1. Прилади вимірювання і регулювання тиску. призначення
Тиск (р) - фізична скалярна величина, яка вимірюється ставленням сили, що діє перпендикулярно площі поверхні, до площі цієї поверхні.
Абсолютний тиск - це тиск, виміряний відносно абсолютного нуля тисків або, інакше кажучи, абсолютного вакууму.
Відносне тиск (в компресорній техніці - надлишкове) - це тиск, виміряний відносно земної атмосфери.
Прилади для вимірювання повних тисків називають манометрами, якщо мова йде про малих тисках, вживається також термін вакуумметри, вони призначені для вимірювання:
- абсолютного тиску;
- надлишкового (відносного) тиску;
- різниці тисків;
- вакуумметричного тиску.
Залежно від призначення прилади для вимірювання тиску діляться на наступні основні групи:
Манометри - для вимірювання надлишкового тиску.
Манометр абсолютного тиску - для вимірювання тиску, який починається від абсолютного нуля.
Мановакуумметри - для виміру вакуумметричного й надлишкового тисків.
Вакуумметри - для виміру вакуумметричного тиску (вакууму).
Барометри - для вимірювання атмосферного тиску.
Баровакуумметри - для вимірювання абсолютного тиску.
Диференціальні манометри - для вимірювання різниці тисків.
За одиницю тиску в Міжнародній системі приймається паскаль (1 Па). 1 Па - тиск, вироблене силою 1 Н, що діє на поверхню площею 1 м2 перпендикулярно цієї поверхні (додаток 1)
Використовуються також інші позасистемні одиниці тиску: 1 ат, 1 мм рт. ст. 1 мм рт. ст. - тиск, який чиниться стовпом ртуті висотою 1 мм. 1 ат - тиск повітряного стовпа на рівні моря (760 мм рт. Ст.). Співвідношення між цими одиницями приведені в табл. 1
Значення тиску може відраховуватися від 0 (абсолютна тиск) або від атмосферного (надмірний тиск). Якщо тиск вимірюється в технічних атмосферах, то абсолютний тиск позначається як ата, а надмірне - як ати, наприклад, 9 ата, 8 ати.
Одиниці виміру продуктивності по газу
Продуктивність компресорів вимірюється як обсяг стискання газу за одиницю часу. Основна застосовувана одиниця - метр кубічний в хвилину (м3 / хв.). Використовувані одиниці - л / хв. Продуктивність призводять, як правило, або для умов (тиск і температура газу) всмоктування, або для нормальних умов (тиск 1 атм. Температура 20 С). В останньому випадку перед одиницею обсягу ставлять букву "н" (наприклад, 5 м3 / хв). В англомовних країнах в якості одиниці продуктивності використовують кубічний фут в хвилину (cubic foot per minute або CFM). 1 CFM = 28,3168 л / хв. = 0,02832 м3 / хв. 1 м3 / хв = 35,314 CFM.
Співвідношення між цими одиницями приведені в табл. 2
Таблиця співвідношень одиниць виміру продуктивності:
Прилади для вимірювання і регулювання тиску можна поділити на:
- прилади для вимірювання і регулювання високого тиску;
- прилади для вимірювання і регулювання низького тиску.
Високий тиск - це тиск більше 1 атм.
Низький тиск - це тиск не перевищують 1 атм.
Діапазон низьких тисків підрозділяється на низький, середній, високий і надвисокий вакуум. (Рис. 1)
За принципом дії всі прилади для вимірювання тиску можна розділити на рідинні, пружинні, вантажопоршневі і з дистанційною передачею показань.
Прилади, в яких вимірюється тиск врівноважується вагою стовпа рідини, а зміна рівнів рідини в сполучених посудинах служить мірою тиску, називаються рідинними. До цієї групи належать чашкові і U-образні манометри, дифманометри і ін.
Деформаційними (пружинними) приладами називаються прилади, в яких вимірюваний тиск врівноважується силами пружності пружини, деформація якої служить мірою тиску. До цієї групи належать різноманітні прилади, що відрізняються за видом пружин (мембрани, сильфони, манометричні трубки). Завдяки простоті конструкції і зручності користування пружинні прилади набули широкого застосування в техніці.
Типи пружинних приладів тиску:
Пружинно-поршневі;
Пружинно-мембранні;
Пружинно-дзвіниці;
Пружинно-сильфонні.
