Методические указания по выполнению лабораторных работ специальность: 150411 «Монтаж и техническая эксплуатация промышленного оборудования (по отраслям)» (стр. 6 из 12)

10 В чем суть термоэлектрического явления?

11 Для чего применяют монометрические термометры?

Требования к отчету

Отчет должен содержать:

4.1 Тему лабораторной работы, требования к умениям и навыкам.

4.2 Ответы на контрольные вопросы (письменно).

4.3 Схемы, рисунки технических средств активного и пассивного контроля с их описанием.

4.4 Вывод.

Критерии оценки

Работа будет зачтена, если студент практически выполнил работу, ответил на все вопросы (письменно) и оформил отчет в соответствии с требованиями настоящего методического пособия

Литература:

1 Староверов, А. Г. Основы автоматизированного производства: учеб. / А. Г. Староверов – М: изд-во Машиностроение, 1989

2 Данилов, И.А., Иванов П.М. Общая электротехника с основами электроники: учеб. / И.А. Данилов, П.М. Иванов. – М: изд-во Высшая школа, 2000

3 Головенков, С.Н., Сироткин, С.В. Основы автоматики и автоматического регулирования станков с ПУ: учеб. / С.Н. Головенков, С.В. Сироткин. – М.: изд-во Машиностроение, 1980

Лабораторная работа №4

Тема: Изучение конструкции приборов расхода

Знать:

– приборы расхода, их классификацию, работу и применение

ХОД РАБОТЫ

Классификация приборов расхода, количества и уровня

Одними из наиболее важных параметров технологического процесса являются количество и расход вещества.

Если под количеством вещества подразумевается объем или масса отмеренного вещества, то под расходом понимают количество вещества, проходящего непрерывно в потоке (в трубе, на транспортере и т. д.) за единицу времени.

В системе СИ объемный расход Q измеряется в кубических метрах в секунду, а массовый М – в килограммах в секунду, иногда используют единицу – литр в секунду.

Для измерения расходов газов и жидкостей применяют приборы, называемые расходомерами.

В тех случаях, когда требуется отмерять и учитывать количество вещества, используют счетчики и весы. С их помощью ведут учет сырья и готовой продукции, электроэнергии, пара и воды.

Применяют также комбинированные приборы; в расходомеры встраивают интегрирующие (суммирующие) устройства, позволяющие вести суммарный учет вещества, израсходованного за заданный промежуток времени.

В зависимости от принципа действия приборы для измерения расхода жидкостей и газа подразделяют на расходомеры обтекания, переменного перепада давления и переменного уровня, индукционные, тахометрические и объемные.

Для измерения расхода твердых и сыпучих материалов используют механические, электрические, фотоэлектрические с радиоизотопными счетчиками весы и весы с ручной наводкой, а также автоматические порционные, платформенные и автомобильные, тензометрические и другие весы.

Для контроля уровня жидкости или сыпучего материала применяют приборы, называемые уровнемерами. Уровень жидкости или сыпучего материала – это высота границы раздела жидкости или сыпучего материала и воздуха (газа), находящегося над жидкостью или сыпучим материалом, относительно условного (нулевого) отсчета. Отсчетом измерения уровня, как правило, является резервуар или бункер, в котором измеряется уровень жидкости или сыпучего материала.

Большое разнообразие объектов измерения обусловило многообразие физических принципов и средств измерений уровня, удовлетворяющих тем или иным требованиям.

Все приборы контроля уровня можно разделить по метрологическому принципу на две группы. Первую группу приборов используют для непрерывного измерения уровня и называют уровнемерами. Приборы второй группы предназначены для сигнализации о достижении заданного (контрольного) уровня. например верхнего или нижнего. Их называют сигнализаторами уровня.

Расходометры

В соответствии с применяемыми методами приборы для измерения расхода подразделяют на расходомеры обтекания, переменного перепада давления, переменного уровня, индукционные, тахиметрические и объемные.

Из расходомеров обтекания наибольшее распространение получили расходомеры постоянного перепада давления, получившие название ротаметров. Чувствительным элементом этих приборов является поплавок (шарик), воспринимающий динамическое давление потока. Принцип действия ротаметра (рис.1) основан на том, что при движении жидкости или газа снизу вверх через конусную трубку 1 поплавок 2 поднимается (опускается) до тех пор, пока его сила тяжести не уравновесится разностью давлений до и после поплавка и выталкивающей силой. При постоянной плотности и кинематической вязкости сред значение расхода соответствует строго определенному положению поплавка.

