Метрология негіздері, ақпараттың жүйелер АСУ ТП сияқты жылу физикалық өлшеулер

а-дан туынды алып оны  нөлге теңестіріп

сонда

кестірілеген әдістерден 2-ші әдіспен тарировка жасағанда h_э и h_т арамындағы тәуелділікті сызу керек. Бұл сызба нүктелерді бақылап тексеру үшін.

 

 

Тапсырмалар

Жұмысты орындау тәртібі

1. Микроманометрмен танысып, зертханалық жұмысқа дайындық
2. Эталонды және тексерілетін сикросанометрлерді резіңке түтікшелер арқылы қысым қосу керек
3. Зертханадағы температураны өлшеп, аэродинамикалық құбырды іске қосу
4. Әр-түрлі қысымдардағы микроманометрлердің h_э және h_т көрсеткіштерін жазып алу. Оларды 1.1 кестеге еңгізу

               Эталонный манометр                          Тарируемый манометр

                       №...   тип . . .                                              № . . .   тип . . .

                 k_э =. . . ;  g_э = . . . ;                                  k_т =. . . ; g_т = . . . ;

               F_э =. . . ;  h_0э = . . . ;                                 F_т =. . . ;  h_0т = . . . ;

 

№	hэ	hэ– h0э	kэ (hэ– h0э)	hт	h т – h0т	(hэ– h0э)2	(hэ– h0э)( h т – h 0т)

                             

 

 

5. Эксперименталды мәліметтер бойынша h_T – h₀  = f (h_Э – h₀)график тұрғызу және К_т табу

 

Негізгі әдебиеттер:[1-4,6] (349-359 бет)

Қосымша әдебиет:[14-16,18] (30-55 бет)

Әдістемелік кепілдеме: №2 лекцияны қарау, [1–3, 5, 6, 11]  347-359.бет  әдебиеттер

 

 

 

№2 Зертханалық жұмыс

Ағынның жылдамдық бағытын  және орта өлшемді қысымдарды түтікшелермен  өлшеу

Жұмыстың мақсаты: Ауа  ағының параметрлерінөлшеу үшін қолданатын Проандтель түтікшесін эксперименталды  түрде зерттеу

І. Орта жылдамдықтармен  қысымдарды өлшеу үшін Прандтель түтікшесін қолдану

Қазіргі уақытта қолданатын пневматикалық түтікшелердің ең терілегн түрі – жартылай сфералық ұшты бірікттірілегн Прандтель түтікшесі. Қысымдардың таралу бағытын көрсететін қисықтар сол суретте белгіленген:

,

  P – берілген нүктедегі түтікшенің ұшындағы қысымы, P_с –ағындағы статикалық қысым, r -киетін ағынның тығыздыы, – оның жылдамдығы. – берілген нүктеден ұштағы күдікті нүктеге дейін арақашықтығы, d - ұштық сыртқы диаметрі.

Сол жақтағы қисық  түтікше ұшы қысымының таралуын сипаттайды ұстығыштын әсері есепке алынбаған. Ал  оң жақтағы қисық  – ұстағыш әсері есепке алынған

Күдікті нүктедегі қысым, толық қысымға тең:

Ұштын арақашықтықта орналасқан түтікше бетіндегі нүкте үшін: немесе

Сондықтан қысымды өлшеу  тесігі алдыңғы күдікті нүктеде  таңдалады, ал статикалық қысымды өлшеу  саңылауы бүйір бетінде түтік  ұшынан 3d арақашықта алынады.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сурет - 1 Прандтль құбырының схемалық бейнесі және құбыр бойынша қысымның таралуы

Қысым айырымы ұстағыш  ішімен алынған бір-бірімен түтікше  арқылы қосылған ал алдыңы тесіктер арқылы манометрмен өлшенеді. Бірақ статикалық қысым бүйір бетіндегі қысымға ылғи тең болмайды. Содан Рт деген дұрыстау коэффициенті енгізіледі: (1)  формула бойынша:

 

ағын жылдамдығы (2)

Егер қысым микроманометрмен өлшенсе, онда

g - сұйықтық меншікті салмағы a - микроманометр түтікшегінің еңкею бумыны

Ағының жылдамдық өлшемін  есептеу үшін тәжірибе шарты бойынша  ауадағы тығыздығын анықтап алу  керек.

