Тұнбалану және сұйық жүйесі туралы түсінік

Бұл жағдайда K_ш = 1.                              (1.11)

8. (1.4) формуладағы Kп диафрагма саңылауының кіріс пұшпағының топтасуына түзету енгізу, d < 125 мм болған кезде төмендегі формуламен анықталады (d ≥ 125 мм кезінде Kп = 1 тең)

                                                                            (1.12)

K_п = 1,0547 – 0,0575 * 2,7^{149*(-0,093)/130,09} = 1,02 

мұндағы – диафрагманың кіріс пұшпағының дөңгеленген радиусының орташа тексеріс аралық интервалы, ол төмендегі формуламен өрнектеледі:

                                                     (1.13)

r_k= 0,195 – (0,195 – 0,05)(1 – 2,7^-3/3) * 3/3 = 0,4415                          

мұнда rн – диафрагманың кіріс пұшпағының дөңгеленген радиусының бастапқы мә-ні, өлшеу жолымен анықталады немесе τ = 0 кезінде 0,05 тең деп алу қабылдан-ған; τп.п – тексеріс аралық интервал, жыл.

τп.п = 1 жыл болған кезде = 0,0292 + 0,85rн .                                                 (1.14)

9. (1.4) формуладағы ұлғаю коэффициенті  ε қысымды жинақтаудың үш стандартты тәсілдерінің бірін пайдаланатын стандартты диафрагмалар үшін мына формуламен анықталады:

ε =1− (0,41+ 0,35β⁴ )Δp /(kp)

Ɛ=3.2                                                                                                                        (1.15)

мұндағы Δр – диафрагмадағы өлшенген қысым түсуі; р – диафрагма алдындағы абсолютті қысым; k – өлшенетін газ ортасының адиабата коэффициенті (кейбір газдардың физикалық сипаттамасы туралы мәліметтер, соның ішінде  адиабата коэффициенті [2. 42 бет, 3 бөлімде] көрсетілген).

10. Массалық шығын q_{m ∞}  кезіндегі Рейнольдса санын Re_∞ мына формуламен есептейміз:

                                                                                                          (1.16)

Re∞ = 4 * 2,6 / 3,14 * 378,9 * 0.000001 * 1.001 = 10.4  

Әртүрлі орталар үшін динамикалық  тұтқырлық коэффициентін анықтау [2. 42 бет, 3 бөлімде] қарастырылған.

11. Рейнольдса санының соңғы  шамасының ағып кету коэффициентіне  әсерін ес-керетін K_Re түзету коэффициенті анықталады. Стандартты диафрагмалар үшін KRe

былайша анықталады:

K_Re= 1 + 1,426/(1 +( 0,98 * 0,034^0,75)/64,28 * 0,71^2,5) = 1                                     (1.17)

Стандартты сопла, Вентури құбыры мен сопласы үшін K_Re Рейнольдса санына түзету коэффициентін анықтаудың формулалары кестеде [2. 27 бет, 2.5 кесте] көрсетілген.

12.  Нақты Рейнольдс саны мына  теңдеумен есептеледі:

Re = Re_∞ K_Re

Re= 10.4 * 1 = 10.4                                                                                                (1.18)

13. Егер 5 пункте анықталған құбыр  қабырғасының кедір-бұдырлылыққа  түзету коэффициенті K_ш≠ 1 болса, онда кедір-бұдырлылыққа түзету коэффициентінің нақты шамасы анықталады K′_ш. Бұл үшін  (2.7) формуласы пайдаланылады, мұндағы А_Re  коэффициенті мына формуланы пайдаланып анықталады:

10⁴<Re<10⁶ кезіндегі                                                                (1.19)

Re>10⁶ кезіндегі A_Re=0.9                                                                                      (1.20)

Re < 10⁴  кезінде K_ш  коэффициенті бірге тең:

K′_ш = K_ш = 1.                                                                                                           (1.21)

14. Массалық шығынның нақты шамасы  төмендегі формуламен анықталады:

q_m = 2,6* 1/1 =2.6                           (1.22)

15. Жұмыс жағдайындағы көлемдік шығын q_о шамасы мына теңдеумен анықтала-ды:

                                                                                                                    (1.23)

q_{о= 2.6/1.223=2.12}

 

16. Стандартты жағдайға келтірілген көлемдік шығын q_c анықталады:

=2.6/2116.04=0.001                                                                                    (1.24)

мұндағы ρс – стандартты жағдайдағы ортаның тығыздығы.

Тарылтылған қондырғы алдындағы өлшеу құбыр өткізгіші ұзындығы бойынша 2D кем емес цилиндрлі болуы керек; рұқсат етілетін ауытқуы ±0,3 % кем емес.

