Количество жидкости или газа можно измерить счетчиками. По принципу действия счетчики подразделяются на объемные, массовые и скоростные. Для измерения количества жидкости применяют преимущественно объемные и скоростные счетчики, для измерения объема газа - объемные счетчики. Для каждого счетчика существует определенный минимальный расход, ниже которого резко возрастает основная погрешность. По форме вертушки скоростные счетчики разделяются на две группы: с винтовой вертушкой и крыльчатые. Винтовые вертушки размещают параллельно измеряемому потоку, крыльчатые - перпендикулярно ему.
Номинальным называется наибольший длительный расход, при котором погрешность измерения не выходит за пределы установленных норм, а потеря напора не создает в счетчике усилий, приводящих к быстрому износу его деталей.
Принцип работы объемных счетчиков заключается в измерении определенного объема жидкости, вытесняемого из измерительной камеры под воздействием разности давлений. Объемные счетчики выпускаются двух типов, лопастные и с овальными зубчатыми колесами. Принцип действия лопастных счетчиков основан на том, что поток измеряемой жидкости, поступая через входной патрубок, проходит через измерительную камеру, где теряет часть напора на создание крутящего момента, приводящего во вращение ротор с выдвижными лопастями. Измерение объемного количества жидкости происходит при периодическом отсекании определённых объемов жидкости, заключенных в полости между двумя лопастями и цилиндрическими поверхностями измерительной камеры и барабана. За один полный оборот ротора отсекаются четыре объема, сумма которых равна емкости измерительной камеры.
Турбинные или скоростные счетчики - основаны на принципе измерения средней скорости движущегося потока. (преобразование скорости вращения в турбинки в объемные значения количества прошедшего газа осуществляется путем передачи вращения турбинки через магнитную муфту на счетный механизм, в котором путем подбора пар шестеренок обеспечивается линейная связь между скоростью вращением турбинки и количеством пройденного газа). Другим методом получения результата количества пройденного газа в зависимости от скорости вращения турбинки является использование для индикации скорости магнитоиндукционного преобразователя. Лопатки турбинки при прохождении вблизи преобразователя возбуждают в нем электрический сигнал, поэтому скорость вращения турбинки и частота сигнала с преобразователя пропорциональны. При таком методе преобразование сигнала осуществляется в электронном блоке, так же как и вычисление объема прошедшего газа.
Ротационный счетчик газа - принцип действия счетчика заключается в обкатывании двух роторов специально спрофилированной формы (напоминающую цифру «восемь»), друг по другу под действием потока газа. Синхронность обкатывания роторов обеспечивается специальными шестеренками соединенными с соответствующим ротором и между собой. Для обеспечения точности измерения профиль роторов и внутренняя поверхность корпуса счетчика должны быть выполнены с высокой точностью, что достигается применением специальных технологических приемов обработки этих поверхностей. Необходимо выделить несколько преимуществ этих типов счетчиков перед турбинными. Большой диапазон измеряемых расходов (до 1:160) и малая погрешность при измерении переменных потоков. Второе свойство - делает их незаменимыми для измерения расхода газа потребляющих «крышными» котельными, работающих в импульсном режиме. Любое направление газа через счетчик, Отсутствие требований к наличию прямых участков перед и за счетчиком.
Для ведения технологических процессов большое значение имеет контроль за
уровнем жидкостей и твердых сыпучих материалов в производственных аппаратах. Для измерения уровня жидкости применяют поплавковые, буйковые, гидростатические, ультразвуковые и акустические приборы, для измерения уровня жидкости и твердых сыпучих материалов — емкостные и радиоизотопные.
В поплавковых уровнемерах имеется плавающий на поверхности жидкости поплавок, в результате чего измеряемый уровень преобразуется в перемещение поплавка. В таких приборах используется легкий поплавок, изготовленный из коррозионно-стойкого материала.
В буйковых уровнемерах применяется неподвижный погруженный в жидкость буек. Принцип действия буйковых уровнемеров основан на том, что на погруженный буек действует со стороны жидкости выталкивающая сила. По закону Архимеда эта сила равна весу жидкости, вытесненной буйком. Количество вытесненной жидкости зависит от глубины погружения буйка, т. е. от уровня в емкости.
Гидростатический способ измерения уровня основан на том, что в жидкости существует гидростатическое давление, пропорциональное глубине, т. е. расстоянию от поверхности жидкости. Поэтому для измерения уровня гидростатическим способом могут быть использованы приборы для измерения давления или перепада давлений. В качестве таких приборов обычно применяют дифманометры или манметры , щкала которого градуирована в единицах измерения уровня.
Работа емкостных уровнемеров основана на различии диэлектрической проницаемости жидкостей и воздуха. Простейший первичный преобразователь емкостного прибора представляет собой электрод (металлический стержень или провод), расположенный в вертикальной металлической трубке. Стержень вместе с трубой образуют конденсатор. Емкость такого конденсатора зависит от уровня жидкости, так как при его изменении от нуля до максимума диэлектрическая проницаемость будет изменяться от диэлектрической проницаемости воздуха до диэлектрической проницаемости жидкости.
Действие ультразвуковых уровнемеров основано на измерении времени прохождения импульса ультразвука от излучателя до поверхности жидкости и обратно. При приеме отраженного импульса излучатель становится датчиком.
Вопросы для самоконтроля:
Литература: [2], с.60…70
Тема 2.4. Анализ уходящих газов
Студент должен:
иметь представление:
- о физических свойствах веществ;
знать:
- основные точки контроля уходящих газов;
- классификацию газоанализаторов;
- область их применения;
- устройство, принцип действия;
уметь:
- выбирать соответствующий тип прибора в зависимости от параметров среды и условий эксплуатации;
- выбирать тип газоанализатора в зависимости от компонента газовой смеси, содержание которого необходимо определить;
- выбрать тип газоанализатора в зависимости от компонента газовой смеси, содержание которого необходимо определить;
- пользоваться различными типами газоанализаторов,
Основные положения контроля состава дымовых газов. Основные точки контроля уходящих газов.
Классификация газоанализаторов, область их применения, устройство, принцип действия.
Тепловые, термомагнитные, хроматографические, электрохимические газоанализаторы.
Методические указания
Достоверное определение состава продуктов сгорания органических топлив является одной из актуальных задач при наладке и эксплуатации котельного оборудования. Определение фактического количества выбрасываемых в атмосферу вредных веществ с продуктами сгорания топлива производится на основе прямых газоаналитических измерений концентраций токсичных компонентов. Одним из главных условий достоверности результатов газового анализа является представительность анализируемых проб, обеспечиваемая правильной организацией их отбора из потока продуктов сгорания. Основные требования к отбору проб газа и его анализу следующие: все части системы отбора должны быть инертны по отношению к исследуемому компоненту, температура системы отбора проб должна поддерживаться на уровне, исключающем конденсацию паров или взаимодействие компонентов исследуемой газовой смеси друг с другом и объем пробы должен быть точно измеренным и достаточным для обеспечения требуемой точности измерений.
В газоаналитической аппаратуре реализуются следующие методы измерений:
- непосредственное измерение показателя, характеризующего вредное вещество, без изменения химического состава пробы газа (используются приборы, построенные на принципах избирательной абсорбции света в инфракрасной, ультрафиолетовой и видимой частях спектра, парамагнетизма, изменения плотности, теплопроводности, показателя преломления света)