Kā tiek mērīts tvaika patēriņš? Mitrā tvaika plūsmas mērīšana
1. Ūdens tvaiku plūsmas ātruma mērīšana
Atveres ierīces aprēķinu ūdens tvaiku plūsmas ātruma (Q 0) mērīšanai veic saskaņā ar šādu procedūru
Nosakiet aprēķinam trūkstošos datus
Mērītās vides absolūto spiedienu sprauslas priekšā nosaka kā barometriskā un manometriskā spiediena summu
kur - barometriskais spiediens (P b = 1 kgf / cm 2 = 9,8066 * 10 4 Pa);
Pārspiediens ().
Mērītās vides blīvums darba apstākļos (un t = 340 0 С).
3. pielikums
Mēs nosakām D vērtību, kas atbilst cauruļvadā esošās vielas darba temperatūrai t = 340 0 С pēc formulas:
kur ir cauruļvada iekšējais diametrs ierobežošanas ierīces priekšā pie temperatūras t = 20 0 С (D = 200 mm);
Ierobežojošās ierīces (cauruļvada) materiāla lineārās termiskās izplešanās vidējais koeficients diapazonā no 20 līdz t ° С, 1 / grādi
t ir mērītās vides temperatūra atveres priekšā (t = 340 0 С).
Mērītās vides dinamiskā viskozitāte darbības apstākļos
|
Temperatūra, 0 С |
|||||||
|
Dinamiskā viskozitāte, 10 -5 Pa * s |
Mēs pieņemam.
Mēs ņemam adiabātisko eksponentu, kas vienāds ar k = 1,38.
Mēs pieņemam sašaurināšanas ierīci Sprausla, vadoties pēc šādiem apsvērumiem
a) pie tādām pašām moduļa un spiediena krituma vērtībām sprausla ļauj izmērīt lielāku plūsmas ātrumu nekā diafragma, un pie D? 300 mm nodrošina arī augstāku mērījumu precizitāti salīdzinājumā ar diafragmu (īpaši ar maziem moduļiem);
b) pie tādām pašām moduļa un plūsmas ātruma vērtībām spiediena zudums sprauslā ir daudz mazāks nekā diafragmā;
c) gāzu un tvaika plūsmas ātruma mērīšanas precizitāte, izmantojot sprauslu, ir augstāka nekā izmantojot diafragmu;
d) atveres ieplūdes profila izmaiņas vai piesārņojums darbības laikā ietekmē diafragmas plūsmas ātrumu daudz lielākā mērā nekā sprauslas plūsmas ātrumu.
1.3. Diferenciālā spiediena mērītāja QP (Q OP, Q NI, Q MP) augšējā mērījumu robeža tiek izvēlēta atbilstoši norādītajam maksimālajam izmērītajam plūsmas ātrumam Q max = 0,8 m 3 / s = 2880 m 3 / h tā, lai standarta vērtība QP ir tuvākais lielākais attiecībā pret Q m ax vērtību. Tādējādi mēs ņemam Q P = 3200 m 3 / h.
1.4. Mēs pieņemam sašaurināšanas ierīces moduli šādu iemeslu dēļ:
Lietojot sprauslas un Venturi sprauslas, Reinoldsa skaitļa DQ korekcijas neprecizitāte vismazāk ietekmē plūsmas koeficientu, kad 0,5? m? 0,65.
Tādējādi mēs ņemam m = 0,5.
1.5. Pēc m vērtības es aprēķinu:
Patēriņa koeficients a Un pēc formulas:
a H = 0,9100 + 0,6258 m - 1,4 m 2 + 1,6667 m 3, ar m = 0,5 a H = 1,0812;
Patēriņa koeficienta b vērtība pēc formulas:
a = a I * k 2,
kur k 2 ir caurules raupjuma korekcijas koeficients (k 2 = 1,005).
tvaika spiediena analogais slēdzis
a = 0,0812 * 1,005 = 1,0866.
1.6. Noteikt diferenciālā spiediena mērītāja DRn ierobežojošo nominālo diferenciālo spiedienu. Pieļaujamo spiediena zudumu sprauslā norāda pie lielākā izmērītā plūsmas ātruma Qmax.
Noteikt pieļaujamo spiediena zudumu P PD pie plūsmas ātruma, kas vienāds ar diferenciālā manometra mērījuma Q P = 3200 m 3 / h izvēlēto augšējo robežu.
Diferenciālā spiediena mērītāja DRn ierobežojošais diferenciālais spiediens ir izvēlēts no vairākiem standarta skaitļiem. Tāpēc DRn = 250 kPa.
1.7. Nosakiet Reinoldsa skaitli pie plūsmas ātruma, kas vienāds ar Q CP = 2520 m 3 / h.
Jo aprēķinātais Reinoldsa skaitlis> dotajam modulim m = 0,5, tad turpinām aprēķinu tālāk.
