Ćw. 3 - Sprawdzanie technicznych własności gazomierzy miechowych, agh, 5 semestr, Podstawy Gazownictwa ...
[ Pobierz całość w formacie PDF ]
//-->Ćwiczenie 3Sprawdzanie technicznych własności gazomierzy miechowychI. Celem ćwiczeniajest zapoznanie studentów z budową i zasadą działanialaboratoryjnych gazomierzy bębnowych, metodyką przeprowadzania pomiarów zapomocą tych przyrządów oraz sposobem wyznaczania błędów wskazań użytkowychgazomierzy miechowych.II. Ogólna zasada pomiaru objętości gazówObjętość gazu jest funkcją ciśnienia i temperatury, dlatego podając objętość gazunależy ściśle określić wymienione parametry. Zwykle objętość zmierzoną redukuje siędo normalnych warunków fizycznych 273,15 [K] i 101325 [Pa], podając jej wielkości wpostaci Vn, [m3], (znak n przy V oznacza, że objętość jest zredukowana do warunkównormalnych). Jeśli objętość oznaczoną przez pomiar w temperaturze T1[K], i przyciśnieniu p1[Pa], oznaczamy przez V1, [m3], to objętość gazu w warunkach normalnychwyniesie:Vn=V1p1273,15mn3;101325 T1Pomiar objętości gazu w zasadzie sprowadza się do oznaczenia objętościzbiornika, w którym znajduje się gaz. Jeśli można łatwo i dokładnie określić wymiaryzbiornika, np. objętość skokową silnika sprężarki tłokowej, to objętość tę oblicza się zewzorów dla brył geometrycznych. Jeśli ścianki zbiornika są powierzchniami o zawiłychkształtach, to objętość taką oznacza się najdokładniej przez wypełnienie ich cieczą (olej,woda).Określanie objętości bardzo dużych zbiorników wykonuje się stosując metodędodatkowego zbiornika. Do dużego zbiornika o nieznanej objętości V1, napełnionego np.powietrzem, przyłącza się przez zamykany, szczelny przewód mały zbiorniczek odokładnie oznaczonej objętości V2, również napełniony powietrzem. Jeśli parametry:p1T1i p2T2określają ciśnienie i temperaturę odpowiednio w dużym i małym zbiorniku,to masy gazów wypełniających zbiorniki wynoszą:1m1=p1V1;RT1m2=p2V2;RT2Po otwarciu zaworu na przewodzie łączącym oba zbiorniki ustali się inny stangazu określony parametrami p3T3. Można więc napisać:p3(V1+V2)=(m1+m2)RT3;Podstawiając zamiast m1i m2poprzednie wyrażenia i porządkując, otrzyma sięzależność:V1=V2(p3T2−p2T3)T1;(p1T3−p3T1)T2Zwykle oznaczenie objętości odbywa się w temperaturze otoczenia, wtedy:V1=V2p3−p2;p1−p3W celu uniknięcia zbyt dużych błędów, objętość dodatkowego zbiornika nie możebyć zbyt mała, ciśnienie p2powinno być możliwie jak największe, a pomiary p1, p2, p3iV2możliwie dokładne.Jeśli duży zbiornik pracuje w zmiennej temperaturze zewnętrznej, to należypodać temperaturę, w jakiej zbiornik był wzorcowany, w celu uwzględnienia zmianyjego objętości spowodowanej zmianą temperatury.III. Podstawowe pojęcia oraz właściwości gazomierzy miechowychGazomierz miechowy definiowany jest jako gazomierz, w którym objętośćprzepływającego gazu mierzona jest za pomocą komór pomiarowych o odkształcalnychściankach. Komora pomiarowa to przestrzeń geometryczna ograniczona przez stałeścianki komory i ruchomą przegrodę. Objętość komór pomiarowych jest sumą objętościposzczególnych komór. Poniżej podano pojęcia związane z pomiarem objętości gazówza pomocą gazomierzy miechowych:2–Przelicznik– przyrząd pomiarowy służący do przeliczania objętości gazu wwarunkach pomiarowych na objętość gazu w warunkach bazowych,–Strumień objętości– objętość gazu przepływającego przez gazomierz w przyjętejjednostce czasu,–Strumień masy– masa gazu przepływającego przez gazomierz w przyjętejjednostce czasu,–Warunki pomiarowe– temperatura i ciśnienie gazu, w którym mierzona jestobjętość lub masa gazu,–Warunki bazowe– temperatura bazowa, wybierana z następujących wartości: 0oC,15oC albo 20oC, lub ciśnienie bazowe o wartości 101,325 kPa, do których przeliczasię objętość gazu zmierzoną w warunkach pomiarowych,–Warunki odniesienia– temperatura odniesienia lub ciśnienie odniesieniaprzewidziane do badania lub wzajemnego porównania wyników pomiarówgazomierza lub przelicznika,–Warunki znamionowe użytkowania– warunki użytkowania, dla których zakładasię, że wartości błędów gazomierzy i przeliczników nie przekraczają wartościbłędów granicznych