Смекни!
smekni.com

Методические указания и контрольные задания для студентов-заочников образовательных учреждений среднего (стр. 4 из 7)

2h

t = (6.25)

V

где h – расстояние от излучателя до поверхности, м;

V – скорость распространения волны в среде над измеряемой

поверхностью, м/с;

Скорость распространения электромагнитной волны зависит от свойств среды.

V =

(6.26)

где eama - абсолютная диэлектрическая (Ф/м) и магнитная (Гн/м) проницае-мость среды.

Например, скорость распространения электромагнитных волн в воздухе составляет 299 106 м/с.

Скорость звуковой волны (V, м/с) в воздухе определяется по формуле

V =

= ec KRT, (6.27)

где ec - коэффициент сжимаемости газов, м2/Н;

KR - универсальная газовая постоянная, равная 8134 Дж(кг К);

Р, Т - Давление и температура среды/

6.5 Измерение влажности воздуха, газа (Задача №3 для вариантов 17-23)

1 Психрометрический метод .

Он основан на использовании зависимости относительной влажности воздуха от разности температур сухого и влажного термометров. Для определения влажности используется психометрическая таблица

(приложение 6). Приборы, основанные на психометрическом методе, оснащены двумя одинаковыми термометрами (термосопротивлениями), один из которых постоянно влажный. При этом используются различные мостовые схемы, рисунок 5.

R


R5 Rc

RM

R4

R2

Uпит

Рисунок 5 – Мостовая схема психрометра

3 Конденсационный метод

Конденсационный метод основан на определении относительной влажности по известным температурам воздуха (газа) и точки росы. Эта точка

контролируется визуально или с помощью фотоэлементов. При расчетах можно пользоваться следующим выражением для относительной влажности:

а + Т – в (Т – Тd)

j = ----------------------------- * 100% , (6.28)

а + Т + в (Т – Тd)

где Т и Тd - температура воздуха и точки росы;

а и в - постоянные коэффициенты (в диапазоне температур воздуха 293

313К, а = 105, в = 3,9).

Одна из схем гигрометра приведена на рисунке 6.




1-источник света; 2- зеркальце; 3- фотоэлемент; 4- усилитель; 5- реле;

6 -полупроводниковая батарея; 7-термоэлектрический преобразователь

Рисунок 6 – Фотоэлектрический гигрометр

Охладителем является полупроводниковая термоэлектрическая батарея 7, работающая по принципу эффекта Пельтье: повышение температуры одного спая и понижение температуры другого спая при прохождении тока в термоэлектрической цепи. К холодному спаю полупроводникового элемента батареи припаяно металлическое зеркальце 2. Для измерения температуры зеркальца к его поверхности припаян термоэлектрический преобразователь, подключенный к милливольтметру.

В отсутствии на поверхности зеркала конденсата, падающий на него от осветителя 1 световой поток отражается и попадает на фотоэлемент 3. В цепи фотоэлемента проходит фототок, который усиливается электронным усилителем и управляет работой реле 5. При этом через термоэлемент полупроводниковой батареи 6 проходит ток и зеркало охлаждается. Появление конденсата на поверхности зеркала приводит к рассеянию светового потока, уменьшающего освещенность фотоэлемента, уменьшению фототока и переключению реле, при котором питание термоэлемента отключается. Так как окружающая температура выше температуры зеркала, конденсат с поверхности зеркала быстро испаряется, и реле вновь включает в работу термоэлемент полупроводниковой батареи.

4 Емкостные влагомеры

Работают по принципу изменения емкости конденсатора, в котором измеряемое вещество играет роль диэлектрика, с изменением его влажности.

С =

(6.29)

где eа - абсолютная диэлектрическая проницаемость, Ф/м;

l - высота слоя измеряемого вещества, м;

D1 и D2 -внутренний и внешний диаметры измерительного конденсатора, м.

7 Задания для контрольных работ

Вариант 1

1. При изменении температуры на 40°С° относительное изменение высоты столбика ртутного термометра составляет 1,02 по сравнению с первоначальным. При каком изменении температуры оно будет 1,08, если коэффициент объёмного расширения ртути 1,72 10-4 1/С°?

2. Атмосферное давление в зоне установки двухтрубного манометра, заполненного ртутью с rv=14 г/см3, равно 101,3 кПа. Определить избыточное и абсолютное давления, если разность уровней 100 мм.