1.8. Lielāko spiediena kritumu ierobežošanas ierīcē gredzena, silfona un membrānas diferenciālā spiediena mērītājiem nosaka pēc formulas:
1.9. Korekcijas koeficientu nosakām pēc formulas:
1.10. Attiecības aprēķināšana
1.11. Korekcijas koeficientu nosakām pēc formulas:
1.12. Mēs aprēķinām (ar četriem zīmīgajiem cipariem) atveres atveres diametra vēlamo vērtību d 20 20 ° C temperatūrā:
1.13. Pludiņa diferenciālā spiediena mērītājiem, kas pildīti ar dzīvsudrabu, virs kura ir gāze ar blīvumu 14 kg / m 3, vai eļļa, virs kuras ir gāze ar blīvumu 0,9 kg / m3, kā arī gredzenam, zvanam , plēšas un membrānas diferenciālā spiediena mērītāji, mēs nosakām tilpuma plūsmu, kas atbilst lielākajam diferenciālajam spiedienam
Spēka agregātu sildītāju komutācijas ķēžu ietekme uz apkures siltumefektivitāti
Pirmais PFS aprēķināšanas solis ir ūdens tvaiku stāvokļu noteikšana turbīnas pakāpēs. Lai to izdarītu, izveidojiet tvaika procesu turbīnā h, S diagrammā. Mēs izmantojam tehniku ...
Cementa rūpnīcas elektroapgādes sistēmas modernizācija
Siltuma bilanci veic: Saskaņā ar VNTP 06-86 izvēlamies tvaika parametrus: T = 187,9 0C P = 1,2MPa degviela, 0С. Vidējā mazuta temperatūra tiek ņemta ziemā - -20, vasarā - 20 ...
450 MW kondensācijas elektrostacijas projekts Nazarovā
Apkures ekstrakcijas jaudas nepietiekamas attīstības koeficients ir: Pirmajai ekstrakcijai: (4) kur ir entalpija pie turbīnas izejas, kJ / kg; - tvaika entalpija pie pārkarsētāja ieplūdes, kJ / kg; - tvaika entalpija pie pārkarsētāja izejas, kJ / kg ...
TEC projekts ar jaudu 500 MW
Apkures ieguves jaudas nepietiekamas izmantošanas koeficients: pirmajai ekstrakcijai: (30) otrajai ekstrakcijai: (31) Tvaika patēriņu tīkla sildītājiem nosaka no siltuma bilances vienādojuma: (32) (33) Ņemot reģenerāciju koeficients Kр = 1 ...
TEC projekts ar nemainīgas ACS izstrādi
Tvaika patēriņu turbīnai nosaka pēc formulas:. Tad: kg/s, kg/s, kg/s, kg/s, kg/s, kg/s, kg/s, kg/s, kg/s, kg/s, kg/s, kg/s, kg/s. Turbīnas jauda: = 80 MW - jauda ...
GRES dizains
Apkures izvēles jaudas nepietiekamas izmantošanas koeficients apakšējam tīkla sildītājam: (2.21) kur iotb7 ir tvaika entalpija atlasē uz apakšējo tīkla sildītāju no 2.2. tabulas, kJ / kg; iк - tvaika entalpija kondensatorā no 2.2 tabulas ...
Šajā kursa projektā tvaika plūsmas mērīšanai tiek izmantota mainīga diferenciālā spiediena metode. Šīs metodes pamatā ir fakts, ka cauruļvadā plūstošā tvaika plūsma ...
Tvaika plūsmas un temperatūras kontroles sistēmu projektēšana
Tvaika temperatūras mērīšanai mēs izmantojam termoelektrisko termometru - termopāri XK (hromela pilieni). Termopāris ir divi vadītāji (termoelektrodi), kas izgatavoti no dažādiem metāliem un ir pielodēti vienā punktā ...
Koģenerācijas stacijas termoshēmas projektēšana rūpniecības uzņēmumam un dzīvojamam rajonam
Vielu (šķidru, gāzveida, beztaras, cietu, tvaiku uc) plūsmas ātruma un masas mērīšana tiek plaši izmantota gan inventarizācijas un ziņošanas operācijās, gan tehnoloģisko procesu kontrolē, regulēšanā un vadībā ...
Mainīga spiediena krituma mērītāja izstrāde ar Venturi cauruli
Lai noteiktu dinamiskās viskozitātes koeficientu h, nepieciešams aprēķināt pārkarsētā ūdens tvaika pazemināto temperatūru tпр un samazināto spiedienu pпр. Saskaņā ar uzziņu grāmatu: kur t ir ūdens tvaiku temperatūra, C; t = 500? C ....
Spēkstacijas (enerģijas bloks ar PT-135 / 165-130 / 15 turbīnu) pamata termiskās diagrammas un tehnisko un ekonomisko rādītāju aprēķins
spēka agregāts tvaika turbīnas deaerators Provizoriskā tvaika patēriņa noteikšana turbīnai. Rūpnieciskās atlases jaudas nepietiekamas izmantošanas koeficients:; kur Hi = i0-ik, hpr = i0-i3 ir izmantotie siltuma pilieni tvaika plūsmā. Hi = 3471,4-2063,26 = 1408,14 kJ / kg. hpr = 3471 ...
