Реферат: Изучение и проверка способов измерения давления, разрежения и разницы давлений

МИНИСТЕРСТВООБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

ДОНБАССКИЙГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ОТЧЕТ

полабораторной работе

«Изучениеи проверка способов измерения давления, разрежения

и разницыдавлений»

Алчевск

Введение

Целью работы являетсяполучение практических навыков по проверке способов измерения различныхтехнологических параметров на примере грузопоршневого манометра для измерениядавления.

1. Теоретические исследования

 

1.1 Общие указания

 

1.1.1 Поверка пружинных манометров

Для поверки рабочихпружинных манометров допускается применение таких образцовых приборов:

– грузопоршневыхманометров класса точности 0,05 и 0,2;

– пружинных манометровкласса точности 0,16 и 0,25.

Для поверки рабочихманометров на месте их установки служат контрольные манометры класса 0,5 и 1,которые имеют трубчатые пружины и две стрелки.

При выборе того или иногообразцового прибора необходимо руководствоваться следующим:

– граничное давлениеобразцового прибора должно быть не меньше граничного давления прибора иноминальное значение давления прибора, которое проверяется, должно быть неменьше начальной трети от граничного давления образцового прибора;

– основная погрешностьобразцового прибора должна быть в четыре раза меньше погрешности прибора,который проверяется.

Используемые для проверкиобразцовые приборы должны находится в полной исправности и рабочем состоянии.Каждый прибор должен иметь непросроченное свидетельство про его государственнуюпроверку и пломбу.

Поверка устройства дляизмерения давления может проводиться весовым способом или способом сравнения.Пружинные манометры на большое давление удобней проверять весовым методом.Поверка манометров на высокое давление проводится либо способом сравнения споказаниями образцовых пружинных манометров, либо смешанным способом.

С помощью поршневогоманометра, приведенного на рисунке 1.1, можно проводить проверку тем или инымспособом.

Для отчета показанийиспользуют два метода.

При первом методе размерсозданного давления устанавливают по образцовому прибору, и отсчитываютпоказания по прибору, который проверяется.

При втором методе доводятпоказания проверяемого прибора до полного совпадения стрелки с оценкойпроверяемой шкалы, а счёт делают по образцовому прибору. В последнем случае,если при проверке используется поршневой манометр, совмещение стрелки спроверяемыми отметками достигается путём наложения на тарелку поршневого манометракроме грузов, которые принадлежат прибору, технических гирь 3-го класса.

1.1.2 Условия и правила поверки

Проверку манометровначинают с их внешнего вида. Внешний вид определяет в некоторой степенипригодность прибора к работе до начала его проверки.

Проверяемые приборы должныбыть в исправном состоянии и не иметь сосредоточие коррозии, загрязнений,трещин и повреждений стекла, циферблата. В приборе не должно находиться никакихпосторонних предметов.

В рабочем положении приборапри отсутствии давления конец стрелки должен совпадать с нулевой отметкойшкалы.

У приборов без штифтаотклонения конца стрелки от нулевой отметки не должно превышать допустимойпогрешности. У приборов, которые имеют штифт, нулевая отметка заблаговременносдвинута на размер допустимой погрешности.

Приборы, которые неудовлетворяют вышеуказанным требованиям, на проверку не принимаются инаправляются в ремонт.

Поверку пружинныхманометров делают в лаборатории, сравнивая показания прибора с действительнымразмером созданного в нём давления, обмеренного образцовым манометром, илисопоставляя показания пробора с весом грузов, которые накладываются на тарелкупоршневого манометра.

К манометрам сдистанционной системой передачи показаний на расстояние напряжение питанияподается не меньше чем за час до проведения проверки, потому что необходим ихпредварительный подогрев.

До начала проверкиманометра необходимо проверить установку стрелки второстепенного прибора наконтрольную отметку при нажатии кнопки «контроль». В случае отклонения стрелкиот обозначенного положения настраивание прибора проводиться в присутствиипреподавателя или лаборанта.

Температура окружающейсреды при проверке не должна отличаться от нормальной + 20оС большечем на + 5оС.

Прибор должен проверяться втом положении, при котором он находится в рабочем состоянии.

Проверка манометров класса1; 1,5 и 2,5 должна проводиться не меньше чем в пяти отметках, а класса 4 – втрёх отметках, разделенных равномерно в границах всей шкалы проверяемогоманометра.

Проверку ведут сначала приповышении давления, потом проверяемый прибор выдерживают в течение пяти минутпод граничным давлением (на конечной отметке проверяемого прибора) и делаютпроверку показаний прибора на тех же отметках в обратном порядке при снижениидавления.

Отсчет показанийпроверяемого прибора делают на каждой отметке два раза. Сначала непосредственнопосле создания необходимого давления, а потом после постукивания по корпусуманометра. Показания до и после постукивания и их разницу заносят в таблицурезультатов проверки.