dopuszczalnych,–Ciśnienie robocze– różnica pomiędzy ciśnieniem absolutnym gazu na wlociegazomierza a ciśnieniem atmosferycznym,–Przejściowy strumień objętości lub masy– strumień objętości lub masy, przyktórym wartości błędów granicznym dopuszczalnym gazomierza zmieniają swojąwartość,–Strata ciśnienia gazomierza– różnica pomiędzy ciśnieniem zmierzonym na wlociei na wylocie gazomierza podczas przepływu gazu,–Błąd wskazania gazomierza– stosunek różnicy wartości wskazanej przezgazomierz i wartości poprawnej do wartości poprawnej, wyrażony w procentach,–Błąd wskazania przelicznika– wartość pierwiastka sumy kwadratów błędówcząstkowych parametrów wskazywanych przez przelicznik,–Współczynnik konwersji– stosunek mierzonej objętości przepływającego przezgazomierz gazu w warunkach bazowych do objętości w warunkach pomiarowych,–Zakres obciążeń– zakres strumieni objętości lub masy gazomierza zawarty międzymaksymalnym a minimalnym strumieniem objętości lub masy,3–Zakresowość gazomierza– stosunek minimalnego strumienia objętości domaksymalnego strumienia objętości wyrażony w postaci cyfry 1, następującego poniej dwukropka oraz określonej liczby,–Klasa dokładności gazomierza– klasa gazomierza spełniającego określonewymagania metrologiczne, którego błędy wskazań zawarte są w wyznaczonychgranicach,–Objętość cykliczna– objętość gazu przepływającego w czasie jednego cyklu pracygazomierza, w czasie gdy wszystkie ruchome elementy mechanizmu pomiarowego, zwyłączeniem urządzenia wskazującego i przekładni pośredniej, zajmują położeniepoczątkowe,–Próg rozruchu gazomierza– najmniejsze obciążenie wprawiające w ruch liczydłogazomierza,–Obciążenie minimalne– najmniejsze obciążenie zakresu obciążeń pomiarowych,przy którym błędy wskazań gazomierza, pracującego w warunkach normalnychużytkowania nie przekraczają dopuszczalnych błędów granicznych,–Obciążenie maksymalne– największe obciążenie zakresu obciążeń pomiarowych,przy którym błędy wskazań gazomierza pracującego w warunkach normalnychużytkowania, nie przekraczają dopuszczalnych błędów granicznych, a gazomierzmoże działać w sposób ciągły bez szkody dla jego trwałości.IV.Budowa i zasada działania gazomierzy miechowych (komorowych)Działanie gazomierza miechowego jest podobne do działania maszyny parowej,lecz zamiast cylindra i tłoka gazomierze te mają miechy - szczelne przepony ruchome znieruchomymi brzegami. Przepony są przeważnie skórzane. Gazomierz w zasadzie jesttak zbudowany, że nie przepuszcza gazu nieprzeliczonego. Gaz porusza przed sobąmiechy, które wydymają się kolejno raz w jedną, raz w drugą stronę (podwójnedziałanie) zależnie od połączenia jednej strony z wlotem (źródłem gazu), a drugiejstrony z wylotem. Zmianę kierunków ruchu miechów osiąga się za pomocą rozrządusuwakowego lub zaworowego. Suwaki lub zawory są poruszane przez sam silnik jak wmaszynie parowej, zależnie od fazy, czyli okresowego położenia. Silnik miechowybiegnie prawie nieobciążony, napędza tylko liczydło - mechanizm, który samoczynniesumuje liczbę obrotów silnika miechowego i wskutek dobranej skali wskazuje ilośćprzepływającego gazu z reguły w jednostkach objętości (w stanie roboczym).4Gazomierze te w zależności od ilości miechów dzieli się na: jednomiechowe idwumiechowe.Najczęściej spotykany obecnie gazomierz miechowy wykonany jest z czterechgłównych elementów:–Jednostki pomiarowej składającej się z: 4 komór pomiarowych, 2 zaworówsuwakowych, przewodu wyjściowego,––Stalowej obudowy, do której przytwierdzony jest jeden lub dwa króćce,Sprzęgła magnetycznego lub sprzęgła dławicowego przekazującego ruch jednostkipomiarowej na liczydło,–Liczydła wskazującego zużycie gazu.Rys.3.1.Zasada działania gazomierza miechowegoZasada działania tego typu gazomierza jest następująca. Ruch membranywywołany jest różnicą ciśnienia gazu powstającą pomiędzy wlotem, a wylotem zgazomierza. Ruch posuwisto zwrotny membran kontrolowany jest przez zaworysuwakowe. Oscylacyjny ruch suwaków przekazywany jest na ruch obrotowy imechanicznie przenoszony na liczydło gazomierza poprzez sprzęgło magnetyczne lubsprzęgło dławicowe.5
[ Pobierz całość w formacie PDF ]