Рисунок 1 – Ротаметры

К основным преимуществам ротаметров следует отнести простоту конструкции, значительный диапазон измерения и возможность измерения малых расходов и расходов агрессивных сред. К недостаткам относятся большая чувствительность к изменению вязкости жидкой среды при изменении температуры и невозможность измерения расхода загрязненных жидкостей, из которых выпадают осадки.

Промышленность выпускает ротаметры трех видов: показывающие, для местного контроля расхода без передачи информации (рису. 1,а); с электрической дистанционной передачей информации без местной шкалы (рис. 1,6) и с пневматической дистанционной передачей и местной шкалой показаний.

В термических и литейных цехах ротаметры применяют для измерения расхода природного газа, азота, аммиака и водорода.

Работа расходомеров переменного перепада давления основана на измерении давления, создаваемого с помощью дросселя, в зависимости от расхода среды.

В качестве устройства для создания в трубопроводе перепада давления чаще всего используются стандартные сужающие устройства: диафрагмы (рис.2,а), сопла (рис.2,6) и трубы Вентури (рис.2,в).

Рисунок 2 – Стандартные служащие устройства расходомеров переменного перепада давления

Дифференциальные манометры, применяемые для измерения перепада давления в расходомерах, имеют неравномерную шкалу в связи с существующей квадратичной зависимостью между перепадами давления и объемным расходом.

Расходомеры переменного перепада давления получили наибольшее распространение в литейных и термических цехах.

Расходомеры переменного уровня предназначены для измерения расхода жидкости, находящейся под атмосферным давлением. Принцип действия этих расходомеров основан на зависимости уровня со свободным стоком жидкости от расхода.

В тахометрических расходомерах основным элементом является крыльчатка, вращающаяся под действием потока с угловой скоростью, пропорциональной скорости потока и, следовательно, расходу.

В последние годы весьма перспективными стали шариковые и турбинные тахометрические расходомеры. Шариковые расходомеры имеют преимущества перед турбинными в простоте конструкции и высокой эксплуатационной надежности.

В шариковом расходомере (рис.3) в качестве подвижного элемента применен шарик 3, который изготовлен из ферромагнитного материала с пластмассовым покрытием. Под действием закрученного потока шарик совершает планетарное движение, для чего используется направляющий аппарат 1, выполненный в виде многозаходного винта, помещенного в корпусе 2. При выходе из прибора поток успокаивается (сглаживается) струевыпрямителем 6, на крестовине которого закреплено ограничительное кольцо 5, удерживающее шарик.

Частота вращения шарика регистрируется индуктивным преобразователем 4, частота наводимых сигналов которого пропорциональна расходу потока, и преобразуется в сигнал постоянного тока 0 ... 5 мА.

Рисунок 3 – Шариковый расходомер

Технические характеристики некоторых видов шариковых расходомеров приведены в таблице 1.

Таблица 1 –Технические характеристики шариковых расходомеров

Счётчики жидкости и газов

В зависимости от принципа действия счетчики жидкостей и газов делят на скоростные и объемные. Принцип действия скоростных счетчиков основан на суммировании числа оборотов помещенного в поток вращающегося устройства за какой-либо отрезок времени. По конструкции их подразделяют на счетчики с вертикальной вертушкой и счетчики с винтовой вертушкой. Первые применяют для измерения малых расходов жидкостей, а вторые — для измерения больших расходов.

Скоростной счетчик типа УВК (рис.4) состоит из двух основных частей: измерителя скорости потока и счетной головки. Счетный механизм отделен от потока контролируемой жидкости специальной перегородкой 3. Под воздействием потока жидкости крыльчатка 5 приводится во вращение. Передача вращения от крыльчатки через редуктор 4 счетному механизму 1 осуществляется с помощью магнитной муфты 2, которая используется для отключения последнего.

Рисунок 4 – Скоростной счётчик типа УВК

К достоинствам скоростных счетчиков с вертикальной крыльчаткой относятся простота конструкции, небольшая потеря давления и низкая чувствительность к загрязнениям. Недостатками этих счетчиков являются нереверсивность действия, приводящая к одностороннему изнашиванию, и необходимость установки счетчика на горизонтальных участках трубопровода. Счетчики с вертикальной вертушкой применяют для измерения количества воды, подаваемой в цехи.

Объемные счетчики применяют для измерения количества чистых (без механических примесей) нейтральных и агрессивных жидкостей разной плотности и вязкости (например, воды, керосина, бензина, мазута и масел), а также газов. По конструкции их подразделяют на шестеренчатые и поршневые.