8. TLAKOMĚRY. Úkol měření. Popis přípravků a přístrojů



Podobné dokumenty
8. TLAKOMĚRY. Úkol měření Dynamické měření tlaku Měření tlaků 0-1 MPa

8. TLAKOMĚRY. Úkol měření Dynamické měření tlaku Měření tlaků 0-1 MPa

6. Měření veličin v mechanice tuhých a poddajných látek

snímače využívají trvalé nebo pružné deformace měřicích členů

V i s k o z i t a N e w t o n s k ý c h k a p a l i n

SNÍMAČE. - čidla, senzory snímají měří skutečnou hodnotu regulované veličiny (dávají informace o stavu technického zařízení).

Praktikum I Mechanika a molekulová fyzika

Měřicí převodník diferenčního tlaku deltabar S PMD 230 / 235 deltabar S FMD 230 / 630 / 633

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

11. Odporový snímač teploty, měřicí systém a bezkontaktní teploměr

Téma sady: Všeobecně o vytápění. Název prezentace: základní pojmy 1

Rychlostní a objemové snímače průtoku tekutin

12 Prostup tepla povrchem s žebry

Ultrazvukový průtokoměr UFM 3030 pro měření průtoku kapalin

FYZIKÁLNÍ PRAKTIKUM FJFI ČVUT V PRAZE. Měření Poissonovy konstanty vzduchu. Abstrakt

V následující tabulce jsou uvedeny jednotky pro objemový a hmotnostní průtok.

MECHANIKA KAPALIN A PLYNŮ POJMY K ZOPAKOVÁNÍ. Testové úlohy varianta A

HUSTOTA ROPNÝCH PRODUKTŮ

VENTILÁTORY RADIÁLNÍ RVK 1600 až 2500 jednostranně sací

5.8 Jak se změní velikost elektrické síly mezi dvěma bodovými náboji v případě, že jejich vzdálenost a) zdvojnásobíme, b) ztrojnásobíme?

9. MĚŘENÍ SÍLY TENZOMETRICKÝM MŮSTKEM

VENTILÁTORY RADIÁLNÍ RVI/ až 2500 oboustranně sací

Návod k laboratorní práci: MĚŘENÍ A REGULACE TLAKU, KALIBRACE TLAKOMĚRŮ

Kalibrace teploměru, skupenské teplo Abstrakt: V této úloze se studenti seznámí s metodou kalibrace teploměru a na základě svých

VENTILÁTORY RADIÁLNÍ RVI 1600 až 2500 jednostranně sací

Teorie měření a regulace

REKTIFIKACE DVOUSLOŽKOVÉ SMĚSI, VÝPOČET ÚČINNOSTI

Měření kinematické a dynamické viskozity kapalin

Specifikace. Model RAKD výrobku Malý kovový Rotametr

VÝROBA TENZOMETRŮ A SNÍMAČŮ

Výtok kapaliny otvorem ve dně nádrže (výtok kapaliny z danaidy)

Snímače průtoku kapalin - objemové

E1 - Měření koncentrace kyslíku magnetickým analyzátorem

EMKOMETER INDUKČNÍ PRŮTOKOMĚR EMKO E. řešení pro Vaše měření. Emkometer,s.r.o., Na Žižkově tel/fax: , tel: ,

PŘEHLED STROJÍRENSTVÍ

FAKULTA STAVEBNÍ VUT V BRNĚ PŘIJÍMACÍ ŘÍZENÍ PRO AKADEMICKÝ ROK

PV 411 Ruční pumpa s více funkcemi

Univerzita obrany. Měření součinitele tření potrubí K-216. Laboratorní cvičení z předmětu HYDROMECHANIKA. Protokol obsahuje 14 listů

PROCESY V TECHNICE BUDOV cvičení 3, 4

Kontrolní otázky k 1. přednášce z TM

2. Pasivní snímače. 2.1 Odporové snímače

PRAKTIKUM III. Oddělení fyzikálních praktik při Kabinetu výuky obecné fyziky MFF UK. Název: Měření indexu lomu Jaminovým interferometrem

Měřicí přístroj pro klima

2.3 Tlak v kapalině vyvolaný tíhovou silou Tlak ve vzduchu vyvolaný tíhovou silou... 5

5. ELEKTRICKÁ MĚŘENÍ

Typ Název Kapitola. MR Tlakoměry s bourdonovou pružinou 1. MRF Přesné tlakoměry s bourdonovou pružinou 2. MK Tlakoměry se zapouzdřenou pružinou 3

Průtokoměry kapalin a plynů s technologií TROGAMID* a POLYSULFON.

