, последняя стремится выпрямиться и деформируется на величину, пропорциональную давлению. Перемещение свободного конца трубки передается через тягу на шестерню, вращающую шестерню, связанную со стрелкой, индицирующей показания манометра. Таким образом, угол поворота стрелки пропорционален давлению. Изменяя жесткость загнутой трубки, получают манометры на различные диапазоны измерения давлений. Подбором соотношения шестерен регулируют коэффициент пропорциональности между углом поворота стрелки и перемещением запаянного конца трубки.

Рис. 2.

Важнейшей характеристикой измерительного прибора является его погрешность. В качестве действительного значения измеряемой величины принимается величина, измеренная образцовым прибором. Модуль разности между действительным значением измеряемой величины 0 и показанием

7

прибора , которым определяется искомая величина, называется абсолютной погрешностью данного измерения

= | − | (1)

Точность измерения обычно характеризуются относительной погрешностью, то есть отношением абсолютной погрешности к действительному значению измеряемой величины:

∆= 0 (2)

Во многих случаях для характеристики измерительных приборов пользуются приведённой погрешностью пр. Приведённой погрешностью называется отношение максимальной абсолютной погрешности к предельному значению измеряемой величины

∆

max принимается равным:

пр = (3)

•для приборов с нулевой отметкой на конце шкалы или вне шкалы — конечному значению диапазона измерений ( к), т.е. max = к.;

•для приборов с нулевой отметкой внутри шкалы – сумме пределов диапазонов измерений (без учета их знаков) слева от нулевой отметки ( кл) и справа от нулевой отметки ( кп), т.е max = | кл| + | кп|;

•для приборов, отметки шкал которых не соответствуют непосредственно их входной электрической величине – интервалу измерений (алгебраической разности между конечным ( к) и начальным

( н) значениями диапазона измерений), т.е. max= к– н. Необходимость введения приведённой ошибки объясняется тем, что даже при

постоянстве абсолютной погрешности по всей шкале прибора относительная погрешность не остается постоянной.

Пример. Прибор, предназначенный для измерения постоянного тока до 200 мА имеет максимальную абсолютную погрешность прибора I=3 мА. Причём эта погрешность условно принимается постоянной для каждой точки шкалы прибора. Относительная же погрешность прибора изменяется для различных измеренных токов.

Таким образом, измерения рекомендуется проводить во второй половине шкалы прибора, то есть там, где относительная ошибка наименьшая.

8

Лабораторная работа 2. Изучение приборов измерения температуры.

Устройство термопреобразователя сопротивления (терморезистивного преобразователя) показано на рис. 2. Термопреобразователь сопротивления состоит из корпуса 4 с фланцем крепления, проводов 5, термосопротивления 2 и 3, теплопроводящего электроизолятора 1. Термосопротивление состоит из катушки 3 с намотанной на нее металлической проволокой 2. При изменении температуры корпуса 4, тепловой поток через электроизолятор 1 проходит к проволоке 2, ее температура меняется и, как следствие, меняется электрическое сопротивление. Электрическое сопротивление катушки пропорционально ее температуре.

К термопреобразователю сопротивления присоединяется вторичный электронный прибор, измеряющий сопротивление преобразователя и переводящий его в значения температуры.

Рис. 2 Зависимость сопротивления проволоки от температуры в рабочем

10