Atomelektrostacijas darba ķēdes aprēķins
Divkontūru AES tehnoloģiskajām vajadzībām (tvaika patēriņš SN palīgvajadzībām) paņemto tvaika daudzumu nosaka AES jauda, AES un AES darbības principa iezīmes tiek ņemtas vērā kopumā. .
Turbīnas K-800-240 termiskās diagrammas aprēķins
Pamattermiskās diagrammas aprēķins ar secīgu tuvinājumu metodi ir balstīts uz provizorisku turbīnas tvaika plūsmas ātruma aprēķinu, izmantojot režīma diagrammu vai aptuvenās formulas ...
Turbīnas K-300-240-1 zemspiediena cilindra (LPC) aprēķins
Instalācijas termiskā diagramma tiek pieņemta saskaņā ar prototipu. Ekstrakciju skaits, tvaika spiediens ekstrakcijās un tvaika patēriņš katrā ekstrakcijā tiek izvēlēts saskaņā ar tabulām, kas sniegtas pielikumā ...
Tvaika plūsmas mērīšanas precizitāte ir atkarīga no vairākiem faktoriem. Viens no tiem ir tā sausuma pakāpe. Bieži vien šis rādītājs tiek ignorēts, izvēloties mērīšanas un mērīšanas ierīces, un tas ir pilnīgi veltīgi. Fakts ir tāds, ka piesātināts mitrais tvaiks būtībā ir divfāžu vide, un tas rada vairākas problēmas, mērot tā masas plūsmas ātrumu un siltumenerģiju. Kā atrisināt šīs problēmas, mēs to izdomāsim šodien.
Ūdens tvaiku īpašības
Sākumā definēsim terminoloģiju un noskaidrosim, kādas ir mitrā tvaika īpašības.
Piesātināts tvaiks ir ūdens tvaiki, kas atrodas termodinamiskā līdzsvarā ar ūdeni, kuru spiediens un temperatūra ir savstarpēji saistīti un atrodas uz piesātinājuma līknes (1. att.), kas nosaka ūdens viršanas temperatūru noteiktā spiedienā.
Pārkarsēts tvaiks - tvaiks, kas uzkarsēts līdz temperatūrai virs ūdens viršanas temperatūras noteiktā spiedienā, ko iegūst, piemēram, no piesātināta tvaika, papildus karsējot.
Sausais piesātinātais tvaiks (1. att.) ir bezkrāsaina caurspīdīga gāze, tā ir viendabīga, t.i. viendabīga vide. Zināmā mērā tā ir abstrakcija, jo to ir grūti iegūt: dabā tas ir atrodams tikai ģeotermālajos avotos, un tvaika katlu radītais piesātinātais tvaiks nav sauss - tipiskas sausuma pakāpes vērtības mūsdienu katliem. ir 0,95-0,97. Vairumā gadījumu sausuma pakāpe ir vēl zemāka. Turklāt sausais piesātinātais tvaiks ir metastabils: ja siltums tiek piegādāts no ārpuses, tas viegli pārkarst, un, atbrīvojoties siltumam, tas kļūst mitrs piesātināts:
1. attēls. Ūdens tvaiku piesātinājuma līnija
Mitrs piesātināts tvaiks (2. att.) ir mehānisks sausā piesātinātā tvaika maisījums ar suspendētu smalki disperģētu šķidrumu termodinamiskā un kinētiskā līdzsvarā ar tvaiku. Gāzes fāzes blīvuma svārstības, svešķermeņu daļiņu klātbūtne, ieskaitot tos, kas nes elektriskos lādiņus - jonus, izraisa kondensācijas centru parādīšanos, kas ir viendabīgi. Piesātinātā tvaika mitruma saturam palielinoties, piemēram, siltuma zudumu vai spiediena paaugstināšanās dēļ, mazākie ūdens pilieni kļūst par kondensācijas centriem un pamazām aug, savukārt piesātinātais tvaiks kļūst neviendabīgs, t.i. divfāzu vide (tvaika-kondensāta maisījums) miglas veidā. Piesātināts tvaiks, kas ir tvaika-kondensāta maisījuma gāzes fāze, pārvietojoties nodod daļu savas kinētiskās un siltumenerģijas uz šķidro fāzi. Plūsmas gāzes fāze savā tilpumā nes šķidrās fāzes pilienus, bet plūsmas šķidrās fāzes ātrums ir ievērojami mazāks par tās tvaika fāzes ātrumu. Mitrs piesātināts tvaiks var veidot saskarni, piemēram, gravitācijas ietekmē. Divfāzu plūsmas struktūra tvaika kondensācijas laikā horizontālajos un vertikālajos cauruļvados mainās atkarībā no gāzes un šķidruma fāzes proporciju attiecības (3. att.): 
2. attēls. Tvaika PV diagramma
3. attēls. Divfāzu plūsmas struktūra horizontālā cauruļvadā
Šķidrās fāzes plūsmas raksturs ir atkarīgs no berzes un gravitācijas spēku attiecības, un horizontāli novietotā cauruļvadā (4. att.) pie liela tvaika ātruma kondensāta plūsma var palikt plēvei līdzīga, kā vertikālā caurule; un zemā stāvoklī plēves plūsma tiek novērota tikai cauruļvada augšējā iekšējā virsmā, un apakšā veidojas nepārtraukta plūsma, "straume".