Instrumentace měření emisí

Základní pojmy. T = ϑ + 273,15 [K], [ C] Definice teploty:

Senzory síly a tlaku. Evropský sociální fond. Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti.

Studium kladného sloupce doutnavého výboje pomocí elektrostatických sond: jednoduchá sonda

OVMT Měření základních technických veličin

MĚŘICÍ A LINEARIZAČNÍ ZOBRAZOVACÍ JEDNOTKA PRO PRŮTOKOMĚRY

Technická data STEAMTHERM ST Měření tepla v páře přímou metodou Es K

Příklady - rovnice kontinuity a Bernouliho rovnice

TEKUTINOVÉ POHONY. Pneumatické (medium vzduch) Hydraulické (medium kapaliny s příměsí)

Tlakoměry Výběr, osazení, provoz, návod k montáži a obsluze

UNIVERZITA PARDUBICE FAKULTA CHEMICKO-TECHNOLOGICKÁ. Ústav aplikované fyziky a matematiky ZÁKLADY FYZIKY II

( ) Úloha č. 9. Měření rychlosti zvuku a Poissonovy konstanty

Magneticko-indukční průtokoměr MID

Proudění viskózní tekutiny. Renata Holubova

Magneticko-indukční průtokoměr

Stanovení vodní páry v odpadních plynech proudících potrubím

Pokroky matematiky, fyziky a astronomie

Voltův článek, ampérmetr, voltmetr, ohmmetr

Ztráty tlaku v mikrofluidních zařízeních

KINAX WT 711 Programovatelný převodník úhlu otočení

5 Měření absorpce ionizujícího záření v závislosti na tlaku vzduchu

Mechanika tekutin. Tekutiny = plyny a kapaliny

Název: Měření rychlosti zvuku různými metodami

BAKALÁŘSKÁ PRÁCE ZÁPADOČESKÁ UNIVERZITA V PLZNI FAKULTA STROJNÍ

Solární sytém pro přípravu teplé vody HelioSet. počet kolektorů: 2 kolektory (HelioPlan SRD 2.3)

Měření tlaku v závislosti na nadmořské výšce KET/MNV

2 MECHANICKÉ VLASTNOSTI SKLA

5 Charakteristika odstředivého čerpadla

Fyzikální praktikum 1

CVIČENÍ č. 3 STATIKA TEKUTIN

Průvodce rychlého uvedení do provozu , rev. DA Březen Simulátor indukční průtokové trubice Rosemount 8714D (kalibrační standard)

PŘÍKLAD. d) Jaký je hydrostatický tlak ve vodě ve hloubce 10 m? Vypočítáme na celé

Úloha č. 12, Senzory pro měření tlaku

Šetrná jízda. Sborník úloh

FYZIKÁLNÍ PRAKTIKUM FJFI ČVUT V PRAZE. Úloha 4: Balmerova série vodíku. Abstrakt

1. Rám klapky 4. Ovládací čep 2. List klapky 5. Ložisko 3. Stavěcí páka. Obr. 1 Hlavní části klapek

M Sens 2 On line měření vlhkosti pevných látek

Snímače tlaku a síly. Snímače síly

Téma sady: Teplovodní otopné soustavy.

FST-200/300 Série. Limitní spínače průtoku

Snímač tlaku pro všeobecné použití Typ MBS 1700 a MBS 1750

Měření kapacity Opakování kapacita C (farad F) kapacita deskového kondenzátoru

Vysoká škola báňská Technická univerzita Ostrava Mechanika tekutin návody pro laboratorní měření Milada Kozubková a kolektiv Ostrava 2007

Řada Popis Velikost Montáž Strana. Parker Standard DIN / ISO

MODERNÍ TECHNOLOGIE A DLOUHOLETÁ ZKUŠENOST

17 Vlastnosti ručkových měřicích přístrojů

Vysoká škola chemicko technologická v Praze Ústav fyziky a měřicí techniky. Detekce hořlavých a toxických plynů OLDHAM MX32

