Автоматизация процесса выпаривания

.

В качестве термопреобразователя используется  ТСМ Метран 204(100М)

Предел измерения -50-150 С

Нсх преобразования 100М

Основная погрешность, % 0,25

Выходной сигнал, мА 4-20

 

 

2.2.2  Измерение уровня.

 

Измерение уровня в отстойнике осуществляется при помощи измерения столба жидкости в нижней части отстойника через разделительные сосуды СРС-250 (поз.6-1,) преобразователем гидростатического давления ДГД-Э (поз. 6-2), с которого поступает стандартный, унифицированный электрический сигнал 4-20 мА на вторичный прибор Технограф-160 позиция (6-3).

2.2.3 Измерение расхода

 

Количество жидкости (объем или  масс), газа или пара, проходящее через  данное сечение канала в единицу времени называют расходом и измеряют расходомерами.

Расход газа или жидкости на современных  предприятиях измеряют различными способами, подавляющее большинство промышленных установок оснащено дроссельными расходомерами (переменного перепада давлений), основным элементом, которых является сужающее устройство.

Стандартизованы сужающие устройства трёх видов: диафрагма (камерная и бескамерная), сопло и сопло Вентури. Выбор  того или иного сужающего 

устройства  определяется обычно следующими соображениями: диафрагма обычно проще в изготовлении и устройстве, чем сопло, однако сопло  позволяет измерять большой расход и в ряде случаев обеспечивает более высокую точность, чем диафрагма. Для контроля за состоянием этого параметра применена система измерительным устройством которой является диафрагма

ДСК-10 с условным проходом 150мм для работы с давлением  до 10 МПа. Она предназначена для  измерения расхода жидкостей, паров  и газов методом переменного  перепада давления. Для преобразования пневматического сигнала от диафрагмы в стандартный токовый используется датчик давления Метран-43 ДД3435, верхний предел измерения 10кПа, класс точности-0,25 предназначенный для работы в системах автоматического контроля, регулирования и управления ходом технологическим процессом и обеспечивает непрерывное преобразование значения измеряемого параметра в стандартный выходной токовый сигнал. Вторичным прибором в этой системе является регулятор. устройство которого позволяет выполнять регулирование и регистрировать изменения расхода.ИРТ-5321. Измеритель –регулятор технологический предназначенный для измерения температуры ,уровня ,расхода а так же не электрических величин преобразованных в указанные выше сигналы.

-Время установления рабочего режима не более 30 мин.

-Потребляемая  мощность не более 8 Вт.

-Количество  каналов 1.

-Тип регулирования  3-х позиционное.

-Условия эксплуатации-30...50ºС.

- Питание 220В, 50гц.

 Регулирование  расхода производится в согласовании  со значениями заданными данным технологическим процессом с помощью регулирующего клапана который установлен после компрессора.

 

2.2.4 Измерение давления

 

При выборе средств  автоматизации, для измерения давления данного технологического процесса следует учитывать диапазон измеряемых давлений, среду, в которой они работают. Для контроля за давлением во всасывающем и нагнетающем трубопроводе используется преобразователь давления  Метран43ДИ4153 классом точности 0,25 и унифицированным токовым выходным сигналом 0-5 мА. установленный по месту, напряжение питания подаётся на него от блока питания КАРАТ-22. Вторичным прибором установленным на щите является Диск-250И –1321 регистрирующим изменение давления в трубопроводе.

 

3 Расчетная часть.

3.1 Расчет ротаметра

 

1. Исходные данные

Рассчитать  условную шкалу ротаметра на 100 делений  для измерения расхода жидкости.

1. Трубка ротаметра  имеет конусность К=0.01 и длину  шкалы l = 0.25 м.

2. Диаметр трубки в месте нулевого деления шкалы: D₀=0.0171 м.

3. Объем поплавка V=3.075*10^-6 м³.

4. Диаметр минделя  поплавка d=0.0164 м.

Поплавок и  миндель выполнены из нержавеющей стали X18719T.

5. Шкала имеет  одиннадцать оцифрованных делений,  расстояние от нулевого деления равны: l₀=0; l₁=0.025; l₂=0.05; l₃=0.075; l₄=0.1; l₅=0.125; l₆=0.15; l₇=0.175; l₈=0.2; l₉=0.225; l₁₀=0.25.

- вещество Аргон;

- t=20⁰C;

-Р=1кгс/см²;

- ρ₄₀=1,57 кг/м³;

- μ₄₀=22,1*10^-6 Па*с;

G₀=0.162 кг

2 Определяем  диаметр D₁₀ трубки ротаметра в месте деления шкалы для максимального расхода [Q]:

                                                                                     [1]

3.Определим  высоту поднятия поплавка над  сечением трубки, диаметр которого  равен диаметру миделя поплавка:

     [2]

4. Определяем  расстояние от нулевого сечения  диаметра D₀ до сечения диаметром d (высота нулевой отметки):

     [3]

     [4]

h₀=0.07+00=0.07м; h₁=0.07+0.025=0.095м;

h₂=0.07+0.025*2=0.12м; h₃=0.07+0.025*3=0.145м;

 h₄=0.07+0.025*4=0.17м; h₅=0.07+0.025*5=0.195м;

h₆=0.07+0.025*6=0.22м; h₇=0.07+0.025*7=0.245м;

h₈=0.07+0.025*8=0.27м; h₉=0.07+0.025*9=0.295м; h₁₀=0.07+0.025*10=0.32м.