Tādējādi vispārīgā gadījumā tvaiku-kondensāta maisījuma plūsma kustības laikā sastāv no trim sastāvdaļām: sausa piesātināta tvaika, šķidruma pilienu veidā plūsmas kodolā un šķidruma plēves vai strūklas formā. cauruļvada sienas. Katrai no šīm fāzēm ir savs ātrums un temperatūra, un tvaika-kondensāta maisījuma kustības laikā notiek relatīva fāžu slīdēšana. Darbos ir parādīti divfāzu plūsmas matemātiskie modeļi mitrā piesātinātā tvaika cauruļvadā.
4. attēls. Divfāzu plūsmas struktūra vertikālā cauruļvadā
5. attēls. Kondensāta spirāles kustība.
Plūsmas mērīšanas problēmas
Mitrā piesātinātā tvaika masas plūsmas ātruma un siltumenerģijas mērīšana ir saistīta ar šādām problēmām:
1. Slapjā piesātinātā tvaika gāzes un šķidrās fāzes pārvietojas dažādos ātrumos un aizņem mainīgu līdzvērtīgu cauruļvada šķērsgriezuma laukumu;
2. Piesātināta tvaika blīvums palielinās, pieaugot tā mitruma saturam, un mitrā tvaika blīvuma atkarība no spiediena dažādās sausuma pakāpēs ir neskaidra;
3. Piesātinātā tvaika īpatnējā entalpija samazinās, palielinoties mitruma saturam.
4. Slapjā piesātinātā tvaika plūsmā sausuma pakāpes noteikšana ir sarežģīta.
Tajā pašā laikā mitrā piesātinātā tvaika sausuma pakāpes paaugstināšana ir iespējama divos zināmos veidos: "sasmalcinot" tvaiku (samazinot spiedienu un attiecīgi mitrā tvaika temperatūru), izmantojot spiediena samazināšanas vārstu. un šķidrās fāzes atdalīšana, izmantojot tvaika separatoru un kondensāta noteci. Mūsdienīgie tvaika separatori nodrošina gandrīz 100% mitra tvaika sausināšanu.
Divfāzu vides plūsmas ātruma mērīšana ir ārkārtīgi grūts uzdevums, kas vēl nav pārsniedzis pētniecības laboratorijas. Tas jo īpaši attiecas uz tvaika-ūdens maisījumu.
Lielākā daļa tvaika plūsmas mērītāju ir ātrgaitas, t.i. mēra tvaika plūsmas ātrumu. Tajos ietilpst mainīga spiediena starpības plūsmas mērītāji, kuru pamatā ir atveru ierīces, virpuļinstrumenti, ultraskaņas, tahometriskie, korelācijas, strūklas plūsmas mērītāji. Coriolis un siltuma plūsmas mērītāji atšķiras, kas tieši mēra plūstošās vides masu.
Apskatīsim, kā dažāda veida plūsmas mērītāji veic savu darbu, strādājot ar mitru tvaiku.
Diferenciālā spiediena plūsmas mērītāji
Diferenciālā spiediena plūsmas mērītāji, kuru pamatā ir sprauslas (diafragmas, sprauslas, Venturi caurules un citas vietējās hidrauliskās pretestības), joprojām ir galvenais līdzeklis tvaika plūsmas mērīšanai. Tomēr saskaņā ar GOST R 8.586.1-2005 6.2. apakšsadaļu "Šķidrumu un gāzu plūsmas un daudzuma mērīšana ar diferenciālā spiediena metodi": Saskaņā ar standarta sprauslas ierīču lietošanas nosacījumiem, ko kontrolē " barotnei jābūt vienfāzei un pēc fizikālajām īpašībām viendabīgai":
Ja cauruļvadā ir divfāzu tvaika un ūdens vide, dzesēšanas šķidruma plūsmas ātruma mērīšana ar mainīga spiediena starpības ierīcēm ar standartizētu precizitāti netiek nodrošināta. Šajā gadījumā "varētu runāt par izmērīto mitrās tvaika plūsmas tvaika fāzes (piesātināto tvaiku) plūsmas ātrumu pie nezināmas sausuma pakāpes vērtības."
Tādējādi šādu plūsmas mērītāju izmantošana mitrā tvaika plūsmas mērīšanai radīs neprecīzus rādījumus.
Darbā tika veikts, veicot mitrā tvaika mērīšanu ar mainīga spiediena krituma plūsmas mērītājiem, pamatojoties uz atveres ierīcēm, radušās metodiskās kļūdas (līdz 12% pie spiediena līdz 1 MPa un sausuma pakāpei 0,8) novērtējums.
