50713

Ознайомлення з приладами та пристроями для вимірювання витрат енергоносіїв

Лабораторная работа

Физика

Витрата рідини що вимірюється в одиницях обєму називається обємною Vτ наприклад м3 с а в одиницях мас масовою Мτ кг с. Звязок між ними Мτ= Vτρ де ρ кг м3 густина рідини. Обєм рідини як правило не є одиницею кількості речовини оскільки для однієї і тієї ж кількості рідини він залежить від температури і тиску або питомого обєму. За необхідності із цього поняття виокремлюють краплинні рідини і гази.

Украинкский

2014-01-29

132 KB

9 чел.

Лабораторна робота №2 Бельського В. В. ЕМ–041

Ознайомлення з приладами та пристроями для вимірювання витрат енергоносіїв

2.1 Мета роботи:

Ознайомитись з приладами та пристроями для вимірювання витрат енергоносіїв

2.2 Теоретичні відомості

Питанням точності вимірювання витрат палива приділяють велику увагу. Помилка у вимірюваннях, яка дорівнює одному відсотку, може призвести до втрати (або навпаки) палива тільки на одному танкері сотень, а на великих — навіть тисячі тонн!

Типи приладів для вимірювання витрат палива залежать передусім від виду палива: тверде, рідке або газоподібне.

Витрату твердого палива Мτ (кг/с), визначають за масою палива М (кг), використаного протягом якогось часу τ (с);

Мτ = М / τ.

Оскільки в земних умовах маса речовини чисельно дорівнює його вазі, то простіше тверде паливо, яке витрачається, зважувати. Цей спосіб вимірювання кількості твердого палива найбільш точний, але не завжди зручний. За умови безперервної подачі палива з допомогою, наприклад, шнекового механізму витрату палива можна визначати за частотою обертання механізму. Однак точність такого способу невелика, оскільки "уявна густина" палива не контролюється і може змінюватися в широких межах.

Аналогічно можна вимірювати і витрати рідинного палива, але такий спосіб визначення мас рідинного палива використовують під час транспортування його окремими порціями: наприклад, у цистернах чи бочках. Часто ж рідинне паливо транспортують або подають в установку суцільним потоком. У цьому випадку використовують витратоміри: прилади, що вимірюють витрату речовини, яка проходить через певний переріз трубопроводу за одиницю часу.

Витратомір, обладнаний інтегруючим пристроєм, називається витратоміром із лічильником. Витрата рідини, що вимірюється в одиницях об'єму, називається об'ємною (Vτ наприклад, м3/с), а в одиницях мас — масовою (Мτ, кг/с). Зв'язок між ними Мτ= Vτ*ρ (де ρ (кг/м3) — густина рідини). Об'єм рідини, як правило, не є одиницею кількості речовини, оскільки для однієї і тієї ж кількості рідини він залежить від температури і тиску (або питомого об'єму). Тому об'ємну витрату відносять до якихось фіксованих (нормальних) умов. Під час промислових вимірювань вважають нормальними умовами температуру tн=20°С і тиск р=101 325 Па.

Витратоміри використовують і для вимірювання витрати газоподібного палива. Хоча для рідин і газів використовують різні з конструктивного погляду пристрої, однак принципово ці витратоміри не відрізняються один від одного. Тому далі розглянуто принцип дії витратомірів для вимірювання витрат рухливих середовищ, тобто як рідин, так і газів. Однак при цьому для простоти рухливі середовища називають рідинами. За необхідності із цього поняття виокремлюють "краплинні рідини" і "гази".

2.2.1 Вимірювання витрати рідин за перепадом тиску у звужувальному пристрої

Одним із найбільш поширених є спосіб вимірювання витрат рідин у трубопроводах за перепадом тиску у звужувальному пристрої. Принцип дії таких пристроїв грунтується на тому, що під час проходження потоку рідини через звуження в трубопроводі змінюється його швидкість і, отже, динамічний і статичний тиск. Ця зміна тиску залежить від швидкості потоку, а значить, і від витрати рідини. Вимірювання статичного тиску звичайно не становить труднощів. Найпростішим звужувальним пристроєм є діафрагма, що являє собою одинарний або подвійний диск з отвором круглого перерізу

Вимірювання тиску здійснюється за допомогою двох отворів, розташованих до і після діафрагми. Знаючи ці значення, нескладно визначити і витрати рідини. Розрахункове співвідношення виглядає так:

де k1 – коефіцієнт, що визначається конструкцією діафрагми;

ε — поправковий коефіцієнт, що враховує розширення середовища, яке вимірюється;

F0 — площа перерізу отвору діафрагми;

ρ — густина рідини;

p1 , p2  — відповідно тиск до і після діафрагми.