Грузопоршневой приладами називаються прилади, в яких вимірюваний тиск врівноважується зусиллям, створюваним каліброваними вантажами, які впливають на вільно пересувається в циліндрі поршень.
До приладів з дистанційною передачею показань відносяться прилади, в яких використовуються зміни тих чи інших електричних властивостей речовини (електричного опору провідників, електричної ємності, виникнення електричних зарядів на поверхні кристалічних мінералів і ін.) Під дією вимірюваного тиску. До таких приладів відносяться манганінові манометри опору, п'єзоелектричні манометри із застосуванням кристалів кварцу, турмаліну або сегнетової солі, ємнісні манометри, іонізаційні манометри і ін.
За способом вимірювання тиску прилади діляться на:
- механічні;
- електронні.
На сьогоднішній день налічується близько 100 механічних приладів вимірювання та регулювання тиску, повний список приладів наведено в додатку 2.
За принципом реєстрації всю групу манометрів ділять:
- на манометри прямої дії;
- на манометри побічної дії.
Рідинні, компресорні і деформаційні манометри відносяться до манометрам прямої дії. Вони безпосередньо вимірюють тиск газу. Їхні свідчення принципово не залежать від складу газу і лише опосередковано можуть залежати від температури. Манометри побічної дії вимірюють не саме тиск, а деяку його функцію. Їх показання залежать від роду газу і його температури.
класи точності
По метрологічному призначенню вимірювальні прилади діляться на зразкові і робочі.
Зразковими вимірювальними приладами називаються прилади, призначені для повірки інших вимірювальних приладів.
Робочими вимірювальними приладами називаються всі вимірювальні прилади, що служать для безпосередніх вимірювань.
Ступінь точності приладів лягла в основу їх поділу па класи. Клас точності вимірювальних приладів характеризується рівнем допустимої похибки.
Клас точності - величина, що характеризує основну допустиму наведену похибка приладу. Вона висловлює в процентах відношення найбільшої допустимої абсолютної похибки приладу, що знаходиться в нормальних умовах роботи, до його номінальній величині.
Зразкові манометри мають такі класи точності:
вантажопоршневі манометри - 0,05; 0,2;
пружинні манометри - 00,16; 2,5; 0,4.
Робочі манометри мають класи точності - 0,5; 1; 1,5; 2,5; 4.
Вибір того чи іншого методу вимірювання залежить від характеру вимірюваної величини, необхідної точності вимірювання і від вимірювальної апаратури. Як би досконалі не були вимірювальні прилади, і методи вимірювань все ж вони дають лише наближені значення вимірюваних величин. Відхилення результатів вимірювань від дійсного значення вимірюваної величини називається похибкою вимірювання. За дійсне значення вимірюваної величини приймається величина, виміряна зразковим приладом.
Допустимою похибкою називається найбільша похибка показання приладу, що допускається нормами.
При класифікації приладів за ступенем точності розрізняють два види похибок - основну і додаткову.
Основний похибкою приладу називається його похибка при нормальних умовах, коли зовнішні несприятливі фактори відсутні або їх вплив зведено до мінімуму. Ця похибка обумовлюється недосконалістю конструкції і складання приладу; головними факторами її є: тертя в опорах рухомої частини, неточність градуювання і креслення шкали.
Додатковою похибкою називається похибка показання, що викликається впливом зовнішніх умов на прилад при відхиленні від нормальних умов роботи, а саме: температури навколишнього середовища, вологості повітря, вібрації, трясіння і т. П.
До основних характеристик відносяться також варіації показань. Варіація показань вимірювального приладу - це найбільша находимая експериментальна різниця між повторними показаннями вимірювального приладу, відповідними одному і тому ж дійсного значення вимірюваної їм величини при незмінних зовнішніх умовах.
У приладів, що показують варіацію можна виявити, якщо провести ряд спостережень, змінюючи дійсне значення вимірюваної величини від найменшого до найбільшого, а потім у зворотному порядку, і відзначаючи відповідні цим значенням показання приладу. Причиною варіації є тертя і мертвий хід рухомих частин механізму приладу, неповна пружність пружин і інших деталей, схильних до дії сил, що змінюють їх форму або розміри.
Варіація більш різко виражена у приладів, що мають механізм, але вона існує і в інших приладів, як, наприклад, у рідинних термометрів і манометрів, де опір рідини руху викликає відставання показань.