Ultraskaņas plūsmas mērītāji
Ultraskaņas plūsmas mērītāji, kurus veiksmīgi izmanto šķidrumu un gāzu plūsmas mērīšanai, vēl nav atraduši plašu pielietojumu tvaika plūsmas ātruma mērīšanā, neskatoties uz to, ka daži no to veidiem tiek ražoti masveidā vai ir paziņoti par to. ražotājs. Problēma ir tāda, ka ultraskaņas plūsmas mērītāji, kas īsteno Doplera mērīšanas principu, pamatojoties uz ultraskaņas stara frekvences nobīdi, nav piemēroti pārkarsēta un sausa piesātināta tvaika mērīšanai, jo nav nelīdzenumu plūsmā, kas nepieciešama staru atstarošanai, kā arī mērot. mitrā tvaika plūsmu, nenovērtējiet rādījumus gāzes un šķidruma fāzes ātruma atšķirības dēļ. No otras puses, impulsa laika ultraskaņas plūsmas mērītāji nav izmantojami mitram tvaikam, jo ultraskaņas stars atstarojas, izkliedējas un laužas uz ūdens pilieniem.
Vortex plūsmas mērītāji
Vortex plūsmas mērītāji no dažādiem ražotājiem, mērot mitru tvaiku, rīkojas atšķirīgi. To nosaka gan primārā plūsmas devēja konstrukcija, virpuļu noteikšanas princips, elektroniskā shēma, gan programmatūras īpašības. Būtiska nozīme ir kondensāta ietekmei uz jutīgā elementa darbību. Dažos projektos “nopietnas problēmas rodas, mērot piesātināta tvaika plūsmas ātrumu, ja cauruļvadā ir gan gāzes, gan šķidruma fāze. Ūdens koncentrējas gar caurules sienu un neļauj pareizi funkcionēt ieplakātajiem spiediena sensoriem. "Citās konstrukcijās kondensāts var appludināt sensoru un pilnībā bloķēt plūsmas mērīšanu. Taču dažos skaitītājos tas maz vai nemaz neietekmē rādījumus.
Turklāt divfāzu plūsma, kas krīt uz plūsmas ķermeņa, veido veselu virpuļfrekvenču spektru, kas saistīts gan ar gāzes fāzes ātrumu, gan ar šķidrās fāzes ātrumu (plūsmas kodola pilienu forma un plēve vai strūkla tuvu sienai) mitru piesātinātu tvaiku. Šajā gadījumā šķidrās fāzes virpuļsignāla amplitūda var būt diezgan nozīmīga un, ja elektroniskā ķēde neparedz signāla digitālu filtrēšanu, izmantojot spektrālo analīzi un īpašu algoritmu ar gāzi saistītā "patiesā" signāla iegūšanai. plūsmas fāze, kas raksturīga vienkāršotiem plūsmas mērītāju modeļiem, tad plūsmas ātruma rādījumu liela nepietiekama novērtēšana. Labākajiem virpuļplūsmas mērītāju modeļiem ir DSP (Digital Signal Processing) un SSP (Fast Furier Transform Spectral Signal Processing) sistēmas, kas ne tikai uzlabo signāla un trokšņa attiecību, izolē "īsto" virpuļa signālu, bet arī novērš ietekmi. cauruļvadu vibrācijām un elektriskiem traucējumiem.
Neskatoties uz to, ka virpuļplūsmas mērītāji ir paredzēti vienfāzes vides plūsmas ātruma mērīšanai, darbā ir parādīts, ka ar tiem var mērīt divfāzu vides, tostarp tvaika ar ūdens pilieniem, plūsmas ātrumu ar dažiem metroloģisko raksturlielumu pasliktināšanās.
Mitru piesātinātu tvaiku ar sausuma pakāpi virs 0,9 saskaņā ar EMCO un Spirax Sarco eksperimentālajiem pētījumiem var uzskatīt par viendabīgu, pateicoties PhD un VLM plūsmas mērītāju precizitātes "robežai" (± 0,8-1,0%), masas plūsmas rādījumiem un siltuma jauda būs kļūdas robežās.
Ja sausuma pakāpe ir 0,7–0,9, relatīvā kļūda šo plūsmas mērītāju masas plūsmas ātruma mērīšanā var sasniegt desmit procentus vai vairāk.
Citi pētījumi, piemēram, dod optimistiskāku rezultātu - kļūda mitrā tvaika masas plūsmas ātruma mērīšanā ar Venturi sprauslām uz speciālas iekārtas tvaika plūsmas mērītāju kalibrēšanai ir ± 3,0% robežās piesātinātam tvaikam, kura sausuma pakāpe ir lielāka par 0,84. .
Lai izvairītos no virpuļplūsmas mērītāja sensora elementa, piemēram, jutīga spārna bloķēšanas ar kondensātu, daži ražotāji iesaka virzīt plūsmas sensoru tā, lai sensora elementa ass būtu paralēla tvaika/kondensāta saskarnei.
