Анализ состава сред
ИЗМЕРЕНИЕ УРОВНЯ O4.1. Полное давление где Полное давление в водомерном стекле,
где В статическом режиме давления
Таким образом, за счет разности температур уровень в водомерном стекле будет занижен относительно действительного значения на 125 мм, длина 25 %. O4.2. Новое значение плотности
Уровень в водомерном стекле будет занижен относительно действительного значения на 0,016 м, или на 3,2 %. Как видно, погрешность измерения уменьшилась, но все равно осталась значительной. O4.3. Нельзя. В этой схеме включения при Н =0 на дифманометр действует перепад О4.4. При изменении уровня от нуля до максимума изменяется перепад давления между плюсовой и минусовой камерами дифманометра. При этом часть воды, находящейся в минусовой камере, вытесняется в минусовую импульсную трубку. Количество вытесненной воды зависит от перепада давления и конструкции дифманометра. Вода, вытесненная в минусовую импульсную трубку, повышает в ней уровень, что вызывает занижение показаний уровнемера, причем абсолютная погрешность измерения равна увеличению уровня жидкости в трубке.
Изменение уровня воды в минусовой трубке за счет вытеснения
Для уровня О4.5. Составим уравнение равновесия давлений столбов жидкостей действующих в сечении а – а (рис. 4.4), при текущем значении Н: Разность уровней ртути в дифманометре (пропорциональную показаниям дифманометра) можно выразить формулой Тогда после некоторых преобразований имеем
где d – диаметр импульсной трубки. Окончательно Отсюда определяется Для заданных условий
Если бы показания дифманометра не были искажены изменением уровня Таким образом, погрешность измерения уровня поплавковым дифманометром, вызванная изменением уровня в минусовой трубке, составит Такое значительное увеличение погрешности вызвано тем, что в поплавковом дифманометре для уравновешивания перепада давления из поплавкового сосуда в сменный должны переместиться значительные объемы уравновешивающей жидкости (ртути). В нашем случае перемещенный объем составляет Перемещенный объем в поплавковом дифманометре оказался почтив 6 раз больше, чем в мембранном. Следовательно, во столько же раз увеличилась погрешность. О4.6. В этом случае перемещение объема жидкости в
Погрешность, вызванная таким изменением уровня в минусовой импульсной трубке, будет достаточно малой (около 0,7 %). В этом заключается смысл применения уравнительных сосудов при измерении уровня гидростатическим способом. О4.7. Дифманометр-уровнемер определяет уровень по давлению столба жидкости. Однозначная связь между гидростатическим давлением и уровнем может быть только в том случае, если плотность жидкости постоянна. Когда плотность жидкости в условиях эксплуатации не соответствует плотности при градуировке, возникает погрешность измерений. Если плотность жидкости при градуировке
При изменении плотности и неизменном уровне на дифманометрбудет действовать перепад
Абсолютная погрешность измерения перепада Очевидно, что для определения действительного уровня показания уровнемера следует умножить на поправочный множитель В нашем случае О4.8. Для решения задачи составим выражение для перепада, действующего на дифманометр при произвольном уровне Н. При низком давлении в емкости плотностью пара по сравнению с плотностью воды можно пренебречь. Поэтому Следовательно, в рассматриваемой схеме измерения перепад, действующий на дифманометр, и, следовательно, показания уровнемера зависят не, только от измеряемого уровня, но и от плотности жидкости. О4.9. При увеличении давления начинает увеличиваться плотность пара и давление столба пара становится соизмеримым с давлением столба воды. Поэтому перепад, действующий на дифманометр (см. рис. 4.6), будет определяться следующим образом: где пара. Уравнение можно преобразовать к виду Аналогично О4.7 можно установить, что изменение разности В нашем случае т. е. неучет изменения плотности воды и пара приведет к занижению показаний на 50 %. Из анализа полученных результатов очевидно, что при переменных давлении и температуре в показания уровнемера необходимо вводить поправку на изменение плотности не только воды, но и пара. О4.10. Для ответа на вопрос запишем выражение для перепада давления, действующего на дифманометр (см. рис. 4.7): где По сравнению с (О4.9) появляется дополнительная составляющая в выражении для перепада
Оценим погрешность показаний для обоих вариантов, вызванную изменением параметров в барабане котла: для 10 МПа для 20 МПа Относительная погрешность разности плотностей для рис. 4.6 может быть определена из выражения