Ауа тығыздығы Клейперон  теңдеуі арқылы табуға болады:

             

B – Барометрлік қысым, R – универсал газ тұрақтысы, T – абсолюттік температура. Қалыпты жағдайда (B_o = 760 мм рт.ст. T_o = 273^oK) құрғақ ауа тығыздығы r_o = 0,125 кг/м³, өзбарлық температура T = 273 + t  және изобаралық қысым үшін ауа тығыздығы:

Практикада салыстырмалы қысым қолданады:

Тәжірибе шарты бойынша  ауа тығыздығы:

r = D r_o

 

 

Егер ауа тығыздығын табу керек болса, онда ауа ылғалдығын есепке алады. Ылғал ауа тығыздығы:

  –дұрыстау, ауа ылғалдығын есепке алынуымен, P₂  - берілген T-ғы су буының серпімділігі. P₂ таблицалар немесе Ассман психрометры арқылы анықталады.

(4) Формула бойынша  жылдамдықты табу үшін ֆт ғана  қалды. Оны эксперисентпен анықталады

 

Тарировка жасаудың ең оңай әдісі эталон бойынша анықтау. Ол коэффициенті белгілі эьалонды аспап болу керек. Бұл әдіс бойынша тарировка жасағанда: екі аспап бір-бірінен ең үлкен аспаптың диаметрі аэродинамикалық тұбырдың диаметріне 10 есе кіші болу керек. Құьырдағы жылдамдығы өлшегенде эталонды және түйірленетін аспаптардың көрсетуін және әр аспаптың өзінің микроманометрі болу керек

Сұйықтық енкею манометрін қолданғанда ағыннын бірдей жылдамдығындағы  екі аспаптағы қисық айырымын өзгерту үшін:

       (6)

 

(h – h_o)_э және (h – h_o)_T, сызықты тәуелді болғанда, яғни j_T тұрақты боланда және айырымына тәуелді емес. Егер j_T тапсақ, тарирленген аспапты жылдамдықтарды анықтауға қолдануға болады

ІІ. Шабудың түтікше  көрсетуіне әсер ету.

Өлшеу түтікшелері өлшеу жерінде аын жылдамдық бағытымен бағытты орналасқандықтан, түтікше ұшы осінің бағытынан жылдамдық ауытқуларына түтікше сезгіштігін анықтау.

Түтікшеің шабу көрсеткішіне әсер етуін анықтау тарирдеуі  тұрақты ағын жылдамдығында және жалпақ паралель ағында жүргізіледі. Сол жылдамдықты өлшеу эталондық саптама арқылы жүзеге асады. Тарирленеиін түтікше координаттағышқа орнатылады. Координаттағыш арқылы түтікше мен ағын жылдамдығының бағытыменарасындағы бұрышты өзгертуге болады

Егер біріктірілген  түтікше алынса, онда Рп және Рс өлшеу тесіктері бөлек екі манометрмен қосылады. Олардың 2-ші бүгілген жерлері атмосфераға ашық. Соның бір мезеттебақыту аспаппен және екі манометрмен жүргізіледі бұрыштар 0^о до 40^о.

Айталық j = 0^о , (P_n – P_с)_o

Ал j бұрышында (P_n – P_с)_j.

 

 

Сондықтан екі манометрден  толық және статикалық жәнеде j шабу бұрышының функциясы ретінде динамикалық қысым өлшену үшін аламыз Түтікшедегі ағын жылдамдығы, қысым Рп, Ро динамикалықөлшем кездейсуң өзгермес үшін

½ r ², қолданады, оны 1 мезетте бақылау аспап пен өлшейді. Нәтижелер бойынша j фунциясының графигін салады:

  

осы графиктер жылдамдық  туралы мәліметтермен бірге кез  келген біріктірілген түтікше үшін керек.

ІІІ. Жалпақ ағындағы жылдамдық  бағытын өлшеу трубкалары

Цилиндрді айналып өтуді  қарастырайық. жылдамдығы бір ағынға цилиндрлі осьнен перпендикуляр орналастырамыз.

Қысымның цилиндр бетімен  таралуы:

                              ₍₉₎

Цилиндр тәрізді көбінесе 3 тесік болады. Тесіктер аспап тұтқасы  ішінде алынған түтікшелер арқылы манометрмен  қосылады

 

 

 

 

Рис. 3 Цилиндрдің тесіктерін орналасқанын көрсететін сұлба.

 

Цилиндр бетіндегі екінүктелі қысым айырмасы:

      j = j₁және j = j₃

Егер 1 , 3 тесіктер j ( j₁ = -j₃ ) бұрышпен жасалынса 2 тесікке, ал 2 тесік үшін j=0, онда P₁₃ = 0.

