МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ПРАКТИЧЕСКОЙ РАБОТЫ №1 По теме: «Изучение приборов и методов определения давления» по дисциплине МДК 04.01. Профессиональная подготовка по профессии 18526 Слесарь по ремонту и обслуживанию СКВ
методическая разработка

ОБЛАСНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

«БЕЛГОРОДСКИЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ КОЛЛЕДЖ»

ЦИКЛОВАЯ КОМИССИЯ ПО НАПРАВЛЕНИЮ ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИЯ СТРОИТЕЛЬСТВА И МАШИНОСТРОЕНИЕ

ЧЕРНОВА Ю.А.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ПРАКТИЧЕСКОЙ РАБОТЫ №1

По теме: «Изучение приборов и методов определения давления»

по дисциплине  МДК 04.01. Профессиональная подготовка по профессии  18526 Слесарь по ремонту и обслуживанию систем вентиляции и кондиционирования

БЕЛГОРОД,2020

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………………3

КРАТКИЕ ТЕОРИТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ……………………………….….…4

ПРОГРАММА РАБОТЫ………………………………………….…………..…....7

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК………………………………..…….……...9

ВВЕДЕНИЕ

Данная методическая разработка предназначена для студентов II  курса очной формы обучения специальность 15.02.13 Техническое обслуживание и ремонт систем вентиляции и кондиционирования по дисциплине  МДК 04.01 Профессиональная подготовка по профессии  18526 Слесарь по ремонту и обслуживанию систем вентиляции и кондиционирования.

Выполнение практической работы является закреплением знаний теоретических основ, полученных по данному разделу         дисциплины, и позволяет студенту применять на практике знания по определению давления в различных точках системы вентиляции.

КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

Для замера скоростей потока пользуются напорными трубками Пито-Прандтля (рисунок 1). Также используют анемометры (рисунок 2), но из-за большого размера их, как правило, используют для измерения на выходе воздуховода. Также стоит отметить, что анемометр измеряет не давление, а скорость движения воздушного потока.

Рисунок 1- Трубка Пито-Прандтля.

Рисунок 2- Слева анемометр с несъемной крыльчаткой, справа анемометр с направляемой крыльчаткой

Внутренняя трубка, открытая с торца навстречу потоку, воспринимает общее давление, равное сумме статического и скоростного (динамического) давлений. Напорная трубка всегда устанавливается вдоль оси трубопровода, открытым концом навстречу потоку. По разности общего и статического давлений можно определить скоростное (динамическое) давление, обычно обозначаемое через Δpск.

Выведенные наружу (за пределом трубопровода) концы внутренней наружной трубок имеют следующие отличительные знаки: для статического давления знак минус «–», для общего давления знак плюс «+».

Для измерения разности давлений концы трубок присоединяют к дифференциальному манометру, показывающему значение скоростного давления Δpск.

Манометры, показывающие разность двух давлений, называются дифференциальными манометрами или сокращенно дифманометрами. В целях более точного отсчета скоростного давления (имеющего иногда очень небольшие значения) правое колено обычно U-образного манометра выполняют в виде наклонной трубки, а левое – в виде сосуда для манометрической жидкости.

Дифференциальные манометры в таком выполнении называются микроманометрами.

Микроманометры. Для измерения давления и разности давлений до 3 кПа (300 кгс/м2) используются микроманометры, которые являются разновидностью однотрубных манометров и снабжены специальными приспособлениями либо для уменьшения цены деления шкалы, либо для повышения точности считывания высоты уровня за счет использования оптических или других устройств. Наиболее распространенные лабораторные микроманометры — это микроманометры типа ММН с наклонной измерительной трубкой (рисунок 3). Показания микроманометра определяются по длине столбика рабочей жидкости п в измерительной трубке 1, имеющей угол наклона α.

Рисунок 3 Схема микроманометра ММН: 1 — измерительная трубка; 2 — сосуд; 3 — кронштейн; 4 — сектор.

На рисунке 3 кронштейн 3 с измерительной трубкой 1 крепится на секторе 4 в одном из пяти фиксированных положений, которым соответствуют k = 0,2; 0,3; 0,4; 0,6; 0,8 и пять диапазонов измерения прибора от 0,6 кПа (60 кгс/м2) до 2,4 кПа (240 кгс/м2). Приведенная погрешность измерений не превышает 0,5 %. Минимальная цена деления при к = 0,2 составляет 2 Па (0,2 кгс/м2), дальнейшее снижение цены деления, связанное с уменьшением угла наклона измерительной трубки, ограничено снижением точности считывания положения уровня рабочей жидкости из-за растягивания мениска.