Эта погрешность не зависит от текущего значения уровня. Относительная погрешность измерения уровня для рис. 4.7 определяется выражением т. е. относительная погрешность зависит от текущего значения уровня. При H= 0 При
При Таким образом, оказывается, что погрешность измерения уровня,возникающая в результате изменения температуры, и давления в барабане, во втором варианте меньше. В нашем случае числитель выражения (О4.1) обращается в 0 при О4.11. Перепад давления, действующий на дифманометр, определяется из выражения Таким образом, перепад давления (см. рис. 4.8) зависит только от разности плотностей воды, и пара при рабочих условиях и базового размера О4.12. Перепад Перепад Следовательно, при откуда Следовательно, коэффициент преобразования следящей системы не зависит от плотностей воды и пара и линейно зависит только от Н. Если положение указателя вторичного прибора будет однозначно определяться значением k, то показания такого уровнемера будут определяться только текущим значением измеряемого. уровня при любых параметрах среды. О4.13. У дифманометров-уровнемеров (см. рис. 4.10) токовый выходной сигнал пропорционален перепаду:
На вход электронного усилителя ЭУ поступает сигнал где Электронный усилитель ЭУ воздействует на реверсивный двигатель РД, перемещающий движок реохорда Следовательно, отношение +++++ изменяется при перемещении движка й, по сути, является показанием прибора. Таким образом, Подставляя
Таким образом, показания прибора линейно связаны с уровнем ине зависят от плотностей воды и пара. Очевидно, что при O4.14. Если не происходит изменения массы жидкости, а происходит только одновременное изменение плотности и объема в зависимости от температуры, то показания гидростатического уровнемера изменяться не будут (при неизменном объеме резервуара). Это легко показать следующим образом. При изменении температуры плотность керосина изменяется в соответствии с выражением где Соответственно объем жидкости также изменяется Для цилиндрического вертикального резервуара уровень жидкости h и ее объем V связаны соотношением где D – диаметр резервуара. Следовательно, при изменении температуры уровень будет изменяться при постоянных размерах резервуара в соответствии с выражением Гидростатический уровнемер работает по принципу измерения давления, создаваемого столбом жидкости, Таким образом, показания, уровнемера не изменяются, в то время как действительное значение уровня при понижении температуры уменьшается. О4.15. Проверим плавучесть поплавка. Вес поплавка
Выталкивающая сила при полном погружении поплавка Следовательно, поплавок будет плавать, так как F>G. Вес груза должен быть больше суммы веса троса, на котором подвешен поплавок, плюс сила трения. Примем его равным 4Н. Угол поворота барабана при перемещении поплавка на 500 мм составит Для преобразования такого угла поворота в перемещение стрелки от начала до конца шкалы необходимо, чтобы коэффициент преобразования (передаточное число) системы передачи был равен О4.16. При измерении уровня пневмометрическим методом давление воздуха в источнике питания принимается приблизительно на 20 кПа больше, чем то, которое нужно, чтобы преодолеть давление столба жидкости давление в аппарате. Максимальное давление столба жидкости
Следовательно, минимальное абсолютное давление воздуха в напорной линии должно быть
т. е. в качестве источника питания можно использовать атмосферный воздух. Расход воздуха должен быть таким, чтобы из трубки выходили в жидкость один-два пузырька воздуха в секунду. При двух пузырьках в секунду за 1 ч через раствор пройдет объем воздуха, равный (в предположении, что диаметр пузырька равен диаметру трубки) Воздух, выходящий из трубки, имеет температуру, 80
Индекс «н» относится к нормальным, индекс «р» к рабочим параметрам воздуха; k= 1 - коэффициент сжимаемости воздуха. О4.17. Емкость цилиндрического преобразователя рассчитывается по формуле
где В свою очередь
где
где Следовательно,
При
О4.18. Зависит. Емкость преобразователя описывается выражением
Обозначим член
На основании полученного коэффициент преобразования
откуда делаем вывод, что с увеличением разности О4.19. При изменении
Для заданных условий
О4.20. Анализ решения О4.19 показывает, что изменение О4.21. Емкость