Способи вимірювання тиску грунтуються головним чином на зрівноважуванні діючих зусиль за допомогою стовпа рідини або за рахунок деформації різного виду пружин.
Розподіл промислових манометрів по галузям
Прилади для вимірювання і контролю тиску широко використовуються в таких галузях промисловості як нафтової, газової та багатьох інших. Розподіл промислових манометрів по галузях представлено на рис. 2.
У зв'язку з певними вимогами, що пред'являються до манометрам в окремих галузях промисловості, таких як авіабудування, хімічна промисловість, а також незначне використання манометрів в таких галузях як харчова, енергетика, металургія, то в даному дослідженні ці галузі розглянуті не будуть.
Розподіл промислових манометрів за типами в галузях
1. У нафтовій галузі використовуються наступні типи манометрів:
- для нафтових свердловин;
- реєструють;
- загального призначення діапазонами:
0 ... 6 МПа, 0 ... 4 МПа, 0 ... 25 МПа, 0 ... 160 МПа
0 ... 1,0 МПа; 0 ... 6 МПа; 0 ... 40 МПа
0 ... 1,6 МПа; 0 ... 10МПа; ... 60 МПа
0 ... 2,5 МПа; 0 ... 16 МПа; 0 ... 100 МПа
- вібростійкі.
2. Газова галузь:
- загального призначення;
- диференціальні.
3. Автомобілебудування:
- для гальмівних систем:
0 ... 10 МПа
- для автомобільних насосів (посадковий діаметрів кожуха - 44 мм)
0 ... 4 кгс / см2
0 ... 6 кгс / см2
- в пневмосистемах автомобіля (посадковий діаметрів кожуха - 60 мм)
0 ... 6 кгс / см2
- в тракторах:
0 ... 6 кгс / см2
- загального призначення
4.Судостроеніе:
- судновий
0 ... 100 кгс / см2
160 ... 600 кгс / см2
- корабельний
-1 ... 0 ... 1,5 ... 9 кгс / см2
- загального призначення
5. Водні системи
- загального призначення
- вібростійкі
6. Залізничний транспорт
- залізничний
0 ... 6 кгс / см2
0 ... 10 кгс / см2
0 ... 16 кгс / см2
7. Авіабудування
- авіаційний двустрелочний (0 ... 16 кгс / см2)
8. Харчова промисловість:
- молочний (заповнювач поліетілсілоксановой рідина)
0 ... 10 кгс / см2 (Кл. Точності 5)
9. Хімічна промисловість:
- аміачні
0 ... 100 кгс / см2
понад 160 кгс / см2
- корозійні
В автомобілебудуванні манометри високого тиску використовуються для перевірки і регулювання тиску подачі палива, а також продуктивності насоса в автомобілях, як правило, це контрольні манометри зі штуцерами, шлангами і вентелів, шкала манометра до 6 кгс / см2. У гальмівних системах використовуються манометри слід. діапазонів:
Таким чином, ємність ринку манометрів високого тиску в автомобілебудуванні з урахуванням коригування складе:
170 408 х 2 = 340 816 (де 170 408 - річний випуск вантажівок, 2 - МВС)
64 812 х 2 = 129 624 (де 64 812 - річний випуск автобусів, 2 - МВС)
70 000 х 1 = 70 000 (де 70 000 - кількість АЗС, 1 - МВС)
208 х 1 = 208 (де 208 - кількість АГКС, 1 - МВС)
25 000 х 1 = 25 000 (індивідуальне користування)
РАЗОМ: 340 816 + 129 624 + 70 000 + 208 + 25 000 = 565 648 МВС
Таким чином, попередня оцінка була завищена в 10 разів.
вагонобудування
Залізничний транспорт
вагони ж / д - 850 000 шт.
трамвай - 12 500 шт.
метровагонів - 5791 шт.
Локомотиви 20 000 шт. (Знос 70%)
МВС в середньому 3
(12 500 + 5791 + 20 000) х 3 = 114 873 шт.
На заміну з розрахунку заміни в кожному транспорті по 2 шт.
(12500 + 5791 + 20 000) х 2 = 76 582 шт.
Разом на залізничний транспорт припадає в середньому МВС
114 873 + 76 582 = 191 455 шт.
Таким чином, попередня оцінка була завищена в 23 рази.