3. В поплавковом уровнемере масса поплавка 2,8 кг, объём 420 см3, масса противовеса 2 кг. При измерении верхнего уровня поплавок находится на расстоянии 5 м от дна резервуара, а противовес – на расстоянии 2 м, масса троса 0,2 кг на погонный метр. Определить, какая часть объема поплавка будет погружена, если плотность измеряемой жидкости 950 кг/м3.

4. Автоматизация газомоторного компрессора. Автоматический контроль параметров в электрической системе.

5. Виды и методы измерений. Погрешности измерений.

Вариант 2

1. Каким должен быть рабочий ход стержня длиной 100 мм латунного термометра расширения со шкалой -100-5000С? Коэффициент линейного расширения принять 0,2 10-4 1/С°.

2. Абсолютное давление контролируемой среды менялось от 500 до 1200 кПа, атмосферное давление 101,3 кПа. Определить, в каких пределах меняется разность уровней в двухтрубном манометре, заполненном ртутью с rv=14 г/см3.

3. Масса поплавка уровнемера 3 кг. При изменении нижнего уровня он находится на расстоянии 0,2 м от дна резервуара, а противовес массой 2 кг – на высоте 3,5 м. Масса троса 0,2 кг на погонный метр. Определить наименьший объём, который должен иметь поплавок, если плотность жидкости 1000 кг/м3.

4. Автоматический запуск и остановка газомоторного компрессора.

5. Средства измерений, их метрологические характеристики.

Вариант 3

1. При увеличении перепада температур на 200°С° относительное изменение длины стержня равно 1% от первоначального значения l0. Найти коэффициент линейного расширения материала стержня.

2. Жидкостный манометр отградуирован при атмосферном давлении 101,3 кПа на измерение абсолютного давления до 130 кПа Изменится ли избыточное давление прибора, заполненного ртутью, при падении атмосферного давления до 97 кПа.? Определить относительную погрешность измерения абсолютного давления, если показание прибора соответствует 130 кПа.

3. Определить передаточное число редуктора поплавкового уровнемера, одно из колёс которого связано с барабаном, наматывающим трос, другое – со стрелкой указателя, если при перемещении поплавка от 0 до 1,5 м угол поворота указателя равен 270°. Диаметр барабана 100 мм.

4. Автоматический контроль и сигнализация основных параметров газотурбинных установок на компрессорных станциях.

5. Термометры расширения. Устройство, принцип действия, область применения.

Вариант 4

1. Длина указателя дилатометрического термометра равна 150 мм, а расстояние от её точки крепления до латунного стержня (aс=0,2 10-41/С°) равно 15 мм. Найти цену деления и чувствительность термометра, если начальная длина стержня l0=50 мм.

2. Жидкостный манометр, заполненный спиртом, градуируется при температуре 20°С; плотность спирта rV0=800 кг/м3. Определить, как изменится чувствительность прибора при температуре 30°С, если рV=790 кг/м3. Найти погрешность измерения давления Ризб= ±1кПа.

3. Контактно-механический уровнемер рассчитан на измерение уровня до 5 м. Сколько оборотов сделает электромеханическая лебёдка диаметром 0,5 м? Выбрать коэффициент передачи редуктора, связывающего лебёдку с сельсином-датчиком, если его поворот должен быть не более 180°.

4. Регулирование параметров газотурбинных агрегатов.

5. Манометрические термометры. Устройство, принцип действия, типы, область применения.

Вариант 5

1. Выбрать соотношение плеч рычага дилатометрического термометра с диапазоном измерения –100… -500°С° так, чтобы его шкала имела линейный размер 60 мм. В термометре используется латунный стержень (aс=0,2 10-41/С°) длиной l0 =100 мм

2. Длина каждой из трубок U-образного манометра 0,5 м. Для каких избыточных давлений можно использовать манометр, если его заполнить ртутью (рV=13800 кг/м3), водой (рV=100 кг/м3) или спиртом (рV=800 кг/м3)?

3. На рисунке 7 приведена принципиальная схема мембранного сигнализатора уровня. При каком давлении среды сработает сигнализатор с мембраной диаметром 50 мм и толщиной 0,5 мм, если модуль упругости материала мембраны Е =20 ГПа, а рабочий ход микропереключателя 2 мм?

4. Автоматизация газоперекачивающих агрегатов ГПА-Ц-6,3.

5. Термоэлектрические преобразователи. Устройство, принцип действия, типы, характеристики.