Cita veida plūsmas mērītāji
Mainīgas diferenciālās/mainīgas zonas plūsmas mērītāji, atsperes plūsmas mērītāji un mainīga laukuma mērķi neļauj izmērīt divfāzu vidi, jo kondensāta kustības laikā iespējama plūsmas ceļa erozija.
Principā tikai Koriolisa tipa masas plūsmas mērītāji varētu izmērīt divfāžu vidi, taču pētījumi liecina, ka Koriolisa mērītāju mērījumu kļūdas lielā mērā ir atkarīgas no fāzu attiecības, un "mēģinājumi izstrādāt universālu plūsmas mērītāju daudzfāzu vidēm, visticamāk, novedīs pie strupceļš." Tajā pašā laikā Coriolis plūsmas mērītāji intensīvi attīstās, un, iespējams, drīzumā tiks gūti panākumi, taču pagaidām tirgū šādu industriālo mērinstrumentu nav.
Ph.D., A. V. Kovaļenko
Izmantotie pārkarsētā tvaika skaitītāji nosaka: spiedienu, temperatūru un, viens"Patēriņa parametrs". Kā jau minēts, šī informācija nav pietiekama, lai noteiktu mitrā tvaika siltumu un masu.
Lai šādiem skaitītājiem nodrošinātu iespēju kontrolēt mitrā tvaika siltumu un masu, plānots izmantot kalkulatorus ar iespēju ievadīt korekciju pēc parametra "sausuma pakāpe". Taču šāds risinājums mitrā tvaika parametru kontroles problēmai, balstoties uz tehnikas līmeni, ir atzīstams par nepietiekami efektīvu.
Pārkarsēta tvaika tvaika līnijās šo skaitītāju "plūsmas parametra" signāls atbilst kontrolētās plūsmas masas plūsmas ātrumam. Pārkarsēta tvaika plūsmas ātrumu var attēlot ar šādu matemātisko izteiksmi:
, (1 .1)
kur: - pārkarsēta tvaika patēriņš;
Pārkarsēta tvaika blīvums;
Pārkarsēta tvaika ātrums tvaika līnijā;
Kontrolētas plūsmas sekcija.
Pārkarsētā tvaika blīvums ir zināma tvaika spiediena un temperatūras funkcija kontrolētajā tvaika līnijā.
Pārkarsēta tvaika () plūsmas ātruma noteikšanai var izmantot jebkuru pieņemamu "plūsmas parametra" mērītāju, piemēram, mērīšanas diafragmu.
Tādējādi pārkarsēta tvaika plūsmas ātrumu nosaka izmērītie “plūsmas ātruma”, temperatūras un spiediena signāli. Šis dizaina modelis ir ideāli piemērots pārkarsēta tvaika parametru noteikšanai.
Tomēr pārkarsēts tvaiks, izmantojot vai zaudējot savu siltumenerģiju, neizbēgami kļūst par mitru tvaiku.
Mitrā tvaika plūsmas ātrumu var attēlot ar šādu matemātisko izteiksmi:
, (1.2)
kur: - mitrā tvaika patēriņš;
Slapjā tvaika tvaika fāzes patēriņš (piesātinātā tvaika fāze);
Slapjā tvaika šķidrās fāzes patēriņš;
Plūsmas šķidrās fāzes kustības ātrums.
Piesātināts tvaiks ar piesātinātu tvaiku temperatūru; - mitrs tvaiks; - ūdens ar piesātinātu tvaiku temperatūru.
Mitrā tvaika fāžu blīvumi ir zināmas tvaika spiediena funkcijas kontrolētajā tvaika līnijā. Citus mitrā tvaika parametrus, piemēram, piemēram:,,,,, pārkarsētā tvaika skaitītājus nevar noteikt. Šādā situācijā nav jēgas labot “plūsmas ātruma” signālu ar izmērīto sausuma pakāpes vērtību, jo šis signāls fiziski neatbilst plūsmas ātrumam vai tā fāzēm. Šāds “patēriņa parametra signāls nav jālabo, bet gan ... jākoriģē.
Norādīto slapja tvaika siltuma un masas kontroles problēmu var detalizēti parādīt, izmantojot konkrētus piemērus.
Plūsmas mērīšanas sistēmas piemērs... Tvaika plūsmas mērīšanas sistēma, izmantojot īpašas konstrukcijas spiediena caurules saskaņā ar izgudrojuma patentu Nr. 2243508 (RU). Šajā plūsmas ātruma noteikšanas sistēmā (ierīcē) tiek mērīts statiskais spiediens un spiediena starpība () starp divām spiediena caurulēm kontrolētā tvaika plūsmā pie reaktora izejas, vienas spiediena caurules ieplūde ir vērsta pret plūsmu. , bet otrs ir vērsts lejup pa straumi.
No publicētiem avotiem ir zināms, ka šīs sistēmas testu rezultāti atomelektrostaciju un termoelektrostaciju tvaika cauruļvados parāda spiediena cauruļu izmantošanas priekšrocības salīdzinājumā ar citiem tvaika parametru skaitītājiem. Konkrēti, to priekšrocības salīdzinājumā ar mērīšanas diafragmām ir parādītas uzticamībā un konstrukcijas vienkāršībā, vienkāršībā un uzstādīšanas vienkāršībā, praktiski nepastāvot spiediena zudumiem.