При сборе показанийнеобходимо, чтобы линия взгляда, который проходит через конец стрелки, быланаправлена перпендикулярно к поверхности шкалы для исключения ошибок отсчетавследствие параллакса.

При проверке прибора спомощью грузопоршневого манометра измерения делают только во время вращенияпоршня.

Действительное значениедавления, измеряемого образцовым манометром, определяется путем введенияпоправок в его показания. Поправки нужно брать в свидетельстве образцовогоманометра. Если необходимые значения непосредственно в свидетельстве неприведены, то они могут быть найдены путём интерполяции.

В конце проверки излишнеедавление в проверяемом манометре медленно опускают до нуля и отмечают положениеего стрелки относительно нулевой отметки.

1.1.3 Описание установки для поверки

Установкадля проверки манометров в данном случае состоит из образцового поршневогоманометра 3-го разряда класса 0,2 (тип МП-25) или образцового поршневогоманометра второго класса 0,05 (тип МП-6).

На рисунке1.1 представлен общий вид поршневого манометра МП-25. Здесь давление создаетсявесом грузов, который действует на поршень. Поверхность вертикального цилиндра1 является более всего важной частью прибора. Она отшлифована с высокойчастотой. В цилиндре размещается старательно пригнанный стальной поршень 2. Наверхний конец поршня навинчена тарелка 3, на которой помещают грузы 4, имеющиеформу дисков.

В верхнейчасти цилиндра находится воронка 11, которая предназначена для заполненияприбора рабочей жидкостью. Прибор имеет винтовой поршневой пресс 5 с манжетнымуплотнителем. Для установки проверяемых поршневых манометров предназначены 2штуцера 6.

Хотягрузовая часть поршневого манометра рассчитана на нагрузку 50 кгс, комплектгрузов, которые прилагаются к прибору, обычно состоит из 24-х грузов по 1 кгс иодного груза весом 0,5 кгс.

На всехгрузах и на тарелке поршня выбивается номер прибора и размер давления, накоторое он рассчитан.

Запрещаетсязаимствовать грузы из других манометров.

Дляпроверки манометров с предельным давлением выше 25 кгс/см сообщение внутреннейпустоты цилиндра с пустотой винтового пресса 5 перекрывается с помощью вентиля7, а в одном из штуцеров 6 устанавливают соответствующий пружинный образцовыйманометр. Давление в коленах 6 в этом случае создается с помощью винтовогопресс 5 обращением маховика 10.

/>

1 – вертикальный цилиндр; 2– стальной поршень; 3 – тарелка; 4 – груз; 5 – винтовой поршневой пресс; 6 –штуцер; 7,8,9 – вентиль; 10 – маховик

Рисунок 1.1 – Общий видгрузопоршневого манометра

Во времяработы поршень должен быть погружен в цилиндр по оценке на нем. На такомрасстоянии поршень поддерживается на протяжении всего времени проверки. Болеевысокое расположение поршня может привести к его перекосу и порче внутреннейповерхности цилиндра.

Установкапоршневого манометра должна вестись строго за уровнем. В условиях учебнойлаборатории установку проверяющихся пружинных манометров и образцового делают вприсутствии лаборанта

1.2 Обработка результатов поверки

1.    Результаты поверки манометра занести втаблицу результатов поверки 1.

2.    Определить действительное значениепоправки. Для определения значения поправки необходимы показания образцовогоманометра, которые берут из свидетельства, где дается вес грузов в кг иэффективная (рабочая) площадь поршня (см2).

Созданное грузами давлениеопределяется по формуле:

/>, (1.1)

где    Р – давление, кгс/см2;

G1 – вес поршняс тарелкой, кгс;

G2 — вагагрузов, кгс;

F – рабочая площадь поршня,см2.

Рабочей силой поршня Fпринимают площадь пересечения поршня плюс половина площади кольцевого зазорамежду поршнем и цилиндром. Она дается в свидетельстве как эффективная площадь.

Эффективная площадь поршняпоршневого манометра МП-25 обычно составляет от 0,996 до 1,004 см2.

3.    Определить размер границы основнойпогрешности, которая допускается.

Она определяется поформуле:

/>,

где Рк – верхняяграница измерений прибора, кгс/см2;

к – класс точностипроверяемого манометра.

Приведенные выше значенияпогрешности относятся к нормальному положению прибора и температуре окружающейсреды 120оС ± 5оС.

4.    Определить размер основной погрешности.Она представляет собой разницу между показаниями проверяемого прибора исоответственным ему действительным давлением.

Δ1 = Р1– Рд, Δ 2 = Р2 – Рд.

где    Рд –действительное значение давления, которое соответствует единице, котораяпроверяется;

Р1, Р2– показания проверяемого манометра при прямом и обратном ходе стрелки, котораясоответствует тому самому значению.

5.    С размером границы основной допустимойпогрешности сравнивают полученные при проверке значения погрешности при прямом Δ1и обратном Δ2 ходе.