Более точными приборами являются микроманометры типа ММ, называемые компенсационными. Погрешность считывания высоты уровня в этих приборах не превышает ±0,05 мм в результате использования оптической системы для установления начального уровня и микрометрического винта для измерения высоты столба рабочей жидкости, уравновешивающего измеряемое давление или разность давлений.

Двухтрубные жидкостные манометры. Для измерения давления и разности давлений используют двухтрубные манометры и дифманометры с видимым уровнем, часто называемыми U -образными. Принципиальная схема такого манометра представлена на рисунке 10, а. Две вертикальные сообщающиеся стеклянные трубки 1, 2 закреплены на металлическом или деревянном основании 3, к которому прикреплена шкальная пластинка 4. Трубки заполняются рабочей жидкостью до нулевой отметки. В трубку 1 подается измеряемое давление, трубка 2 сообщается с атмосферой. При измерении разности давлений к обеим трубкам подводятся измеряемые давления.

Рисунок 4 - Схемы двухтрубного (а) и однотрубного (б) манометра: 1, 2 — вертикальные сообщающиеся стеклянные трубки; 3 — основание; 4 — шкальная пластина.

В качестве рабочей жидкости используются вода, ртуть, спирт, трансформаторное масло. Таким образом, в жидкостных манометрах функции чувствительного элемента, воспринимающего изменения измеряемой величины, выполняет рабочая жидкость, выходной величиной является разность уровней, входной — давление или разность давлений. Крутизна статической характеристики зависит от плотности рабочей жидкости.

Для исключения влияния капиллярных сил в манометрах используются стеклянные трубки с внутренним диаметром 8... 10 мм. Если рабочей жидкостью служит спирт, то внутренний диаметр трубок может быть снижен.

Двухтрубные манометры с водяным заполнением применяются для измерения давления, разрежения, разности давлений воздуха и неагрессивных газов в диапазоне до ±10 кПа. Заполнение манометра ртутью измерения расширяет пределы до 0,1 МПа, при этом измеряемой средой может быть вода, неагрессивные жидкости и газы.

При использовании жидкостных манометров для измерения разности давлений сред, находящихся под статическим давлением до 5 МПа, в конструкцию приборов вводятся дополнительные элементы, предназначенные для защиты прибора от одностороннего статического давления и проверки начального положения уровня рабочей жидкости.

Источниками погрешностей двухтрубных манометров являются отклонения от расчетных значений местного ускорения свободного падения, плотностей рабочей жидкости и среды над ней, ошибки в считывании высот h1 и h2.

Плотности рабочей жидкости и среды даются в таблицах теплофизических свойств веществ в зависимости от температуры и давления. Погрешность считывания разности высот уровней рабочей жидкости зависит от цены деления шкалы. Без дополнительных оптических устройств при цене деления 1 мм погрешность считывания разности уровней составляет ±2 мм с учетом погрешности нанесения шкалы. При использовании дополнительных устройств для повышения точности считывания h1, h2 необходимо учитывать расхождение температурных коэффициентов расширения шкалы, стекла и рабочего вещества.

Однотрубные манометры. Для повышения точности отсчета разности высот уровней используются однотрубные (чашечные) манометры (рисунок 10, б). У однотрубного манометра одна трубка заменена широким сосудом, в который подается большее из измеряемых давлений. Трубка, прикрепленная к шкальной пластинке, является измерительной и сообщается с атмосферой, при измерении разности давлений к ней подводится меньшее из давлений. Рабочая жидкость заливается в манометр до нулевой отметки.

Под действием давления часть рабочей жидкости из широкого сосуда перетекает в измерительную трубку. Поскольку объем жидкости, вытесненный из широкого сосуда, равен объему жидкости, поступившему в измерительную трубку,

Измерение в однотрубных манометрах высоты только одного столба рабочей жидкости приводит к снижению погрешности считывания, которая с учетом погрешности градуировки шкалы не превышает ± 1 мм при цене деления 1 мм. Другие составляющие погрешности, обусловленные отклонениями от расчетного значения ускорения свободного падения, плотности рабочей жидкости и среды над нею, температурными расширениями элементов прибора, являются общими для всех жидкостных манометров.