Reaktora, piemēram, VVER-1000 spēka agregātu tvaika līnijā plūst slapjš tvaiks ar sausuma pakāpi, kas nepārsniedz 0,98. Šajā sakarā spiediena kritumu (), ko mēra abas ierīces spiediena caurules, veido abas kontrolētās plūsmas fāzes. Šī spiediena krituma pa spiediena caurulēm atkarību no plūsmas parametriem var attēlot ar šādu matemātisko izteiksmi:
(1.3)
kur: ir divu mērcauruļu signāla koeficients;
Patiesais tilpuma tvaika saturs mitrā tvaika plūsmā;
Plūsmas tvaika fāzes kustības ātrums;
Plūsmas šķidrās fāzes kustības ātrums;
Tvaika fāzes blīvums;
Šķidrās fāzes blīvums.
Iepriekš minētais vienādojums (1.3) saturtrīsnezināmi plūsmas parametri (,,) un koeficients ( ) ierīces mērcauruļu signālu. Šī sistēma nesaņem nekādu citu informāciju problēmas risināšanai. Šajā sakarā slapjā tvaika plūsmas ātruma noteikšanas problēmu nevar atrisināt bez papildu informācijas izmantošanas vai ierobežojošu nosacījumu ieviešanas.
Aplūkojamai ierīcei, lai noteiktu mitrā tvaika kontrolētās plūsmas plūsmas ātrumu, kaut kā jānosaka vai kaut kur jāņem vērtības, , un .
Šo ierīci izmanto dzesēšanas šķidruma līmeņa kontroles sistēmā AES reaktoros. Ierīces informācijas apstrādes sistēma izmanto vienfāzes plūsmas modeli. Tas izriet no tā aprakstā esošā teksta un formulām. Tādējādi šī ierīce ignorē reālo šķidrās fāzes klātbūtni kontrolētā plūsmā. Ierīces galvenā aprēķina formula saskaņā ar izgudrojuma patentu Nr. 2243508 (RU) var attēlot šādi:
(1.4)
Tas nozīmē, ka vienādojums (1.3) tiek izmantots ar patiesā tilpuma tvaika satura fiksētu vērtību (vienāds ar vienu). Vienādojums (1.4) tieši parāda, kā tas izkropļo plūsmas tvaika fāzes ātruma parametra aprēķināto vērtību. Formulas kreisā puse ir izmērīts parametrs, ko veido divas plūsmas fāzes, kas pārvietojas ar dažādu ātrumu (nepārtraukts tvaiks un tā tilpumā izkliedēts šķidrums). Formulas labā puse ir tvaika fāzes blīvuma (statiskā spiediena funkcija) un plūsmas tvaika fāzes ātruma kvadrāta reizinājums.
Vēl viens piemērs... Ierīce saskaņā ar patentu Nr. 2444726 (RU) satur tvaika līniju ar selektīvu (selektīvu) tvaika fāzes īpašībām un parametriem, skaitītāja "plūsmas parametru" (piemēram, Pito caurule, kuras ieplūdes logs ir vērsts lejup), statiskā spiediena mērītājs un sausuma mērītājs.
- Par signālu statiskais spiediens () nosaka nepieciešamos "tabulas" plūsmas parametrus, piemēram: tā fāžu blīvumu un īpatnējo siltuma saturu:
Tvaika fāzes blīvums;
Šķidrās fāzes blīvums;
Tvaika fāzes entalpija;
Šķidrās fāzes entalpija.
AR ignorēts dinamiskais retināšanas mērītājs (ja iepriekš ir noteikts vai kaut kur ņemts koeficients) ļauj noteikt plūsmas tvaika fāzes ātrumu:
,(2.1)
kur: - signāls no dinamiskā retināšanas mērītāja;
Dinamiskā retināšanas mērītāja signāla koeficients;
Tvaika fāzes blīvums;
Slapjā tvaika plūsmas tvaika fāzes ātrums.
- Par signālu sausuma mērītājs nosaka tvaika fāzes (piesātinātās tvaika fāzes) plūsmas ātruma attiecību pret kopējo kontrolētās plūsmas plūsmas ātrumu:
, (2.2)
Divu vienādojumu (2.1) un (2.2) sistēmas risinājums ar trīs nezināmiem parametriem:,,, un ceturtais nezināmais koeficients ir iespējams tikai ar papildu informācijas piesaisti.
Fāzes slīdēšanas parametrs () var kļūt par šādu papildu informāciju problēmas risināšanai. "Vietējās" vērtības (patiesais tilpuma tvaika saturs) attiecība pret "patēriņa" vērtību (patēriņa tilpuma tvaika saturs) tehnikā, kas saukts kā fāzes slīdēšanas parametrs ( 
). Fāzes slīdēšanas parametrs () ir vāja spiediena funkcija, un to var noteikt pēc empīriskās formulas ().