2. Pasivní snímače. 2.1 Odporové snímače

BEZDOTYKOVÉ TEPLOMĚRY

Magneticko-indukční průtokoměry

POHYBY TĚLESA V ODPORUJÍCÍM PROSTŘEDÍ

Určování parametrů sušícího prostředí. Hydrotermická úprava dřeva CV 5

Plovákový spínaè FTS 20

Transkript:

Úkol měření 8. TLAKOMĚRY 1. Ověřte funkci diferenčního kapacitního tlakoměru pro měření malých tlakových rozdílů. 2. Změřte závislost obou kapacit na tlakovém rozdílu.. Údaje porovnejte s průmyslovým diferenčním tlakoměrem PMD 75 4. V jednotlivých bodech měřte také průtok vzduchu pomocí plováčkového průtokoměru (rotametru). Postup měření Změřte závislost kapacity CP a CL na tlaku p měřeném kapalinovým sloupcovým (nádobkovým) manometrem. Údaje z kapalinového manometru porovnejte s údajem diferenčního tlakoměru Deltabar S, typ PMD75. Tlak p je závislý na hodnotě napájecího napětí ventilátoru stavitelného regulačním transformátorem a měřeného střídavým ručkovým voltmetrem. Motor ventilátoru se rozbíhá asi při 40 V, maximální napájecí napětí nesmí překročit 110 V (efektivní hodnota). Objemový průtok vzduchu měřte též plováčkovým průtokoměrem (rotametrem). Zpracování výsledků měření a) Spočítejte maximální výchylku x a konstantu tuhosti k [N/m] membrány senzoru. b) Vyneste závislosti C P, C L, C L -C P na tlaku p. c) Vyneste závislost průtoku na tlaku p zjistěte zda se jedná o laminární proudění. Popis přípravků a přístrojů Zdroj tlakové diference Jako zdroj malého rozdílu tlaků je použit úbytek tlaku vzduchu vzniklý viskózním třením při proudění v trubici kruhového průřezu. U laminárního proudění je tlaková diference lineárně závislá na střední rychlosti, a tedy průtoku. Této skutečnosti se často využívá při měření objemového průtoku. Podmínka laminarity je splněna, je-li Reynoldsovo číslo Re < 200. 1

l ventilátor v D průtokoměr p 1 p 2 h kapalinový manometr kapacitní manometr Obr. 1 Měření tlaku kapalinovým sloupcovým (nádobkovým) a kapacitním manometrem; D = 2,95 mm je vnitřní průměr trubice, l = 0 mm je vzdálenost otvorů pro odběr úbytku tlaku Pro kruhovou trubici je Reynoldsovo číslo definováno jako a objemový průtok při laminárním proudění pak je kde ρ je hustota vzduchu [kg/m ], D Q V l ρ D Re = p (8.1) 2 2l 1 [ m s ] 4 π D Q V = p (8.2) 128l je vnitřní průměr trubice [m], D = 2,95 mm, je objemový průtok [m /s] je vzdálenost míst odběru rozdílu tlaků, l = cm, je dynamická viskozita [Pa.s]. Dynamická viskozita vzduchu závisí na teplotě, v intervalu teplot 0 až 50 C ji lze nahradit přímkou [ Pa.s; C] 8 5 = 4,69.10. t + 1,722.10 (8.) Hustota vzduchu při normálním atmosférickém tlaku je v rozmezí teplot 15 až 25 C ρ = 1,2 ± 0,05 kg/m Kapacitní diferenční manometr 2

