Шпаргалка по "Метрологии"

 

14.Ультразвуковые, тахометрические расходомеры.

Ультразвук расходомеры.  Принцип действия основан на зависимости от расхода характеристик, распростран в акустической среде.Различают доплеровские, время-импульсные,частотно-импульсные.

Достоинства:

1. Высокая точность
2. Широкий динамич диапозон
3. Возможность измер расхода жидк и газа
4. Малые габариты и масса
5. Малое дополнит гидравлическое сопротивление.

Недостатком двухлучевого раходомера явл высокие требования к точности изготовления преобразователя расхода.Недостатком время-импульсных явл зависимоть показаний от скорости звука,к-я зависит от плотности среды, температуры. Свободными от этого недостатка явл частотно-импульсные расходомеры,у к-х каждый новый импульс возбуждается после прохождения расстояния предыдущим импульсом.

Тахометр расходомеры. Принцип действия основан на зависимоти скорости вращения чувств элемента от расхода среды.различают расходомеры с тангенциальными и аксиональными турбинками.

+: 1.достаточно высокая  точность

2. простота конструкции

3. независимость показаний  от плотности среды

4. возможность измер расхода при малых числах Рейнольдса

5. малые габариты и  масса

6. невысокая стоимость.

- : 1. Невысокая надежность  из-за наличия подвижных частей.

2. значит гидравлич сопротивление.

3. невозможность измерения  расхода газа

4. Аккустич шум.

 

 

15. Измерение плотности и вязкости.

Средства измерения плотности  называют плотномеры или денсиметры.Различают: пикнометры,ариометры, вибрационные плотнометры. Плотность жидкости и газа с увеличением температуры падает.Принцип действия пикнометров основан на измерении массы известного объема. Принцип действия ариометров основан на уравновешивании веса чувств элемента силой Архимеда.Их достоинства:простота конструкции, высокая чувствительность.Недостаток – хрупкость.Принцип действия вибрационных плотномеров осован на зависимости частоты собств колебаний чувств элемента от плотности измеряемой среды.

Под вязкостью понимают свойства текучих сред сопротивлятся относительному сдвигу слоев. Если вязкость не зависит от скорости сдвига, то такие среды называют ньютоновскими. Вязкость жидкости с ростом температуры экспоненциально уменьшается, а газа – возрастает.Различают вязкомеры капиллярные ( на законе Пуазейля),с падающим телом ( на з-не Стока), ротационные, принцип действия которых основан на зависимости от вязкости момента, возникающего на чувств элементе.

 

16   Теплота сгорания является характеристикой ценности топлива. Под удельной теплотой сгорания понимают количество тепла, выделяющиеся при сгорании единицы массы или объема топлива.

     Жидкие топлива характеризуются  массовой удельной теплотой  сгорания, а газообразные - объемной. В некоторых  случаях теплота сгорания топлива  в жестко-корелированном  с физико-химическими свойствами. Например: теплота сгорания мазута изменяется незначительно и зависит от плотности. Поэтому для мазута определение его тепловой ценности сводится к определению его плотности. Для газов эту величину измеряют. Различают:

- высшую удельную теплоту сгорания;

- низшую удельную теплоту сгорания.

     Высшая удельная теплота сгорания – это количество теплоты, выделяющиеся при сжигании единицы топлива и конденсации водяных паров, образующихся при сгорании.

     Низшая удельная теплота сгорания – это количество теплоты, выделяющиеся при сжигании единицы топлива и без тепла, образующегося при конденсации двух паров.

Q^B = Q^H + q

q – тепло, выделяющиеся при конденсации водяного пара. Очень часто в тепловых агрегатах температура пара на выходе составляет 130-150⁰С. Это делается для того, чтобы предотвратить коррозию оборудования, поэтому нас интересует низшая удельная теплота сгорания.

Средство измерений теплоты  сгорания называется колориметры, которые  относятся к группе термохимических  газоанализаторов.