Тарылтылған қондырғылар арасындағы өлшеу құбырының тура сызықты  участок ұзындығы және жақын жергілікті кедергісі Lk1  кем болмау керек, ол мына теңдеумен ақыталады:

L_k = l/ D = a_k + b_k β^Сk

L_k = 10 *113 * 0.71^5.2 = 29                                                                           (1.25)

мұндағы аk=10.0, bk=113, ck=5.2 - жергілікті кедергінің типіне байланысты тұрақты коэффициент-тер, олардың мәндері кестеде [2. 9 бет, 1.1 кесте] көрсетілген; l, D – қарастырылып отырған тарылтылған қондырғы участогының абсолютті ұзындығы және ішкі диаметрі; β– тарылтылған қондырғы саңылау диаметрінің ортаның жұмыс температурасы кезіндегі тарылтылған қондырғы алдындағы өлшеу құбырының ішкі диаметріне қатынасы.

Шығынды өлшеу жүйесінің сипаттамаларының бастапқы шамалары төмендегі кестеде 2 көрсетілген.

 

Кесте 2

Параметрдің аталуы және өлшемі	Белгіленуі	Шамасы
Құбыр өткізгіш диаметрі, 20°С кезіндегі, мм	D20	350
Диафрагма саңылауының диаметрі, 20°С кезіндегі, мм	d20	250
Диафрагма алдындағы судың (абсолютті) қысымы, МПа	р	3.5
Судың температурасы 0C	t	90
Диафрагмадағы қысым құламасы, кПа		70
Диафрагма типі	-	фланцты жинақтау- шы
Құбыр өткізгіш материалы	-	Болат 8
Құбыр өткізгіштің ішкі бетінің  жағдайы	-	Жаңа дәнекерлі
Параметрдің аталуы және өлшемі	Белгіленуі	Шамасы
Диафрагманы тексеріс аралық интервалы		3
Диафрагма материалы	-	12Х18Н10Т
Диафрагма алды жергілікті кедергісі	-
Диафрагма алды құбыр өткізгіштің  түзу сызықты участок ұзындығы, м	L1	4
Құбыр өткізгіш осінің салыстырмалы диафрагма осіне ығысуы, мм	ех	1.6
Диафрагма дискасының қалыңдығы, мм	ЕД	6,7
Диафрагма алды құбыр участкасындағы қосымша құбырдың шығу биіктігі, мм	һ	4.2

 

 

 

Су шығынын есептеу нәтижелері кесте 3 көрсетілген.

Кесте 3

Параметрдің аталуы, белгіленуі және өлшемі	Есептеу формуласының номері	Шамасы
Құбыр өткізгіш диаметрі, 90°С кезіндегі D, мм	(1.1)	1.001
Диафрагма саңылауының диаметрі, 90°С кезіндегі d, мм	(1.2)	0.251
Диафрагма cаңылауының салыстырмалы диаметрі	2 пунктте көрсетілген	0.71
Жұмыс жағдайындағы су тығыздығы  , кг/м3	Кесте П.7 [2. 73 бет]
Кіріс жылдамдық коэффиценті Е	4 пунктте көрсетілген	1.16
Рейнольдс саны Re кезіндегі ағу коэффи-циенті	(1.5)	0.067
Құбыр өткізгіштің эквивалентті кедір-бұдырлы-лығы Rш, мм	Кесте 2.4 [2. 25 бет ]	0.03
Өлшеу құбыр қабырғасының кедір-бұдырлылық-қа Kш әсерін түзету Kш,   ARe = 0,5 кезінде	(1.7), (1.8)	1.02
Диафрагма саңылауының кіріс пұшпағының топтасуына түзету енгізу Kп	(1.12), (1.13)	1.02
Ортаның ұлғаю коэффициенті	-	3.2
Re → ∞ qm кезіндегі массалық шығын, кг/с	(1.4)	10.4
Рейнольдс саны Rе ∞	(1.16)	10.4
Рейнольдс санының соңғы шамасын  түзету, KRe	(1.17)	1
Рейнольдс нақты саны Re	(1.18)	10.4
ARe коэффициенті	(1.19), (1.20)	0.9
Нақты массалық шығын qm, кг/с	(1.22)	2.6
Диафрагмадан кейінгі түзу сызықты  құбырдың қажетті минимальды ұзындығы Lk1, м	(1.25)	29

 

3.2 Су шығынын анықтау  қателіктерін есептеу

Өлшеу құралдары мен нәтижелерінің  сапасын, қателіктерін көрсете отырып, сипаттау қажет. “Қателік” деген  ұғымды енгізу мыналар сияқты үш ұғымдарды  анықтау және нақты шектеуді қажет  етеді: өлшенетін физикалық шаманың шын және нақты мәні мен өлшеу нәтижесі. Физикалық шаманың шын мәні – берілген объектінің мөлшерлі түрдегі және сапасы  жағынан қасиетін бейнелейтін идеалды мәні. Ол біздің сана сезімімізге тәуелді емес, ол өзімізге сандық мәнде керекті абсолютті нақты шама болып табылады. Тәжірибеде бұл абстракталы ұғымды “нақты шама” деген ұғыммен алмастырған жөн. Физикалық шаманың нақты мәні – бұл тәжірибеден алынған және мақсатқа сай сол бір керекті шын мәнге жақын шама болып табылады. Өлшеу нәтижесі - өлшеу жолымен алынған шаманың шын мәнін өзінше жуықтап бағалау.