Егер жылдамдық Dj бұрышпен 2 тесікке бағыттылса:

P₁₃ = 4 sin 2 Dj sin 2 j                 (11)

Егер j_o = 45^o, 2,3 тесіктер үшін:                          (12)

                                     

Нәтижеде x = 0,5. Ал тәжірибе бойынша x 0,5. тең емес

 

 

№3 Зертханалық жұмыс

Термобуды өндіру

Термобу температурасын өлшеу

 

Жұмыстың мақсаты: Мыс  константы және хромель-капельді тербуларды                       градировкалау және үйрену

Тапсырма: Термобу дайындау. Оны градирлеу. Термобу шамасының  термо ЭҚК-н анықтау.

Теориялық мәліметтер

 

ЭҚК-ден әртүрлі екі  металлдың арасындағы потенциалдар айырымын айтамыз. Бұл құбылысты 1797ж. Вольт ашқан болатын. Түрлі металдарды зерттеудің нәтижесінде Вольт оларды мынадай ретке бөлді:

Al, Zn, Sn, Pb, Sb, Bi, Hg, Cn, Ag, Au, Pt, Pb. Егер көрсетілген тізбектегі металдарды бір бірімен алып қарайтын болса, онда әр алдыңғы металл өзінен кейігіден потенциалы әлдеқайда көбірек болады. Мұны Вольттың тізбектік заңы деп атайды.

ЭҚК-і металдардың  контактілеу тегі мен температураға  тәуелді. Сол себкпті:

                                                 

Мұнда - термо ЭҚК-нің коэффициенті деп аталады. Практикада оны ылғи да градирлеу жолымен табады

∆

Әдетте аздаған температура құлауында Dt = 50 ¸ 100°С арасында -шамасы аз болады, бірақ соңғы жоғарғы сезімталдықты және жеткілікті дәл вольтметрлер термо ЭҚК мәнін дәл өлшеуге мүмкіндік береді. Сондықтан бесінші формуладан - ны анықтау оңайға түседі

Градирленген экмперимент  термобу үшін бір рет орындалады және о  анықталады. Содан кейін қажетті жағдайларда өлшенген температураны (6) формулада қоданамыз. Осыдан:

D t = e/ a

 

 

 

Эксперименталды құрылғы туралы мәлімет

 

Термобу келесі түрде  жасалады. Екі түрлі өткізгіш аламыз және олардың соңын бұраймыз. Кейін бұралған соңын арнайы анықтамалық аппаратқа салады.

a коэффициентін анықтау үшін дифференциалды термобу, шыны термометр алмыз. Орамның бір жағын бөлше температурасындағы трансформатор майы құйылған стаканға саламыз. Ал келесі орамды бастапқыда бөлме температурасында болған, кейін арнайы жылытқыштың көмегімен градировка кезінде жылытылған трансформатор майы құйылған стаканға саламыз. Майдың термометрмен температурасын өлшейміз.

 

Тапсырмалар:

 

1. Термобуды миливольтметрге қосу керек. Қос орамды бөлме температурасындағы трансформатор майы құйылған ыдысқа саламы: t₁ = t₂.
2. Вольтметрдің кезіндегі көрсеткішін жазып аламыз t₁ = t₂
3. Жылытқышты қосып, майды 120 °С-ға дейін қыздырамыз. , ,  …, көрсеткіштерін жазып аламыз.
4. Таблицаны толтыру.

      

t1	t2	Dt=t1 –t2	e

5.  Dt = f(e)    тәуелділік графигін саламыз

6.  Графиктен a =  De / Dt – ны анықтаймыз

 

Негізгі әдебиет: [1-4.5.6] (56-84 бет)

Қосымша әдебиет: [14-16.18] (30-55 бет)

Әдшстемелік нұсқау: №3 лекцияны қарау, сонымен қатар әдебиеттер [1-13] (56-288 бет) [14-18] 10-15 бет, 35-55 бет.

 

    №4 Лабораториялық жұмыс

 

Термоэлектрлік әдіспен  температураны өлшеу.

 

Жұмыстың мақсаты:

1. Мыс – констактты және хромель-капельді термобуларды градировкалау және үйрену
2. Температураның суық балқуларға ықпалы және термо ЭҚК*нің суммарлық түзетулерін ескптеу.
3. Термобудағы суық балқулардың температурасын түзетуді есептеу үшін градирлі қисық тұрғызу
4. Үшінші ретті термобудың бөлінуіне қосылған ықпалын зерттеу

 

Құрал – жабдықтар: Универсалды  өлшегіш прибор Р4833; Стрелкалы силивольтметр, екі жылытқыш, еккккі термометр, термобулар

 

 

ТЕОРИЯ

Термопарлар жоғары температураға  және агрессивті ортаға төзімді сонымен  қатар тұрақты термо ЭҚК өндірістегі  және лабораториядағы жоғарғы температураларды өлшеуде кеңінен қолданылады.