 

Результаты  расчета заносим в таблицу 1

Таблица 1. Значения высот нулевых отметок.

	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
h,м	0.07	0.095	0.12	0.145	0.17	0.195	0.22	0.245	0.27	0.295	0.32

5. Вычисляем  безразмерный параметр  для оцифрованных отметок шкалы:

;     [5]

; ; ; ; ; ; ; ; ; ; .

Данные расчета заносим в таблицу 2

Таблица 2. Значение безразмерного параметра a.

	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
a	4.27	5.79	7.32	8.84	10.37	11.89	13.41	14.94	16.46	18	19.51

6. Определим  вес поплавка в измеряемой  среде:

     [6]

G=0.16195

7. Определим кинематическую вязкость, значение безразмерной величины и значение ее десятичного логарифма:

 

     [7]

десятичный  логарифм

     [8]

8. Определим  значение безразмерной величины :

Для нахождения этой величины воспользуемся графиком, который изображен на рисунке 1.

Рисунок 1 –График  для определения безразмерной величины

Для нахождения промежуточных значений а_i воспользуемся формулой нелинейной интерполяции:

;    [9]

где χ - расстояние от искомой точки до нижней кривой;

 

- значение нижней кривой;

- значение верхней кривой;

b - расстояние между верхней и нижней кривой.

Результаты  расчета заносим в таблицу 3.

Таблица 3 –  Определение недостающих расчетных  данных

	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
X	0,03	0,19	0,11	0,04	0,02	0,08	0,06	0,03	0,02	0,07	0,05
	3.55	3.56	3.73	3.86	3,94	3.97	4,05	4,1	4,18	4.19	4.24
Q* ,м3/с	516	746,5	937,5	1065	1232	1508	1698	1881	2113	2434	2587

Все полученные данные переносим в таблицу 4

Таблица 4 –  расчетные данные

 

					V*d, м3/с	Q*10-6, м3/с	Q, л/час
0	4.268	-9,08164	3,55	3819,6	1,35*10-7	516	1856.483
0,025	5.793		3,56	5529,1		746,5	2687.347
0,05	7.317		3,73	6943,8		937,5	3374.937
0,075	8.841		3,86	7888,2		1064,9	3833.937
0,1	10.366		3,9435	9125,4		1232	4435.275
0,125	11.89		3,9675	11174,2		1508,6	5431.065
0,150	13.414		4,045	12573,9		1697,6	6111.365
0,175	14.939		4,111	13933,7		1881	6772.29
0,2	16.463		4,179	15649,7		2112,9	7606.335
0,225	17.988		4,19	18025		2433,6	8760.82
0,250	19.512		4,24	19161,9		2587	9313.373

На основании полученных результатов (таблица 4) построим градуировочный график в виде зависимости Q(л/ч)=f(l_i), который изображен на рисунке:

Рисунок 2 – График зависимости Q(л/ч)=f(l_i).

На градуировочном графике по оси X отложены оцифрованные значения шкалы принятые в процентах (диапазон шкалы от 0 до 100%).

9. Выполним в  масштабе чертеж поплавка ротаметра,  трубки ротаметра и чертеж  в сборке, которые изображены на рисунке 3, на рисунке 4, на рисунке 5.

Рисунок 3 –  Чертеж поплавка ротаметра

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 4 –  Чертеж трубки ротаметра

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 5 –Устройство ротаметра со стеклянной конусной трубкой в сборке

 

Устройство ротаметра  со стеклянной конусной трубкой 1, которая  зажата в патрубках 2 и 3, снабженных сальниками. Оба патрубка между собой  связаны тягами 4 с надетыми на них  ребрами 5. Эта армировка придает  прибору необходимую прочность. Внутри патрубка 2 имеется седло, на которое опускается поплавок 6 при нулевом расходе жидкости или газа. Верхний патрубок 3 снабжен ограничителем хода поплавка 7. Шкала наносится непосредственно на внешней поверхности стеклянной конусной трубки. Указателем у ротаметров со стеклянной трубой служит верхняя горизонтальная плоскость поплавка.

 

 

 

3.2 Расчет потенциометра

Задано

Шкала прибора . . . . . . . от 0 до 300 ⁰С

Градуировка термоэлектрического термометра . . . ХК

Расчетное значение температуры свободных

 концов термометра . . . . . . . t₀ = 20⁰C

Возможное значение температуры свободных

 концов термометра . . . . . . . t₀^’ = 40⁰C

Начальное значение шкалы . . . .    Е(t_н, t₀) = 0 мВ

Конечное значение шкалы . . . .    Е(t_к, t₀) = 9.564 мВ

Диапазон измерений . . . . . . Е_д = 9.564 мВ

Нормированное номинальное значение реохорда . R_н.р = 90 Ом

Нерабочие участки реохорда (λ=0,025) . . . 2λ = 0,05

Нормированное номинальное значение падения 

напряжения  на резисторе R_к . .  . . U_к = 1019 мВ

Выходное напряжение ИПС-148П . . . . U_и.п=5 В

Номинальное значение силы тока в цепи ИПС-148П . I₀=5 мА

Сопротивление нагрузки ИПС-148П . . . . R_и.п=1000 Ом

Номинальное значение силы тока в верхней ветви

 измерительной  схемы прибора . . . . I₁=3 мА