2.2.2 Витратоміри постійного перепаду тиску

Витратоміри постійного перепаду тиску грунтуються на вимірюванні вертикального переміщення чутливого елемента, що залежить від витрати середовища. Це переміщення спричиняє зміни площі прохідного отвору. До приладів постійного перепаду тиску належать ротаметри, поршневі та поплавкові витратоміри.

Ротаметр

Порштений витратомір

Поплавковий витратомір

Поршневі і поплавкові витратоміри мають велику похибку вимірювань і широкого поширення не дістали.

2.2.3 Тахометричні лічильники кількості рідкого палива

Тахометричні лічильники витрати рідини складаються з тахометричного перетворювача і лічильного підсумовуючого механізму. За принципом дії тахометричні лічильники поділяються на швидкісні та об'ємні.

У швидкісних лічильниках як робочий елемент застосовуються вертикальні і горизонтальні вертушки (турбінки). У лічильників із вертикальною вертушкою потік рідини, що обертає вертушку, направлений по дотичній до кола, що описується середнім радіусом вертушки. Такі крильчасті вертушки (турбінки) звичайно називаються тангенціальними. У лічильників із горизонтальною вертушкою потік рідини направлений паралельно осі турбінки. Такі турбінки називаються аксіальними.

Кутова швидкість обертання турбінки пропорційна середній швидкості потоку рідини, а отже, і об'ємній витраті. Число обертів вертушки приладу підсумовується лічильним механізмом, а кількість рідини в одиницях об'єму вказується лічильним покажчиком.

Об'ємні тахометричні лічильники, що мають більш високу точність порівняно зі швидкісними, застосовують для вимірювання сумарної кількості мазуту, нафти, бензину та інших рідин. В об'ємних лічильниках рідина, яка протікає через них, вимірюється окремими, рівними за об'ємом дозами, що відсікаються одним або декількома робочими елементами. Число доз рідини підсумовується лічильним механізмом, а сумарна кількість рідини, що пройшла через прилад за певний проміжок часу, показується лічильним покажчиком.

2.2.4 Електромагнітні витратоміри

Електромагнітні (індукційні) витратоміри використовуються для вимірювання в трубопроводах об'ємної витрати електропровідних рідин, розчинів і пульп із дрібнодисперсними неферомагнітними частинками. Деякі різновиди електромагнітних витратомірів використовуються для вимірювання витрати рідкого металевого теплоносія, наприклад натрію.

Принцип дії витратомірів, що розглядаються, ґрунтується на законі електромагнітної індукції, згідно з яким наведена в провіднику ЕРС пропорційна швидкості його руху в магнітному полі. Роль рухомого в магнітному полі провідника відіграє електропровідна рідина, що протікає через первинний електромагнітний перетворювач витрати, встановлений у трубопроводі. Вимірюючи ЕРС, наведену в електропровідній рідині, яка під час свого руху перетинає магнітне поле первинного перетворювача, можна визначити середню швидкість рідини, а разом із тим і об'ємну витрату.

Вимірювання витрати рідини електромагнітним методом може бути здійснене як за умови наявності постійного збудливого магнітного поля, так і за умови наявності змінного поля первинного перетворювача витрати.

2.2.5 Ультразвукові витратоміри

В останні роки стали популярними два типи ультразвукових витратомірів, які ґрунтуються на використанні, відповідно, ефекту Доплера і методів швидкості поширення імпульсів. Робота доплерівського витратоміра ґрунтується на існуванні різниці частот випромінюваного ультразвукового променю і променю, відбитого від рухомої частинки або пухирця в рухомій рідині. Ця різниця частот залежить від швидкості частинки, а отже, і рідини.

