Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Метрология и измерительная техника на базе измерительных преобразователей «Корунд». Практикум
.pdf
Измерительный трубопровод имеет следующие
параметры:
- внутренний диаметр трубопровода
при 20
о
С, D20, мм 70
- материал трубопровода сталь 8
- среднее значение температурного
коэффициента линейного расширения
материала трубопровода, 1/
о
С 0,00001124
- труба – сварная, с незначительным налётом ржавчины
- эквивалентная шероховатость, найденная
по приложению Б (ГОСТ 8.563.1-97), мм 0,200
- на участке трубопровода длиной L1 = 100 D = 7000 мм
перед сужающим устройством местных сопротивлений нет
- местное сопротивление за
сужающим устройством – гильза термометра
- диаметр гильзы термометра, мм 9,0
- расстояние между сужающим устройством
и гильзой термометра, мм 490
- глубина погружения термометра, мм 30
При наибольшем расходе qМ = 1 кг/с и наименьшей
плотности воды параметры измерения расхода равны:
- перепад давления на диафрагме 0,25 кПа;
- число Рейнольдса (O. Rejnolds –
английский физик XIX в.) 51282
- коэффициент расхода 0,736991
- потеря давления на сужающем устройстве, кПа 112,62
Коэффициенты, необходимые для расчёта расхода воды по
формулам (4.12.4) и (4.12.6):
- скорости входа, Е 1,165822
- поправки на притупление
входной кромки диафрагмы, К
1,026060
п
- истечения, С 0,610279
- поправки на шероховатость, Кш 1,009552
Для вычисления погрешности измерения расхода воды
надо воспользоваться формулой (4.12.8). При этом
= 1 %, а значение указано на с.127.
р
= 1,6 %,
к
111
расходомера воды при наименьшей плотности среды
Массовый
расход,
кг/с
Относи-
тельный
расход
Перепад
давления
на диаф-
рагме, Па
Относит.
погрешность
измерения
расхода, %
Потери
давле-
ния, Па
1
0,933
0,866
0,799
0,665
0,531
0,464
0,397
0,330
1
0,933
0,866
0,799
0,665
0,531
0,464
0,397
0,330
250
217
187
159
109
69
53
38
26
1,57
1,58
1,59
1,63
1,78
2,23
2,69
3,49
4,91
114
99
85
72
50
31
24
17
12
приведены в табл. 4.12.1.
Технические и метрологические характеристики расходомера
необходимо измерить. При этом он имеет следующие
параметры:
Технические и метрологические характеристики
Таблица 4.12.1
воды при наименьшей плотности среды
Пусть в трубопроводе течёт воздух, расход которого
- температура воздуха, оС 10 – 80
- абсолютное давление, Па 101325 – 150000
- плотность воздуха, кг/м3 0,99934 – 1,84655
- предел относительной погрешности
определения плотности воздуха, % 1,49
- коэффициент сжимаемости 1,00048 – 0,99971
- предел относительной погрешности
вычисления коэффициента сжимаемости, % 0,00
- показатель адиабаты 1,39921 – 1,40244
- предел относительной погрешности
вычисления показателя адиабаты, % 0,00
- динамическая вязкость, мкПа с 21,038 – 17,749
112
- предел относительной погрешности
вычисления динамической вязкости, % 0,14
Наибольший объёмный расход воздуха равен 0,020 м
минимальный – 0,007 м
3
/с, при этом максимальная скорость
3
/с, а
воздуха в трубопроводе равна 5,197 м/с.
Внутренний диаметр технологического трубопровода при
20 оС DТ равен 70 мм.
В качестве сужающего устройства выбираем стандартную
диафрагму с угловым отбором давления.
Диафрагма имеет следующие параметры:
- материал диафрагмы нержавеющая сталь 12Х18Н9Т
- относительный диаметр отверстия диафрагмы 0,589243
- предельное смещение оси отверстия
диафрагмы относительно оси трубопровода, мм 0,93
- предельное смещение оси отверстия
диафрагмы относительно оси трубопровода
на входном торце, не вносящее погрешности, мм 0,46
- начальный радиус закругления
входной кромки, мм 0,05
- толщина диска диафрагмы, мм 1,40
- допустимая длина цилиндрической
части диафрагмы, мм 0,35 – 1,40
- коэффициент линейного расширения
материала диафрагмы, 1/
о
С 0,00001596
Измерительный трубопровод имеет следующие
параметры:
- внутренний диаметр трубопровода
при 20
о
С, D
, мм 70
20
- материал трубопровода сталь 8
- среднее значение температурного
коэффициента линейного расширения
материала трубопровода, 1/
о
С 0,00001124
- труба – сварная, с незначительным налётом ржавчины
- эквивалентная шероховатость, найденная
по приложению Б (ГОСТ 8.563.1-97), мм 0,200
- на участке трубопровода длиной L1 = 100D = 7000 мм
перед сужающим устройством местных сопротивлений нет;
113
- местное сопротивление за сужающим
Объёмный
расход,
м
3
/с
Относи-
тельный
расход
Перепад
давления
на диаф-
рагме, Па
Относит.
погрешность
измерения
расхода, %
Потери
давления,
Па
0,020
0,019
0,017
0,016
0,015
0,014
0,012
0,010
0,008
0,007
1,000
0,935
0,870
0,805
0,740
0,675
0,610
0,480
0,415
0,350
250
218
188
160
135
112
91
56
41
29
1,51
1,54
1,57
1,62
1,70
1,81
1,97
2,66
3,36
4,56
156
136
117
100
84
70
56
34
25
18
устройством – гильза термометра
- диаметр гильзы термометра, мм 9,0
- расстояние между сужающим устройством
и гильзой термометра, мм 420
- глубина погружения термометра, мм 30
При наибольшем расходе qV = 0,02 м
3
/с и наименьшей
плотности воздуха параметры равны:
- перепад давления на диафрагме, кПа 0,25
- число Рейнольдса 17268
- коэффициент расхода 0,680281
- потеря давления на сужающем устройстве, кПа 250
Коэффициенты, необходимые для расчёта расхода:
- скорости входа, Е 1,066339
- поправки на притупление
входной кромки диафрагмы, К
1,010311
п
- истечения, С 0,603501
- поправки на шероховатость, Кш 1,001666
Технические и метрологические характеристики
расходомера воздуха при наименьшей плотности среды
приведены в табл. 4.12.2.
Таблица 4.12.2
Технические и метрологические характеристики расходомера
воздуха при наименьшей плотности среды
114
Пусть в трубопроводе течёт нефть марки «Urals», расход
которой необходимо измерить. При этом она имеет
следующие параметры:
- температура нефти, оС 10 – 80
- абсолютное давление, Па 101325 – 150000
- плотность нефти, кг/м3 880 - 930
- предел относительной погрешности
определения плотности нефти, % 0,04
- динамическая вязкость, мкПа с 938 – 13840
- предел относительной погрешности
вычисления динамической вязкости, % 1,44
Наибольший объёмный расход нефти равен 1 м3/с, а
минимальный – 0,330 м
3
/с, при этом максимальная скорость
нефти в трубопроводе - 0,295 м/с.
Внутренний диаметр технологического трубопровода при
20 оС DТ равен 70 мм.
В качестве сужающего устройства выбираем стандартную
диафрагму с угловым отбором давления.
Диафрагма имеет следующие параметры:
- материал диафрагмы нержавеющая сталь 12Х18Н9Т
- относительный диаметр отверстия диафрагмы 0,632097
- предельное смещение оси отверстия
диафрагмы относительно оси трубопровода, мм 0,75
- предельное смещение оси отверстия
диафрагмы относительно оси трубопровода
на входном торце, не вносящее погрешности, мм 0,37
- начальный радиус закругления
входной кромки, мм 0,050
- толщина диска диафрагмы, мм 1,40
- допустимая длина цилиндрической
части диафрагмы, мм 0,35 – 1,40
- коэффициент линейного расширения
материала диафрагмы, 1/
о
С 0,00001596
Измерительный трубопровод имеет следующие пара-
метры:
- внутренний диаметр трубопровода
при 20
о
С, D
20
, мм
70
115
- материал трубопровода сталь 8
- среднее значение температурного
коэффициента линейного расширения
материала трубопровода, 1/
о
С 0,00001124
- труба – сварная, с незначительным налётом ржавчины
- эквивалентная шероховатость, найденная
по приложению Б (ГОСТ 8.563.1-97), мм 0,200
- на участке трубопровода длиной L1 = 100D = 7000 мм
перед сужающим устройством местных сопротивлений нет;
- местное сопротивление за сужающим
устройством – гильза термометра
- диаметр гильзы термометра, мм 9,0
- расстояние между сужающим устройством
и гильзой термометра, мм 420
- глубина погружения термометра, мм 30
При наибольшем расходе qМ = 1 кг/с и наименьшей
плотности нефти параметры равны:
- перепад давления на диафрагме, кПа 400
- число Рейнольдса 1937
- коэффициент расхода 0,661192
- потеря давления на сужающем устройстве, кПа 209
Коэффициенты, необходимые для расчёта расхода:
- скорости входа, Е 1,090854
- поправки на притупление
входной кромки диафрагмы, К
1,025688
п
- истечения, С 0,720132
- поправки на шероховатость, Кш 1,007000
Технические и метрологические характеристики
расходомера воздуха при наименьшей плотности среды
приведены в табл. 4.12.3.
Для вычисления погрешности измерения расхода воды и
нефти надо воспользоваться формулой (4.12.8). При этом
= 2,7 %, р = 1 %, а значение указано на с. 132.
к
116
Таблица 4.12.3
Массовый
расход,
кг/с
Относи-
тельный
расход
Перепад
давления
на диаф-
рагме, Па
Относит.
погрешность
измерения
расхода, %
Потери
давле-
ния, Па
1
0,933
0,866
0,799
0,667
0,531
0,464
0,397
0,330
1
0,933
0,866
0,799
0,667
0,531
0,464
0,397
0,330
400
343
291
243
161
96
48
41
31
1,27
1,30
1,35
1,43
1,70
2,40
4,30
5,00
6,54
211
180
152
126
82
46
23
19
14
c
P
P
T
T
c
z
z
c
z
z
c
Технические и метрологические характеристики расходомера
нефти при наименьшей плотности среды
Плотность сухого газа при давлении Р и темпера-туре Т
=
с
где z – фактор сжимаемости;
маемости; Р
, Тс – давление и температура в стандартных
с
, (4.12.9)
- коэффициент сжи-
условиях.
Значения плотности в рабочих ( ) или стандартных (
с
условиях, коэффициент динамической вязкости и
показатель адиабаты (от греч. - переходный) к
определяют по методикам, установленным в ГОСТ 30319.0.3-
96, по данным Государственной службы стандартных
справочных данных или на основании данных лабораторных
анализов, выполненных в соответствии с действующими
стандартами.
Зависимость плотности жидкости от температуры t
приближённо выражается формулой
117
)
= с[1 - (20 – t)], (4.12.10)
3 1 2
где - температурный коэффициент объёмного расширения,
1/оС.
Электронный расходомер можно рассматривать как
измерительный канал (рис. 4.12.2), состоящий из
измерительного преобразователя разности давлений
«Корунд–ДД», блока извлечения корня БИКОР–01 и блока
индикации БИКОР–02.
Рис. 4.12.2. Измерительный канал расхода:
1 – «Корунд – ДД»; 2 – БИКОР – 01; 3 – БИКОР – 02
Задание 1.
Определить расход вещества в трубопроводе, измерен-
ный электронным расходомером.
Выполнение опыта.
Схема включения преобразователя «Корунд - ДД»
приведена на рис. 2.3.4, см. третий и четвёртый лабораторные стенды на рис. 3.3, 3.4.
Подключите выход «Корунда–ДД» (нижние клеммы 7
на третьем лабораторном стенде) к входному разъёму 5
блока извлечения корня БИКОР-01. Затем выход БИКОР-01
(верхние клеммы 6 на четвёртом стенде) соедините со входом
блока индикации БИКОР-02 (верхние клеммы 8 на стенде).
На рис. 4.12.3 представлена схема лабораторной установки.
Включите тумблер на лабораторном стенде, при этом
загорится зелёный индикатор на БИКОР–01 и табло на
БИКОР - 02.
Установите ноль прибора. Для этого залейте воду в
цилиндрические мерные сосуды на уровень примерно по 150
мл, чтобы на табло блока индикации БИКОР-02 установился
ноль (000.0).
118
4
3
5
6
Если табло БИКОР-02 не показывает ноль, то надо
добиться его установления, доливая жидкость небольшими
порциями в правый или левый цилиндрический мерный
сосуд в зависимости от того, в какую сторону отклоняются
показания БИКОР-02 от нуля. В левый мерный сосуд, если
показания больше нуля, и в правый, если меньше.
Для слива воды из цилиндрических мерных сосудов
нужно использовать штуцеры, расположенные на «+» и «-»
камерах преобразователя «Корунд - ДД».
1 2
Рис. 4.12.3. Схема лабораторной установки для изучения
электронного расходомера:
1 – «+» цилиндрический мерный стакан; 2 – «-» цилинд-
рический мерный стакан; 3 – «Корунд–ДД»; 4 – блок пи-
тания БПД-2К-24; 5 – блок извлечения корня БИКОР-01; 6 –
блок индикации БИКОР-02
По заданию преподавателя установите разность уровней в
цилиндрических мерных сосудах, соответствующую
перепаду давления на сужающем устройстве. Для этого
залейте в мерный сосуд с d = 20 мм объём воды из расчёта,
119
что её объём V = 20 мл соответствует 10 мм водяного столба
в цилиндрическом мерном сосуде.
Подождите не менее 20 секунд и снимите показания с
блока индикатора БИКОР-02.
Подключите также измерительный преобразователь
абсолютного давления (нижние клеммы 4 на четвёртом
лабораторном стенде) ко входу другого блока индикации
БИКОР-02, а измерительный преобразователь темпера-туры
«Корунд–Т» (нижние клеммы 5 на первом лабораторном
стенде) к блоку индикации БИКОР–02 (верхние клеммы 6 на
том же стенде).
Задание 2.
Определить погрешность измерения расхода в реальных
условиях эксплуатации.
Выполнение опыта.
С помощью измерительного преобразователя температуры «Корунд – Т» или термометра измерьте температуру
окружающего воздуха или воды в сосуде и примите за
температуру среды в трубопроводе.
С помощью измерительного преобразователя абсолютного давления МИДА или барометра измерьте атмосферное давление.
С учётом измеренных значений температуры и давления
вычислите погрешность измерения расхода в реальных
условиях эксплуатации.
Задание 3.
Обработка результатов измерений.
Выполнение опыта.
Вычислите расход вещества (воды или воздуха),
измеренный электронным расходомером переменного
перепада по формулам (4.12.6) – (4.12.7).
Определите метрологические характеристики электронного расходомера.
120
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]