“Қателік” деген  ұғым “өлшеу нәтижесінің қателігі”  және “өлшеу құралдарының қателігі”  деген түсініктемелерден тұратын  метрологияның ең маңызды мәселесі.

Әрбір  өлшеу  мақсаты өлшеп жатқан шаманың шынайы мәнін табу, бірақ бұл мақсатқа жету мүмкін емес, өйткені әрбір өлшеу аспаптың қателігі міндетті түрде болады. Метрологиялық қызмет МЕСТ стандарт физикалық шамалардың бірліктерін сақталуын қадағалайды. Сол үшін әртүрлі эталондарды және үлгі аспаптарды қолданады. Аспаптың қателігі тексеріс барысында анықталады. Өлшеу құралдарының қателіктерінің бірнеше түрлері бар:

• абсолют қателік – өлшеп жатқан шаманың бірлігімен белгіленген үлгі және тексерістегі аспаптардың айырмасы:
• Δ = ±| х – х_п| ;
• қатыстық қателік -  абсолют қателіктің тексерістегі аспап көрсеткішіне қатынасы:

,                    %

• келтірілген қателік – абсолют қателіктің белгіленген нормалаушы мәніне қатынасы:

,                      %

х_N – нормалаушы мән немесе аспаптың өлшеу диапазоны немесе көрсету диапазоны.

Қателік құраушылары

Тарылтылған қондырғының ағып кету қателік коэффициенті- жойылмайтын  әдістемелік жүйелік қателік  төмендегі формуламен анықталады:

δ_C = [(2,7 + 0,94 + 0 + 0 + 0,3)² + 0² + 0²]^0,5 = 0,95%                                          (2.1)

мұндағы - стандартты диафрагма үшін мына шарттар орындалу керек;

                                                                                           (2.2)

мұндағы - тарылтылған қондырғы алдындағы құбырдың түзу сызықты бөлігінің жеткіліксіз ұзындығымен түсіндірілетін қателік құраушысы, мына теңдеумен анықталады:

       δ _L = [ 0,8 + 19,2(4/4.1)⁴)^-1 = 0,05                                                                           (2.3)

- дифрагманың қалыңдығының жеткіліксіз  болуынан, оның деформация-лануымен  түсіндірілетін қателік:

  кезде                                                                                                   (2.4)

мұндағы Еу – диафрагма материалының беріктік модулі, Па; Δpв – диафрагмадағы қысым түсуінің жоғарғы шегі;

 a=β(13,5−15,5β)=0.71(13.5-15.5*0.71)=1.77 b=117−106β^1,9=61.7 ;                      (2.5)

- диафраганың минимальды қалыңдығы, онда деформацияның болмау шарты бойынша анықталады:

q_{о=2.6/1.223=2.12}                                                                                                             (2.6)

мұндағы σт – жұмыс температурасы кезіндегі диафрагма материалының алмасу шегі;

 – диафрагма алды өлшеу құбырының Lk1  ұзындық бөлігінде биіктігі  3%  жоғары қосымша құбырдың шығу биіктігі болуымен түсіндірілетін қателік,

ол  =±0,2%тең;                                    

E=0.3                                                                                                                       (2.7)

– өлшеу құбырының осінен салыстырмалы диафрагманың ex осінің ығысуымен түсіндірілетін қателік, мына шартпен анықталады:

 кезінде 

0,0025*420,5/(0,1+2,3*0,6⁴ )< 3,5 < 0,005*420,5/(0,1+2,3*0,6⁴) = 2,6 < 3,5 < 5,25 (2.8)

 – құбыр өткізгіштің кедір-  бұдырлығының дәрежесі туралы  жеткіліксіз мәлімет-тің болмауымен  түсіндірілетін қателік,

 = (Kш −1) ⋅100

= (1 - 1) * 100 = 0%                                                                             (2.9)

 – диафрагманың кіріс пұшпағының  дөңгеленген бастапқы радиусы  туралы мәліметтің жеткіліксізлігімен түсіндірілетін қателік, ол мына формуламен анықталады:

= (Kп −1) ⋅100

= (1,02 – 1) * 100 = 2%                                                                       (2.10)

d және D анықтаудағы жүйелік қателіктер. мәнін 0,07 % деп, ал - 0,4 % тең деп қабылдаймыз.                                                                                                (2.11)