П- потенциометр; 2- холодильник;3- емкость с водой.

Исследуемый газ, проходя через  стабилизатор расхода 1, поступает в  горелку 4. Тепло, выделяющиеся при сгорании нагревает воду, циркулирующую в рубашке 5. Разность температуры воды на входе и на выходе из рубашки измеряется двумя термопарами, включенными дифференциально.

    Образующиеся при сгорании  пары воды конденсируются на  стенках рубашки и стекают  в мерную емкость, которая установлена  на весах. Анализ длится несколько  десятков минут для того, чтобы  можно было накопить количество  воды достаточное для измерения   с необходимой точностью. Разность  напряжений зависит от низшей  теплоты сгорания, расходов газа  и воды, от их теплоемкости.

∆U = F  (Q^H , G_T , G_B) 

17 Потребители и виды нагрузок

Основные потребители тепловой энергии: предприятия и ЖКХ.

Предприятия потребляют пар с температурой 250-450⁰ С и давления в трубопроводе от 8 до 35 атм. Из них на приведение в действие агрегатов используется пар с давлением от 3 до 5 атм и температурой приблизительно 160-200⁰С.

ЖКХ является потребителем горячей воды, которая используется на отопление, вентиляцию и ГВС.

Цель отопления: обеспечение комфортных условий(t=18⁰С). Отопительный сезон соответствует числу дней, когда среднесуточная температура ниже +8⁰С. Отопление прекращается в тот момент, когда тепловые потери через ограждения становятся равными внутренним тепловыделениям.

Вентиляция предназначена для  поддержания внутри помещения воздуха  определенного состава. Для этого  из атмосферы забирается воздух с  наружной температурой, а выбрасывается  с более высокой, поэтому дополнительно  тратится тепловая энергия на подогрев холодного воздуха.

Виды  нагрузки:

- круглогодовая

- сезонная.

Сезонную нагрузку имеет отопление и вентиляция.

Круглогодовую нагрузку имеет ГВС.

Круглогодовая нагрузка имеет резко  переменный характер в течение суток  и практически постоянна в  течение года.

Системы теплоснабжения

Включают в себя тепловые сети. Элементы в системах могут соединяться  различным способом, н-р:

Граница балансовой принадлежности - линия раздела тепловых сетей между энергоснабжающей организацией и абонентом, зафиксированная двухсторонним актом, в зависимости от права собственности на указанную сеть. Системы теплоснабжения классифицируют:

- по типу источника теплоты; 

- по роду теплоносителя;

- по способу подачи воды на  ГВС;

- по количеству трубопроводов;

- по способу обеспечения потребителей  теплотой.

По типу источника теплоты различают:

- централизованное теплоснабжение, от ТЭЦ (теплофикация);

- децентрализованное, от местных источников или индивидуальных котелен.

Преимущество  теплофикаций:

1. Экономия топлива за счет совместной выработки электрической и тепловой энергии;
2. Возможность использования низкосортного топлива, сжигание которого в мелких котельных затруднено;
3. Улучшение санитарных условий благодаря незначительному количеству пунктов сжигания топлива;
4. Наличие систем воздуха и водоочистки.

Недостатки  теплофикаций:

1. большие капитальные и  эксплуатационные затраты;
2. значительная протяженность трубопроводов и необходимость тщательной теплоизоляции.

Считается, что если нагрузка превышает 2000 ГДж в час, то целесообразней использовать централизованное теплоснабжение. Если потребность не превышает 400 ГДж  в час, то экономически целесообразно  сооружать котельные.

По количеству трубопроводов различают :

- однотрубные;

- двухтрубные;

- многотрубные.

Для открытой системы минимальное  количество труб – 1; закрытых – 2 трубы. Наиболее экономичным является использование  однотрубной открытой системы. Это  возможно лишь в том случае, когда  отопительная нагрузка совпадает с  нагрузкой ГВС.

По способу обеспечения потребителя  теплотой различают:

- одноступенчатые;

- многоступенчатые системы.