Швидкість поширення імпульсу ультразвукової енергії буде більшою під час переміщення в напрямі руху рідини і меншою під час переміщення в напрямі, протилежному потоку. Таким чином, час, необхідний для проходження імпульсу від одного ультразвукового передавача до іншого, розташованого діаметрально протилежно по трубопроводу на деякій відстані від першого, буде залежати від швидкості рухомої рідини.

Основною перевагою ультразвукових витратомірів є можливість їх розміщення на зовнішньому боці металевої труби, хоч подібні зовнішні вимірювачі, як правило, мають невисоку точність (±5% од верхньої межі швидкості потоку).

2.2.6 Діафрагмові витратоміри

Цей витратомір використовується для вимірювання споживання газу в побуті і також у промисловості.

Газовий лічильник поділений на дві частини, при цьому газ надходить у верхню камеру, з якої він подається за допомогою клапанів відповідно всередину і назовні двох сильфонів, розташованих окремо один від одного в нижній частині вимірника. У міру того, як газ витісняється з будь-якої частини сильфонів, він проходить через клапани на вихідні отвори, які сполучені з вихідною трубкою вимірника. Під час надходження газу в працюючі прилади, тиск газу спричиняє зворотно-поступальний рух сильфонів, і цей рух, що перетворюється системою з'єднаних стержнів, важелів і шестерень, забезпечує почергово управління клапанами і показами вимірника.

Діафрагмовий витратомір — це ще один тип об'ємного витратоміра.

2.3  Порядок виконання роботи

2.3.1 Отримати комплект приладів в викладача

2.3.2 За даними, написаними на приладах, звести до таблиці наступну інформацію: тип приладу, спосіб вимірювання, енергоносій, робочий діапазон, клас точності.

2.3.3 Зробити висновки по роботі.

Експериментальна частина

Таблиця №1 – Дані приладів

Лічильник

Спосіб вимірювання

Тип приладу

Енергоносій

Робочий діапазон, м/ч

, кПа

Газу

Механічний

РЛ-6

Газ

0,0610

20

Газу

Механічний

G6 ВІЗАР V2

Газ

0,0610

25

Води

Механічний

ВСКМ 7/25ч

Вода

35

Води

Механічний

ВСКМ 16/40ч

Вода

8

Висновок: в даній лабораторній я ознайомився з приладами для енергозбереження природних ресурсів, а також з їх будовою та принципом дії.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

1812. Интернет-зависимость. Причины, последствия, рекомендации. 36.05 KB
  Развитие навыков эффективного использования компьютера, интернета. Знакомство с правилами безопасного использования интернета. Знакомство с основными причинами, признаками и последствиями интернет-зависимости.
1813. Методы синтеза оптических систем 1.34 MB
  Под синтезом понимается этап проектирования оптической системы, на котором оптик-конструктор устанавливает её структуру, т. е. количество и взаимное расположение линз (зеркал), материалы, из которых они будут выполнены, а также численные значения конструктивных параметров для последующей оптимизации. Понятие об аберрациях.
1814. АМЕРИКАНО-АНГЛИЙСКИЕ ОТНОШЕНИЯ В ГОДЫ ПЕРВОЙ МИРОВОЙ ВОЙНЫ: ПРОБЛЕМЫ ИСТОРИИ И ДИПЛОМАТИИ 1.33 MB
  Концепции внешнеполитической деятельности США и Великобритании и традиции американо-английских отношений накануне Первой мировой войны. Американская историография проблемы вступления Соединенных Штатов в войну и развития американо-английских отношений в 1917-1918 гг. Американская историография проблемы вступления Соединенных Штатов в войну и развития американо-английских отношений в 1917-1918 гг.
1816. НАЛОГОВЫЙ ПОТЕНЦИАЛ СУБЪЕКТА ФЕДЕРАЦИИ: ОЦЕНКА И ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ПО КОМПЛЕКСНЫМ МАКРОЭКОНОМИЧЕСКИМ ПОКАЗАТЕЛЯМ 1.33 MB
  Понятие и экономическое содержание налогового потенциала субъекта федерации. Факторы, определяющие величину налогового потенциала субъектов Российской Федерации и показатели его оценки. Совершенствование системы требований к комплексной оценке налогового потенциала субъекта федерации. Краткосрочное моделирование показателей налогового потенциала субъектов федерации Дальневосточного федерального округа.