Самостійна робота №2

Тема: Вимірювальні прилади для контролю роботи вентиляторів.

Навчальна мета: вивчити вимірювальні прилади, їх конструкцію та принципи дії, які контролюють роботу вентиляторів. Прищеплення навичок самостійної роботи студентів.

Основні питання теми:

1. Вимірювальні прилади: анемометр, витратоміри. Схеми їх вмикання в рботу;

2. Вимоги правил ПБ та ПТЕ до застосування контрольао-вимірювальної апаратури.

Рекомендована література: (1) стор. 62-67

Методичні рекомендації: при вивчені даної теми необхідно з'ясувати необхідність контролюючої апаратури вентиляторної установки. Також необхідно звернути особливу увагу на конструкцію та принцип дії манометрів, дифманометрів, анемометрів та інш.

Питання для самоперевірки:

1. Призначення вимірювальних приладів;

2. Вимірювальні прилади, їх принцип дії;

3. Схеми підключення контролюючої апаратури;

4. Вимоги правил ПБ та ПТЕ до застосування контролюючої апаратури.

Тематичний контроль: Лабораторне заняття №3.

Вимірювальні прилади.

Дія вимірювання тиску, створеного вентиляторами, використовуються депресіометри і мікроманометри (мал.2.1). Демприсіометр (мал.2.1) складається з двухколінної трубки 1 діаметром 5-10 мм. З підкрашеною водою та пікали 2. При невключеному деприсіометрі нульовий тиск шкали знаходиться проти рівня води у трубках. Одне коліно деприсіометра шлангом 3 з'єднується з вентиляційним каналом, інше залишається відкритим, при цьому рівень води у колінах буде різним. Різниці рівнів рідини у колінах деприсіометра і є тиск вентилятора, точність відліку до 0,5 вод. от, = 4,9 Па.

В мікроманометрі (мал.2.1) Який забезпечує більшу точність заміру тиску, резервуар 1 заповнений етиловим спиртом. Для включення приладу мається кран 2, вимірювальна трубка 3 шлангом 4 з’єднується через штуцер з краном 2. Гвинтом 6, діючи на поплавок, встановлюють рівень спирту, шо відповідає нульовому тиску шкали. Для вимірювання межи вимірювальна трубка 3 може бути встановлена під різними кутами, для чого на стійці 7 передбачені чотири відтулені, а на кожусі 8 трубки - заскочка. При вимірюванні штуцер 9 (+) приєднують трубкою до пункту з великим тиском, а штуцер 10 (-) - до пункту з маленьким тиском. При змішування рівня у трубці 3 на довжину І (м) вимірювальний тиск (Па) дорівнює H=gLp_спsin де р - густина спирту, кг/м , - кут установки трубки відносно горизонта.Для зручності користування формулою на стійці мікроманометра нанесені значення, відповідні вказаним вище чотирьом положенням трубки. Статичний тиск, який оказує на стінки трубопровода повітря, що протікає паралельно цій стінці, затрачується на подалання опору вентиляційної сітки.

Мал.1.2. Прилади для вимірювання тиску вентиляторів: а - депресіометр, б - мікроманометр.

Динамічний .тиск Н(Па) - тиск, необхідний для переміщення повітря з швидкістю V

Н=

де р - питома маса, кг/м

При нормальних атмосферних умовах (тиск 101,3 кПа, температура 293 К, вологість 50) р= 1,293 кг/м.

Схема вимірювання повного Н_д, статичного Н_ст та динамічного Н_д тисків на всмоктуючій нагнічувальній стороні вентилятора показана на мал.2.2. При роботі вентилятора на всмоктування (головні вентиляторні установки) динамічний тиск представляє собою втрати на виходи із диффузора, тому робочий режим вентилятора визначється за характеристикою Q - Н_ст та економічність роботи оцінюють статичним к.к.д.

Мал. 2.2. Схема вимірювання тиску

Якщо вентилятор працює на нагнітання, шо має місто у вентиляторних установках місцевого провітрювання, то динамічний тиск відносять до витрат у вентиляційній мережі і тому манометрами (дифманометрами). Найбільше застосування отримали кільцеві, поплавкові та мембранні дифманометри (мал.2.4.). Застосовуються також дзвонові, сельфонні, ендзометричні та інш. дифманометри. Ці прилади є первинними - вони безпосередньо сприймають пульс від вимірювальної величини. Первинний прилад може мати або не мати шкалу, а також може бути самостійним. Для дистанційного контролю продуктивності і тиску вентиляторів використовують повторні прилади із шкалами, електрично-зв’язаних з первинними.