В результате проверкиобычно получают ряд отдельных значений погрешности показаний прибора и отметкахего проверяемой шкалы.

Размер наибольшей изотмеченных погрешностей и считается основной погрешностью.

6.    Определение вариации приборов. Разницапоказаний проверяемого прибора при прямом и обратном ходе, которыесоответствуют одной и той же проверяемой отметке.

Вариация считается поформуле:

V = Р1 – Р2.

Полученные при проверкезначения вариаций сравнивают с допустимым размером, численно равным границеосновной допустимой погрешности проверяемого прибора.

Манометры признаютсягодными по результатам проверки, если они удовлетворяют таким требованиям:

– если их основныепогрешности и вариации не превышают допустимых;

– если движениестрелки в пределах всей шкалы осуществляется плавно без скачков на расстояние1,5-3 мм от циферблата (в зависимости от диаметра корпуса);

– если стрелка послепроверки возвращается к нулевой отметке с отклонением, которое не превышаетдопустимую погрешность, а при наличии штифта прижимается к нему.

1.3 Порядок выполнения работы

1.    После подготовки установки ипроверяемого прибора, отмечают число проверяемых отметок, знакомятся ссодержанием образцового прибора. В условиях учебной лаборатории обычнопроверяют все цифровые отметки.

2.    Начиная проверку, отмечают положениестрелки проверяемого прибора. Потом устанавливают поршень 2 в цилиндр 1,открывают вентили 8 и на тарелку поршня кладут количество грузов, котороесоответствует другой отметке шайбы проверяемого манометра. При накладываниигрузов необходимо поддерживать тарелку поршня рукой, чтобы при увеличении числагрузов не делать толчков и увеличить давление по возможности равномерно(плавно). В то же время необходимо следить, чтобы глубина погружения поршня поддействием возрастающего количества грузов была не больше 2/3 и не меньше егодлинны (для мП-25).

3.    Потом, положив руку сбоку грузов (чтобыне создавать дополнительное давление), сообщают поршню с грузами небольшое.Потом, положив руку сбоку грузов (чтобы не создавали дополнительное давление),сообщают поршню с грузами небольшое вращающееся направление по часовой стрелке.Отчет по шкале манометра делать во время оборота поршня с точностью до однойдесятой наименьшего давления.

4.    Для проверки следующих оценок добавляютсоответственное количество грузов и делают отсчеты показаний манометра, которыйпроверяется в старом порядке.

5.    Закончив проверку показаний принарастающем давлении прибор, который проверяется, выдерживает под давлением награничной отметке его шкалы на протяжении 5 минут. После этого делают проверкупоказаний прибора на тех же отметках в обратном порядке, т. е. приснижении давления.

Поверка прибора, граничноедавление которого больше давления, создаваемого грузами:

1.      Поверка манометра,граничное давление которого больше чем те, что можно сотворить с помощьюгрузов, проводится так же, как и в предыдущем случае до тех пор, пока не будутиспользованы все грузы. Если необходимо дальнейшее увеличение давления, то спомощью вентиля 7 отключается грузовая часть поршневого манометра и длясоздания давления используется его винтового пресса. Проверка показаний ведётсяпо образцовому пружинному манометру, который в данном случае должен бытьустановлен на одном из штуцеров 6 и включен в самом начале работы. В этомслучае, выполняя выдержку на граничной отметке, проверяемый прибор с помощьювентиля 8 оставляют под давлением, а избыточное давление в образцовом приборедо старого значения, включить проверяемы прибор и делать проверку в обратномпорядке.

2.      В конце проверкидавление постепенно понижают до нуля, для чего поршень вынимают из цилиндра, ипоказания проверяемого манометра, при избыточном давлении заносят в таблицурезультатов проверки.

3.      Закончив проверку,отключить пружинные манометры, закрыв оба вентиля 8, и поршень осторожновставляют снова в цилиндр.

2. Экспериментальнаячасть

Таблица 2.1– Результаты измерений

Р эквивалентное 1,99 2,98 3,98 4,98 5,97 10,95 15,93 Р действительное 2,16 3,24 4,2 5,22 6,3 11,4 16,2

Расчетпогрешностей:

Абсолютная Δ=х– с;

Относительная              δ = Δ/с;

Приведенная                 γ = Δ/к.

Таблица 2.2 – Расчет погрешностей

i

Δi

δi

γi

1 0,17 0,085427 0,010494 2 0,26 0,087248 0,016049 3 0,22 0,055276 0,01358 4 0,24 0,048193 0,014815 5 0,33 0,055276 0,02037 6 0,45 0,041096 0,027778 7 0,27 0,016949 0,016667 /> /> /> /> />

/>

Рисунок 2.1 – Графикзависимости Pэ=f(Pд)

Выводы

В ходевыполнения лабораторной работы были получены навыки измерения давления спомощью грузопоршневого манометра, а также поверки приборов измерения давления.