Емкость измерительной части (см. О4.18) Показания уровнемера П будут определяться отношением где k — коэффициент преобразования вторичного прибора. При h= 2 м и исходной температуре При h= 2 м и новой температуре Диапазон изменения показаний при изменении уровня от 0 до 2 м составляет
Относительное изменение показаний
Таким образом, применение компенсационной части емкостного преобразователя и измерительной схемы с автоматическим введением поправки существенно уменьшает погрешность, вызванную изменением диэлектрической проницаемости. О4.22. Измерительные схемы радиоизотопных уровнемеров в большинстве случаев фиксируют переход через границу раздела двух сред, а положение границы раздела определяется с помощью следящей системы. При этом активность источника и чувствительность схемы могут быть невысокими, поскольку плотности двух сред, как правило, существенно различны (на два-три порядка). В этом случае изменение поглощения, вызванное переменой измеряемой среды, даже в 2— 3 раза практически не повлияет на результаты измерения уровня. Иногда измерительные схемы уровнемеров строят по принципу измерения ослабления радиоактивного излучения, проходящего через слой измеряемой среды. В этом случае ослабление излучения определяется уравнением
где Ослабление радиоактивного излучения будет зависеть не только от толщины слоя и плотности жидкости, но и от массового коэффициента ослабления, который определяется атомарным составом измеряемой среды. Поэтому уровнемеры этого типа можно применять для измерения уровня только определенной жидкости. Для измерения уровня других жидкостей требуется переградуировка уровнемеров. Кроме того, такие уровнемеры требуют источников излучения большой активности, а также высокой чувствительности измерительных схем. О4.23. Составим уравнения равновесия рычага. для двух положений заслонки Противодействующий момент, создаваемый пружиной,
Влиянием силы действия струи воздуха на заслонку можно пренебречь; тогда При х = 0 Вычитая (О4.3) из (О4.2), получаем Для цилиндра
Г л а в а п я т а я ИЗМЕРЕНИЕ РАСХОДА O5.1. При измерении расхода его значение может характеризоваться как массовым O5.2. Объемный расход равен произведению средней скорости на площадь сечения потока: Следовательно, массовый расход
О5.3. Давление О5.4. Давление
О5.5. Перепад давления, создаваемый напорными трубками, определяется из выражения
В нашем случае Значение перепада давления при скорости 0,1 м/с настолько мало, что в промышленных условиях измерить его будет затруднительно, по этому напорные трубки для измерения малых скоростей жидкостей, как правило, не применяются. Расчетами также легко установить, что измерение скорости воздуха и газов по перепаду на напорных трубках из-за их небольшой плотности практически возможно только для скоростей в несколько десятков метров в секунду. О5.6.Для определения объемного расхода
Для определения
Распределение скоростей в потоке (характер изменения отношения местной скорости Отношение расстояния трубки от центра трубы
Согласно [15] при
О5.7. Стандартным сужающим устройством называется сужающее устройство, удовлетворяющее ряду требований [15, 16], благодаря чему возможно изготовлять и применять такие устройства по результатам. расчета без индивидуальной градуировки. При этом должны соблюдаться следующие условия измерения: диаметр трубопровода должен быть не менее измеряемая среда должна заполнять все сечения трубопровода до и после сужающего устройства; поток должен быть установившийся и однофазный. О5.8. Принципиально возможно. Для трубопроводов диаметром менее О5.9. Коэффициенты расхода зависят от типа и относительной площади сужающего устройства т, а также от числа Рейнольдса Re. С возрастанием Re его влияние на расходный коэффициент уменьшается, и при значении О5.10. Расчетное уравнение расхода имеет вид
где К – постоянный для данной диафрагмы коэффициент,
При расходе 380 т/ч перепад на данной диафрагме
Согласно [16] дифмаиометр должен иметь верхний предел измерения, возможно близкий к расчетному значению
О5.11. Рассмотрим общее уравнение массового расхода для несжимаемой жидкости По условию задачи все параметры, входящие в уравнение, остались постоянными, кроме При
Аналогично при температуре воды Получаем Относительная погрешность измерения
Определим Подставив значения, определим относительную погрешность
Ошибка большая, поэтому расходомеры должны.работать при расчетных условиях или в их показания должны вводиться поправки на изменение параметров измеряемой среды. О5.12. Рассмотрим уравнение массового расхода