На малюнку 2.4 а показана схема кільцевого дифманометра. Поле кільце І квадратного або круглого перерізу, частково заповнено водою, трансформаторним маслом або ртуттю, має усередині перегородку 2, яка розділяє незаповнений простір на дві камери. Кільце підвішено на призматичній опорі 3. Права та ліва камери трубками_4 і 5 з’єднані вентиляційним каналом. Якщо в одній з камер тиск буде більше ніж у іншій, то відвідбудеться зміна рівнів заповнювача в камерах, від чого кільце почне відвертатися до -тих пір, доки обертальний момент, створюючий вантажем 6, не зрівняються. При повороті кільця ролик, ковзаючий за лекалом 7, приведе у рух важільну систему 8 і стрілка 9 покаже на шкалі 10 вимірювальну величину Н. У той же час важим 11 ковзаючий за лекалом 12, через зубчату передачу 13 поверне рамки феродинамічних датчиків 14 дистаційної передачі свідчень на вторинний прилад. Ці рамки, включеноі зустрічно з рамками феродинамічних датчиків вторинного приладу, створюють збалансовану систему. При повороті марок первинного приладу е.д.с. розбаланса подається на електронний підсилювач, а також приведе у рух стрілку, яка показує вимірювальну величину, та перо записуючого улаштування. Поплавковий дифманометр (мал.2.46) являє собою два об’єднаних сосуда, частково заповнених рідиною або ртуттю. У великій посудині, до якої підводиться великий тиск, знаходиться пустотілий поплавок 1. При різних тисках у посудинах буде змінюватись рівень робочої рідини, і поплавок, слідуючи за рівнем приведе у рух важільну систему і стрілку, а також плунжер 2 індукційної системи дистанційної передачі свідчень на вторинний прилад. Ця система є мостовою, яка знаходиться у рівновазі, для визначення робочого режиму вентилятора користуються характеристикою Q - Н, і його економічність оцінюють повним ККД.

Мал. 2.4. Дифманометри: а) кільцевий; б) поплавковий; в) мембранний.

її

Мал. 2.3. Чашечний анемометр

Продуктивність вентилятора може бути визначена за швидкістю повітряного потоку, встановленою за вимірювальним динамічним тиском на підставі формули (60) або заміряна анемометром.

У крильчастому і чашковому анемометрах, які застосовуються відповідно при швидкостях 0,5-10 та 1-20 м/хв., вертушка 1 з лопастями або чашечками, яка приводиться у обертання повітряним потоком, з'єднана механізмом 2 віссю 3. Одна з стрілок рахункового механізму показує одиниці та десятки, друга - сотні, третя - тисячі. Рахунковий механізм включається важільцем 4 (мал. 2.3.).

У диференціальних клинчатих анемометрах піддувний механізм направляє струнку піддуву з визначеною швидкістю на лопасті анемометра ніж компенсується гальмування приладу від тертя.

Для вимірювання швидкості 0,1... 5м/с; використовують чутливі крильчаті анемометрии на струнних вісях. Для цього записують свідчення стрілок при включенному рахунковому механизмі, вводять в повітряний потік вертушку і одночасно включають рахунковий механізм та секундомір, за 2...3хв (також одночасно) їх включають і записують нові свідчення стрілок анемометра і тривалість заміру. Далі зі свідчень анемометра після закінчення заміру віднімають свідчення анемометра до початку заміру і визначений результат ділять на тривалість заміру. За одержаним значенням числа ділень приладу за секунду і за паспортом анемометру знаходять швидкість повітряного потоку. Безпосередньо швидкість потоку заміряють електроанемометрами, котрі заміряють струм, який тече по дроту (його температура та опір залежать від швидкості обдування повітрям) та реактивними анемометрами, в яких кут відхилення флюгеля-вказівника пропорційний швидкості потоку.

Множенням швидкості V на площину F перерізу, де зроблений замір, отримують витрату повітря Q в цьому перерізі.

Постійний контроль продуктивності та тиску вентиляторів здійснюють диференціальною схемою. Переміщення плунжера викликає перерозподіл напруг у двух плечах поста у первинному приладі і по нейтралі моста потече урівняльннй струм. У результаті трапиться перерозподіл напруг у двох плечах моста повторного приладу і плунжер вторинного приладу починає переміщення до встановлення рівноваги у мосту. При цьому прийдуть у рух стрілка і записуючий пристрій.

На мал.2.4.в показаний безшкальний мембраний дифманометр. Перегородка 1 розподіляє корпус дифманометра на дві камери. Гофрировані металеві мембранні коробки 2 і 3 сполучуються між собою та заповнені дистильованою водою. Більший тиск підводиться в нижню камеру. При різниці тиску у камерах вода переливається з нижньої мембраною трубки 2 у верхню 3 до встановлення рівноваги пружніх сил деформації коробок. При цьому верхній центр коробки 3 перемішується, а разом з ним перемішується плунжер 4, який знаходиться у роздільній трубці 5 продуктивність та тиск вентиляторів.

Мал 2.5. Схема вмикання приладів контролюючих

Переміщення плунжера викликає зміну напруги у обмотках диференціально-трансформаторної системи дистанційної передачі свідчень на вторинний прилад. На мал.2.5. показана схема вмикання приладів для контролю продуктивності та тисків вентиляторів, яка дозволяє використовувати один комплект приладів дня контроля обох вентиляторів. Тягомір Т за допомогою трубки 1 вимірює статичний тиск у вентиляційному каналі. Витратомір F вимірює перепад тисків у перерізах 2 і 3. Трубки 4 і 5 введені в канал перед робочими колесами вентиляторів 6 і 7. Електромагнітним вентилем 8 здійснюється переключення витратоміра на вимірювання продуктивності вентиляторів 6 і 7, при чому здійснюється воно автоматично при переході одного вентиля на інший.