В одноступенчатых системах теплоноситель  из сети непосредственно поступает  в абонентские установки.

В  многоступенчатых системах между  тепловой сетью и абонентом располагается  центральный тепловой пункт (ЦТП). Очень  часто на центральном тепловом пункте дополнительно с теплообменником  устанавливают системы водоподготовки. При использовании ЦТП снижаются  затраты на оборудование индивидуальных тепловых пунктов. Кроме того на ЦТП  располагается все необходимое  контрольно-измерительное оборудование систем регулирования и т. д. При  использовании ЦТП снижаются  эксплуатационные затраты, т. к. требуется  меньшее количество персонала. 

Группы  потребителей по учету тепла

Потребители тепла в зависимости  от принятой системы расчетов делятся  на 3 группы:

1. потребители, рассчитывающиеся с ТЭСО по показаниям теплосчетчиков установленных на узле учета (своих теплосчетчиков). В этом случае потребитель платит только за фактически полученное количество теплоты;
2. потребитель рассчитывается с ТЭСО по показаниям водасчетчиков, а разность температур принимается усредненной за некоторый интервал времени.

Преимущества: меньшие затраты на оборудование узлов учета.

Недостаток: установленная разность температуры не всегда соответствует действительности. Эффект от внедрения такой системы ниже чем в первом случае.

3. потребитель рассчитывается по нормативным нагрузкам. Этот метод наименее точный и, как правило, дает завышенный результат по сравнению с двумя предыдущими, потому что расчетные нагрузки часто включают издержки производителя тепла.

Потери тепловой энергии

При транспортировке теряется значительное количество теплоты. В отдельных  случаях эти потери достигают 50%. Это связано с неудовлетворительной тепловой изоляцией и утечкой теплоносителя. Особенно большие потери могут проявляться в технологических теплопроводах с большим уровнем температур и образованием конденсата. При конденсации пара дополнительно выделяется значительное количество тепла за счет фазового перехода, а в горизонтальных трубах также увеличиваются потери давления на прокачку теплоносителя.

Для уменьшения потерь тепла в окружающую среду можно рекомендовать следующие мероприятия:

- применять теплопроводы с высокими теплоизоляционными

свойствами;

- понижать уровень температур теплоносителя без ущерба для

потребителя;

-        при возможности  заменять технологический пар  горячей водой; 

-       своевременно  с помощью конденсатоотводчиков удалять конденсат из паропроводов;

-         ликвидировать  утечки теплоносителя; 

-         использовать  гибкие системы регулирования  отпуска и распределения тепла.

 

 

18 По способу подачи воды на ГВС:

- закрытые системы;

- открытые системы.

Достоинства закрытых: 1) стабильное качество горячей воды, одинаковое с качеством холодной воды; 2) гидравлическая изолированность воды, поступающей в установки ГВС от воды, циркулирующей в тепловой сети; 3) простота контроля герметичности системы.

Недостатки закрытых систем: 1) удорожание и усложнение оборудования и эксплуатации абонентских водов из-за установки дополнительных подогревателей; 2) повышенная коррозия.

Открытые  системы – такие в которых часть теплоносителя отбирается абонентом на собственные нужды в том числе на ГВС. В таких системах не требуется дополнительных теплообменников, что значительно упрощает и удешевляет устройство абонентских водов. Однако при этом резко увеличиваются потери теплоносителя в системе.

Достоинства открытых систем: 1) возможность использования низкопотенциальных источников энергии для подогрева большого количества питательной воды. Поэтому возможность утилизации тепла на ТЭЦ в этом случае значительно выше; 2) в местных установках ГВС коррозия значительно меньше.

Недостатки открытых систем: 1) необходимость мощной водоподготовки на ТЭЦ, она включает деаэрацию, удаление примесей, умягчение воды, санобработку, это нужно делать для большого количества воды; 2) усложнение контроля герметичности системы; 3) гидравлическая нестабильность системы.