У двухтрубных и однотрубных манометров основной погрешностью является погрешность считывания разности уровней. При одной и той же абсолютной погрешности приведенная погрешность измерения давления снижается при увеличении верхнего предела измерения манометров. Минимальный диапазон измерения однотрубных манометров с водяным заполнением составляет 1,6 кПа (160 мм вод. ст.), при этом приведенная погрешность измерения не превышает ±1 %. Конструктивное выполнение манометров зависит от статического давления, на которое они рассчитаны.

В данной практической работе используется дифференциальный манометр цифровой ДМЦ-1А.

ПРОГРАММА РАБОТЫ

По теоретическому введению повторите устройство и принцип работы дифференциального цифрового манометра ДМЦ-1А.

1. 1. Полностью открыть все заслонки. Закрыть заслонки ЗВ8 и ЗВ5 Обтекатели диффузоров ДВ1…ДВ3 открыть полностью, выворачивая его против часовой стрелки.
2. Воткнуть вилку питания в сеть 220 В.
3. Включить тумблер питание стенда. Включит питание модуля «ВЕНТИЛЯТОР» используя регулятор частоты вращения. Поверните по часовой стрелке до максимального значения. Индикатор будет показывать частоту вращения вала вентилятора n, об/мин. Измеритель температуры будет показывать температуру в соответствующих каналах.
4. Включить дифференциальный манометр цифровой ДМЦ-1А. Дождаться выхода прибора на рабочий режим.
5. Подключите гибкие трубки, входящие в комплект поставки к «дифференциальному датчику давления ∆P3». Подключать необходимо «+» на трубке Пито-Прандтля и к «+» на «Дифференциальном датчике ∆P3», «-» на трубке Пито-Прандтля к «-» на «Дифференциальном датчике ∆P3».
6. Вставить трубку Пито-Прандтля на входе круглой трубы.
7. Вторую трубку Пито-Прандтля подключить к ДМЦ-1А и установить ее на выходе круглой трубы.
8. ВНИМАНИЕ! При подключении трубок Пито при проведении всех практических работ соблюдайте осторожность, придерживайте трубки, во избежание поломки крепления трубок.
9. Измерить дифференциальное давление в указанной преподавателем точке измерения.
10. Записать показания датчиков перепада давления.
11. Датчики перепада давления всегда показывают разность давлений двух точек: pизм. = p «+» - p «-», где pизм. - показания прибора; p «+» - значение давления, измеряемое входом прибора «+»; p «-» - значение давления, измеряемое входом прибора «–».
12. При проведенных измерениях датчики перепада давления показывают разность значений давлений, измеренную по выходам трубки Пито: полное давление — статистическое давление.
13. Необходимо также с помощью трубок Пито-Прандтля измерить  статическое давление и полное (рисунок 1)

Повторите измерения давлений при закрытии обтекателя 0,5 и 0,1 его хода.

14. Ответьте на контрольные вопросы.

Контрольные вопросы.

1.        Дать определения: давление абсолютное, избыточное, атмосферное, статическое, динамическое, полное.

2.        Зарисовать и дать описание приборов определения давления.

3.        Методы определения давления.

4.        Провести анализ измерений и сделать вывод.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. СНиП 2.04.05-91. Отопление, вентиляция и кондиционирование. - М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1988. – 57 с.

2.        Справочник проектировщика. Внутренние санитарно-технические уст-ройства. Ч. 3, кн.1, кн.2. Вентиляция и кондиционирование воздуха / Под ред. Н.Н. Павлова. - М.: Стройиздат, 1992 г. – 319 с., 314 с.

3.        Богословский В.Н. и др. Отопление и вентиляция. - М.: Стройиздат, 1980г. – 295 с.

4.        Тихомиров К.В., Сергеенко С.Э. Теплотехника, теплогазоснабжение и вентиляция. - М.: Стройиздат, 1991. – 273 с.

5.        Лабораторный практикум по теплогазоснабжению и вентиляции. - Минск: Вышэйш. шк., 1973. – 18  

6. Система электронного обучения «Академия-Медия» Ю.Д. Сибикин «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха-М. Изд-во Академия, 2013 г. https://academia-library.ru/catalogue/4831/36409/