Контрольная работа по дисциплине «Автоматизация производственных процессов»

     Принципиальный  недостаток эмпирических Температурных  шкал- их зависимость от термометрического  вещества - отсутствует у термодинамической Температурной шкалы, основанной на втором начале термодинамики. При определении абсолютной термодинамической Температурной шкалы (шкала Кельвина) исходят из цикла Карно. Если в цикле Карно тело, совершающее цикл, поглощает теплоту Q1 при температуре Т1 и отдает теплоту Q2 при температуре Т2, то отношение Т1/Т2 = Q1/Q2 нe зависит от свойств рабочего тела и позволяет по доступным для измерений величинам Q1 и Q2 определять абсолютную температуру. Вначале основной интервал этой шкалы был задан точками таяния льда и кипения воды при атмосферном давлении, единица абсолютной температуры соответствовала 1/100 части основного интервала, за начало отсчета была принята точка таяния льда. В 1954 X-я Генеральная конференция по мерам и весам установила термодинамическую Температурную шкалу с одной реперной точкой - тройной точкой воды, температура которой принята 273,16 К (точно), что соответствует 0,01 °С. Температура Т в абсолютной термодинамической Температурной шкале измеряется в Кельвинах (К). Термодинамическая Температурная шкала, в которой для точки таяния льда принята температура t = 0 °С, называется стоградусной. Соотношения между температурами, выраженными в шкале Цельсия и абсолютной термодинамической Температурной шкалой:

T K = t °С + 273,15 K, nK = n °С,

так что размер единиц в этих шкалах одинаков. В  США и некоторых других странах, где принято измерять температуру  по шкале Фаренгейта, применяют также  абсолютную Температурную шкалу  Ранкина. Соотношение между Кельвином  и градусом Ранкина: nК = l,8n°Ra, по шкале Ранкина точка таяния льда соответствует 491,67 °Ra, точка кипения воды 671,67 °Ra.

     Любая эмпирическая Температурная шкала  приводится к термодинамической  Температурной шкале введением  поправок, учитывающих характер связи  термометрических свойства с термодинамической температурой. Термодинамическая Температурная шкала осуществляется не непосредственно (проведением цикла Карно с термометрическим веществом), а с помощью других процессов, связанных с термодинамической температурой. В широком интервале температур (примерно от точки кипения гелия до точки затвердевания золота) термодинамические Температурные шкалы совпадают с Температурной шкалой Авогадро, так что термодинамическую температуру определяют по газовой, которую измеряют газовым термометром. При более низких температурах термодинамическая. Температурная шкала осуществляется по температурной зависимости магнитной восприимчивости парамагнетиков, при более высоких -по измерениям интенсивности излучения абсолютно черного тела. Осуществить термодинамическую Температурную шкалу даже с помощью Температурной шкалы Авогадро очень сложно, поэтому в 1927 была принята Международная практическая температурная шкала (МПТШ), которая совпадает с термодинамической Температурной шкалой с той степенью точности, которая экспериментально достижима. Все приборы для измерения температуры градуированы в МПТШ. 
 

4. Измерение расхода  методом переменного  перепада давления; сужающие устройства. 
 

         Расходомеры переменного перепада  давления основаны на зависимости от расхода перепада давления, создаваемого устройством, которое установлено в трубопроводе, или же самим элементом последнего.

В состав расходомера  входят: преобразователь расхода, создающий  перепад давления; дифференциальный манометр, измеряющий этот перепад и соединительные (импульсные) трубки между преобразователем и дифманометром. При необходимости передать показания расходомера на значительное расстояние к указанным трем элементам добавляются еще вторичный преобразователь, преобразующий перемещение подвижного элемента дифманометра в электрический и пневматический сигнал, который по линии связи передается к вторичному измерительному прибору. Если первичный дифманометр (или вторичный измерительный прибор) имеет интегратор, то такой прибор измеряет не только расход, но и количество прошедшего вещества.

В зависимости  от принципа действия преобразователя  расхода данные расходомеры подразделяются на шесть самостоятельных групп:

- расходомеры  с сужающими устройствами;

- расходомеры  с гидравлическим сопротивлением;

- центробежные  расходомеры;

- расходомеры  с напорным устройством;   

- расходомеры  с напорным усилителем;

- расходомеры  ударно-струйные.

            Рассмотрим подробнее расходомеры  с сужающим устройством, так  как они получили наибольшее распространение в качестве основных промышленных приборов для измерения расхода жидкости, газа и пара, в том числе на нашем предприятии. Они основаны на зависимости от расхода перепада давления, создаваемого сужающим устройством, в результате которого происходит преобразование части потенциальной энергии потока в кинетическую.

Имеется много  разновидностей сужающих устройств. Так  на рис.4.1, а и б показаны стандартные  диафрагмы, на рис.4.1, в — стандартное  сопло, на рис.4.1, г, д, е —диафрагмы для  измерения загрязненных веществ — сегментная, эксцентричная и кольцевая. На следующих семи позициях рис.4.1 показаны сужающие устройства, применяемые при малых числах Рейнольдса (для веществ с большой вязкостью); так, на рис.4.1, ж, з, и изображены диафрагмы — двойная, с входным конусом, с двойным конусом, а на рис.4.1, к, л, м, н — сопла-полукруга, четверть круга, комбинированное и цилиндрическое. На рис.4.1, о изображена диафрагма с переменной площадью отверстия, автоматически компенсирующая влияние изменения давления и температуры вещества.   

      Рис.4.1. Разновидности сужающих устройств    

      На  рис.4.1, н, р, с, т приведены расходомерные  трубы — труба Вентури, сопло  Вентури, труба далла и сопло  Вентури с двойным сужением. для  них характерна очень маленькая потеря давления.

      Разность  давлений до и после сужающего  устройства измеряется дифманометром. В качестве примера рассмотрим принцип  действия прибора 13ДД11.

Принцип действия преобразователей разности давлений 13ДД11 основан на пневматической силовой  компенсации. Схема прибора представлена на рис. 4.2. В плюсовую 2 и минусовую б полости преобразователя, образованные фланцами 1, 7 и мембранами 3,5, подводится давление. Измеряемый перепад давления воздействует на мембраны, приваренные к основанию 4. Внутренняя полость между мембранами заполнена кремнийорганической жидкостью. Под воздействием давления мембраны поворачивают рычаг 8 на небольшой угол относительно опоры — упругой мембраны вывода 9. Заслонка 11 перемещается относительно сопла 12, питаемого сжатым воздухом. При этом сигнал в линии сопла управляет давлением в усилителе 13 и в сильфоне отрицательной обратной связи 14. Последний создает момент на рычаге 8, компенсирующий момент, возникающий от перепада давления. Сигнал, поступающий в сильфон 1 4,пропорциональный измеряемому перепаду давления, одновременно направляется в выходную линию преобразователя. Пружина корректора нуля 10 позволяет устанавливать начальное значение выходного сигнала, равное 0.02 МПа. Настройка преобразователя на заданный предел измерения осуществляется перемещением сильфона 14 вдоль рычага 8. Измерительные пневматические преобразователи других модификаций выполнены аналогично.  
 

      Рис.4.2. Схема прибора 1ЭДД11 
 
 

5. Автоматизация скважин,  оборудованных УЭЦН. Дайте функциональную схему.