Очевидно, все параметры, кроме плотности
Относительные погрешности
Плотность при различных температурах и давлении 0,6 МПа определяем из [16] или табл. П.33:
Окончательно
О5.13. Плотность сухого сернистого газа при нормальных условиях[16]
Плотность сухого сернистого газа в рабочих условиях при p= 0,13 МПа и
где k – коэффициент сжимаемости газа,
где Для р =0,1013 МПа и
где М – молекулярная масса. Следовательно,
Действительное значение плотности влажного газа в рабочем состоянии определяется из формулы где и температуре t;
Если температура газа не превышает температуру насыщения водяного пара
и тогда
Уравнение объемного расхода имеет вид
Полагая в нашем случае, что +++ остается неизменным, как и в О5.12, определяем
Таким образом, для определения действительного расхода нужно показание расходомера умножить на 0,892. О5.14. Изменение влажности газовой смеси изменяет плотность смеси, что в свою очередь вызывает погрешность измерения расхода. В связи с этим для оценки допускаемых колебаний влажности газа необходимо оценить возможные плотности газа и связанную с этим погрешность. Для этого определяем плотность компонентов газовой смеси в нормальных условиях
Плотность газовой смеси в нормальных условиях
где плотность компонента. Плотность влажного газа в рабочем состоянии вычисляется по формуле
Для того чтобы определить плотность влажного газа, необходимо знать коэффициент сжимаемости смеси k. Коэффициент сжимаемости газовой смеси определяем по [16], Определим значения
Определяем
Изменение показаний расходомера при постоянном расходе может вызываться изменением относительной влажности газа, которое вызывает изменение плотности. Определим изменения действительных значений плотности относительно расчетных, вызывающих изменение показаний расходомера на ± 1 %:
Следовательно, изменение плотности газа, вызванное изменением влажности, не должно превышать 2 % расчетного значения плотности;
Оценим плотность при
Оценим значение плотности при
Таким образом, изменение влажности газа от 0 до 100 % вызывает изменение плотности, не превышающее ±2 % расчетного значения, и изменение влажности от 30 до. 100% вызывает погрешность не более 1 %. О5.15. Для определения перепада давления преобразуем уравнение массового расхода [16]
Для условий задачи
где Определяем Действительный коэффициент расхода
По [16] Следовательно,
О5.16. Потеря давления определяется по [16]. Для диафрагмы при О5. 17. Для сопл коэффициент расхода больше, чем для диафрагме тем же значением т. Поэтому при одинаковых расходах перепад давления на сопле будет меньше. Кроме того, согласно [16] По [16] О5.18. Сопло обладает следующими безусловными преимуществами по сравнению с диафрагмой: точность измерения расхода газов и пара при использовании сопла выше, изменение или загрязнение входного профиля сужающего устройства в процессе эксплуатации мало влияет на коэффициент расхода сопла и в значительно большей степени влияет на коэффициент расхода диафрагмы. Количественная оценка преимущества какого-либо сужающего устройства может производиться по потере давления и длине прямых участков. Определим эти параметры для сопла и диафрагмы: Для сопла по [16] Абсолютная потеря давления
При наличии колена перед соплом между ними должен быть прямой участок длиной
Для диафрагмы по [16] Длина прямого участка
Аналогичные расчеты прямых участков диафрагме и сопле приблизительно одинаковы (у сопла т получается меньшим). Однако при этих условиях для сопла требуются более короткие прямые участки трубопровода. О5.19. Коэффициент коррекции на число Рейнольдса Таким образом, если расчет диафрагмы производился на расход10 т/ч, то при расходе 4 т/ч показания расходомера будут заниженными. Во избежание этого показания его должны быть умножены на коэффициент Поправочные множители на шероховатость трубопровода О5.20. Изменится. В этом случае при | ||||||||||||||
|
|
b. Факторный анализ.
E) биохимические анализы крови.
I. Действия учителя, связанные с анализом теоретического материала темы
I. Рассчитайте коэффициенты корреляции (тесноту связи) между отдельными факторами, используя надстройку Пакет анализа.
II Анализ задачного материала
II. Анализ дополнительных преимуществ или недостатков кандидатов.
II. НЕКОТОРЫЕ МЕТОДИКИ АНАЛИЗА ПЕДАГОГИЧЕСКОГО ОБЩЕНИЯ
III.2. Анализ урока с учетом особенностей развития восприятия у учащихся
III.3. Анализ урока с учетом особенностей памяти
III.5. Анализ урока с учетом закономерностей процесса мышления