Tādējādi, lai atrisinātu problēmu, tiek iegūts trešais vienādojums:
, (2.3)
Ja kaut kā nosakām vai kaut kur paņemam koeficientus (,,), trīs vienādojumu sistēma (2.1), (2.2), (2.3) ar trīs nezināmiem plūsmas parametriem (,,) pēc ierīces mērītāju signāliem (saskaņā ar patents Nr. 2444726) ļauj mums atrisināt slapja tvaika plūsmas siltuma un masas kontroles uzdevumu. Parādītais risinājums izskatās ļoti apgrūtinošs, taču dažos īstenošanas apstākļos atzīmētais trūkums ir niecīgs. Jāņem vērā arī tas, ka tvaika parametri, ko nosaka šī ierīce atpaliek no pašreizējā brīža noteiktā sausuma pakāpes parametra laika aizkavei (apmēram 30-40 sek).
Prezentētajā darbā par konkrētiem piemēriem parādīts, tas:
- Ievērojams pārkarsētā tvaika skaitītāji nenodrošina iespēju izveidot sistēmu mitrā un piesātinātā tvaika siltuma un masas kontrolei.
Jāatzīst, ka nav perspektīvas agregātus, kas regulētu siltumu un mitrā tvaika masu, izmantojot pārkarsētā tvaika skaitītājus. Tie paši par sevi nekontrolē slapjā tvaika plūsmas siltumu un masu un, ja tos papildina ar sausuma pakāpes kontroles līdzekļiem, labākajā gadījumā veido apgrūtinošu vadības sistēmu, kas nenodrošina nepieciešamo precizitāti ar būtisku. noteikto tvaika parametru aizkave.
Pievērs uzmanību vadības problēmu risināšanai pieejamā tehnika mitrā tvaika siltums un masa:.
Piedāvātie tehniskie risinājumi ir mitrā tvaika pašreizējo parametru uzraudzības sistēmas kodols (versija), kas nodrošina iespēju standartizēt precizitāti pēc sausuma mērītāju atskaites signāliem. Patiesā tilpuma tvaika satura un plūsmas fāžu ātruma kontroles precizitāte tiek tieši normalizēta. Detalizēts šī slapja tvaika plūsmas siltuma un masas regulēšanas sistēmas varianta apraksts tiks sniegts vēlāk atsevišķā darbā.
Literatūra:
1. Kovaļenko A. V. Jautājums par mitrā tvaika kontroles sistēmas izveidi grāmatvedības uzdevumu veikšanai
un tehnoloģiskie mērķi. Raksts portālā RosTeplo. Publicēts 06.02.2012
2. A.G. Agejevs, R.V. Vasiļjeva, Yu.S. Gorbunovs, B.M. Koroļkovs. Tvaika plūsmas mērīšanas sistēmas testēšana Balakovas AES energobloka Nr.3 tvaika ģeneratoru tvaika cauruļvados dinamiskos režīmos. / Žurnāls "Jaunumi Krievijas elektroenerģijas nozarē", Nr. 11, 2007 /
3. Agejevs A.G. un cits RF patents izgudrojumam Nr. 2243508. Ierīce tvaika plūsmas mērīšanai tvaika cauruļvadā. Izgudrojumu biļetens, 27.12.2004. / ERIC patenta īpašnieks/
4. Kovaļenko A.V. RF patents izgudrojumam Nr. 2444726 (RU). Ierīce slapjā tvaika plūsmas siltumenerģijas, masas plūsmas, entalpijas un sausuma kontrolei. Izgudrojumu biļetens Nr.7, 2012.g
5. Tongs L. Viršanas siltuma pārnese un divfāžu plūsma. M .: Mir, 1969.-344 lpp.
6. Kovaļenko A.V. RF patents izgudrojumam Nr.2380694 (RU), MKP G 01N 25/60. Metode mitrā tvaika sausuma pakāpes kontrolei / A.V. Kovaļenko // Izgudrojumu biļetens. 2010. Nr.3.Nr.2008119269.Prioritāte 15.05.2008.
7. Kovalenko A. V. RF Patent for Izgudrojuma Nr.2459198 (RU), Ierīce mitrā tvaika sausuma, entalpijas, siltuma un masas plūsmas ātruma kontrolei. 2012.gada Izgudrojumu biļetens Nr.23
8. Kovaļenko A.V. Izgudrojuma pieteikums Nr.2011129977 (RU). Ierīce mitra tvaika plūsmas sausuma pakāpes noteikšanai. Prioritāte no 19.07.2011.Lēmums par patenta piešķiršanu izgudrojumam datēts ar 09.07.2012.
9. Kovaļenko A.V. Izgudrojuma pieteikums Nr.2011120638 (RU). Metode patiesā tilpuma tvaika satura un mitrā tvaika plūsmas fāžu ātruma regulēšanai tvaika ģeneratora tvaika līnijā. Prioritāte no 20.05.2011.Lēmums par patenta piešķiršanu izgudrojumam datēts ar 12.10.2012.
10. Kovaļenko A.V. