87

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО РЫБОЛОВСТВУ

Федеральное государственное БЮДЖЕТНОЕ

образовательНОЕ учреждение

высшего про11фессионального образования

«МУРМАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВНЕРСИТЕТ»

(ФГБОУ ВПО «МГТУ»)

Кафедра Энергетики и транспорта

Методические указания к лабораторным работам

по дисциплине: Теплотехника

для направлений подготовки 190500 «Эксплуатация транспортных средств», 190600 «Эксплуатация наземного транспорта и транспортного оборудования»

Мурманск

2012

Разработчик (и)

доцент	Энергетики и транспорта		В.М.Толтов
должность	кафедра		И.О.Фамилия

МУ рассмотрены и одобрены на заседании кафедры-разработчика Энергетики и транспорта; протокол № ___"___"______________ 2012 г.

ВВЕДЕНИЕ

Методические указания составлены в соответствии с программой дисциплины «Теплотехника» по направлениям подготовки 190500 «Эксплуатация транспортных средств» и 190600 «Эксплуатация наземного транспорта и транспортного оборудования».

Целью настоящих методических указаний является оказание помощи студентам при подготовке и проведении лабораторных работ.

Перед выполнением лабораторной работы студент обязан изучить материал, рекомендованный в методических указаниях, ответить на контрольные вопросы в конце работы и заранее выполнить 1, 2, 4 разделы журнала лабораторных работ.

Результаты наблюдений и измерений заносятся в журнал лабораторных работ. После обработки полученных данных, проведения необходимых расчетов и построения графиков отчет по лабораторной работе сдается преподавателю. При правильном выполнении и оформлении лабораторной работы и положительных ответах на вопросы преподавателя ставится зачет по каждой лабораторной работе, что вместе с другими текущими формами отчетности является основанием для допуска к зачету или экзамену по дисциплине.

Студенты, не выполнившие по каким-либо причинам лабораторную работу во время занятий, обязаны выполнить и защитить ее в часы дополнительных занятий, согласованных с преподавателем.

Раздел 1. Техническая термодинамика

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 1

Изучение конструкций приборов для измерения параметров состояния рабочих тел

Цель работы – изучение конструкций, принципов действия и основных элементов контрольно-измерительных приборов, их классификации, назначения и области применения.

Краткие теоретические сведения

Для повседневного контроля за работой двигателей внутреннего сгорания, газотурбинных, паросиловых и холодильных установок на них устанавливают приборы для измерения основных теплотехнических параметров. Приборы также необходимы при проведении испытаний и наладочных работ механизмов и машин.

Качество измерительных приборов определяется точностью показаний, чувствительностью и инерционностью.

Точность прибора характеризуется отклонением показаний прибора от действительного значения измеряемой величины.

Чувствительность прибора определяется соотношением линейного или углового перемещения стрелки прибора и изменения значения измеряемой величины, вызвавшей это перемещение.

Инерционностью прибора называется время от момента измеряемой величины до момента отклонения стрелки прибора.

Погрешность измерения может быть абсолютной и относительной.

Абсолютная погрешность прибора определяется разностью между показаниями прибора и действительным значением измеряемой величины.

Наибольшая погрешность показаний прибора, допускаемая нормами для технических измерений, называется допустимой погрешностью. В зависимости от размера относительной допустимой погрешности всем приборам согласно ГОСТ 16263-70 присваивается класс точности: 0.2; 0.5; 1.0; 1.5; 2.0; 2.5; 3.0; 4.0; 4.5; 5.0; 5.5; 6.0, что соответствует погрешности прибора ±0.2 %; ±0.5%; ±1.0% и т.д.

Типы измерительных приборов

Выполняя первую часть лабораторной работы, необходимо по литературным источникам и учебным стендам изучить способы измерения параметров и принцип работы следующих приборов:

1. Приборы для измерения температуры: - жидкостные термометры; - манометрические термометры;

- сильфоны; - электрические термометры сопротивления; - термоэлектрические термометры (термопары).

2. Приборы для измерения давления: - жидкостные манометры; - деформационные манометры; - пиметры, максиметры, индикаторы; - грузопоршневые манометры.

3. Приборы для измерения расхода: - мерные устройства (штихпроберы); - тахометрические счетчики и расходомеры; - дроссельные расходометры (диафрагменные, сопловые устройства, трубки Вентури); - дифференциальные манометры-расходомеры.

Принципиальные схемы и описание принципа работы некоторых из перечисленных выше приборов приведены ниже.

Приборы для измерения температуры

1. Манометрические термометры.

Манометрический термометр состоит из тонкостенного термобаллона 4, заполненного термометрическим веществом, капилляра 3 и манометра с трубчатой пружиной 2, свободный конец которой связан со стрелкой 1 прибора.

Термобаллон изготавливают, обычно, из латуни, которая обладает хорошей теплопроводностью. Капиллярную трубку с внутренним диаметром 0,2-0,5 мм и толщиной стенки 0,5-2 мм выполняют из меди или стали, трубчатую пружину – из латуни. Выбор материала зависит от свойств термометрического вещества и контролируемой среды.

При нагревании термобаллона, погруженного в измеряемую среду, термометрическое вещество (наполнитель) расширяется, трубчатая пружина, раскручиваясь, перемещает стрелку прибора, шкала которого градуируется в градусах Цельсия (принцип действия трубчатой пружины изложен в разделе «Приборы для измерения давления: манометры с трубчатой пружиной»).

По виду наполнителя манометрические термометры разделяют на жидкостные, конденсационные и газовые. Наиболее часто используют конденсационные манометрические термометры. Их действие основано на использовании зависимости давления насыщенных паров жидкости от температуры. В конденсационных термометрах термобаллон заполнен жидкостью, кипящей при низких температурах (хлористым этилом или метилом, эфиром, ацетоном и др.), а капилляр и трубчатая пружина – другой, не испаряющейся жидкостью (например, смесью глицерина с водой или спиртом), которая служит только для передачи давления.

К общим достоинствам манометрических термометров следует отнести: возможность дистанционной передачи показаний (до 50 м); преобразование температуры в давление; отсутствие электрических цепей, что позволяет применять их во взрывоопасной среде.

Недостатками манометрических термометров являются: невозможность замера высоких температур; сравнительно высокая погрешность (±2,5%); сложность ремонта и монтажа.