Pracuje na principu měření výchylky membrány vystavené působení rozdílu tlakových sil vyvolaných rozdílem tlaků p = p1 p2 (8.4) F = p. S (8.5) kde S je plocha membrány [m 2 ]; průměr membrány je 8 cm. P Při vychýlení membrány působí proti tlakové síle direktivní síla úměrná tuhosti membrány: kde k je tuhost membrány [N/m], x je výchylka membrány ze střední polohy [m]. Při ustálení polohy membrány platí : F d = k. x (8.6) k F d = F p p = x (8.7) S výchylka membrány je tedy přímo úměrná měřenému tlakovému rozdílu. Pro změnu kapacity platí vztah ε S C = [ m] (8.8) d + x kde d je klidová vzdálenost membrány od elektrod [m], S je plocha membrány [m 2 ] (průměr membrány je 8 cm), ε ε o je permitivita vzduchu, ε ε o = 8,854.10-12 [F/m], je permitivita vakua. 8.4.4. Lihový sloupcový (nádobkový) manometr Kapalinový manometr M má sklopnou trubici, takže při stejné výšce h se dosáhne prodloužení délky sloupce kapaliny a tím zvýšení citlivosti. Při měření použijte polohu pro poměr výšky h a délky sloupce l - 1:8. Manometr je plněn etanolem, jehož hustota při C je a součinitel objemové roztažnosti ρ β = 789 kg m 1 = 1,1.10 K Hustotu při skutečné teplotě t (použijte vestavěný teploměr) stanovíte ze vztahu t [ 1+ γ( ) ] ρ = ρ t,

kde γ je teplotní součinitel hustoty (přibližně platí γ = -β). Rozdíl tlaků měřený kapalinovým manometrem je kde g = 9,81 m s -2 je gravitační zrychlení. p = hρ g = l ρ g, (8.12) 8 Při velkém sklonu trubice manometru pro poměr 1:8 je nutné přesně ustavit vodorovnou polohu manometru podle vestavěných libel, během měření je nutné zachování vodorovné polohy kontrolovat. Nezapomeňte odečíst výšku hladiny pro nulovou tlakovou diferenci. Diferenční tlakoměr Deltabar S typ PMD75 Je senzor diferenčního tlaku, průtoku a hladiny od firmy Endress+Hauser. Jako senzor tlaku je použita kovová membrána s polovodičovými piezorezistivními tenzometry zapojenými do můstku, jehož výstupní napětí, které je úměrné rozdílu tlaků, je měřeno a dále zpracováváno. Výstupem je (kromě displeje) proudová smyčka 4- ma. (Je podporována i digitální komunikace protokolem HART). Samotný měřicí element je umístěn ve speciální oddělené komůrce a tlak měřeného média se k němu přivádí pomocí hydraulické kapaliny (oleje). Podrobně je senzor zakreslen na obrázku 2. Obr. 2 Uspořádání měřicího členu 1. Snímací element 2. Kovová membrána. Oddělovací membrány 4. Oddělovací olej 5. Ochrana proti přetížení p1 a p2 vstupní tlaky Příklady použití tohoto diferenčního tlakoměru pro měření průtoku a hladiny jsou na následujících obrázcích. 4

Obr. Měření průtoku (vlevo: s použitím clony, vpravo: s Pitotovou trubicí) Obr. 4 Měření hladiny Základní parametry senzoru: Měřicí rozsah: -0 +0 mbar (1 mbar = 100 Pa) difereční Maximální pracovní tlak: 160 bar (tj. nediferenční) Základní přesnost: ±0,15% z rozsahu Časová stabilita: ±0,18% z URL/rok (URL - Upper Range Limit tj. 0 mbar) Výstup: displej, 4 ma (+ protokol HART) Napájení: 11.5 45 VDC Plováčkový průtokoměr (rotametr) Obr. 5 Diferenční tlakoměr Deltabar S PMD75 Plováčkové průtokoměry (rotametry) se často používají k měření objemového průtoku kapalin i plynů. V průmyslových aplikacích bývá poloha plováčku bezkontaktně snímána pro dálkový přenos údaje. V naší laboratoři je použit rotametr laboratorního provedení s výměnnou trubicí i plováčky. Volbou průměru trubice a hmotnosti plováčku se nastaví rozsah přístroje. Průtokoměr je kalibrován pro vzduch ( C) a destilovanou vodu (15 C) při normálním atmosférickém tlaku. Pro jiné podmínky nebo jiná média je nutno naměřený údaj korigovat. Výška h na stupnici trubice R01U rotametru při použití dutého hliníkového plováčku odpovídá (při tlaku vzduchu na vtoku p = 1,01.10 5 Pa a teplotě C) průtoku podle polynomu: Q = 0,2 + 1,28.10-2 h + 9,191.10-5 h 2 2,504.10-7 h [l/min;mm] (8.1) 5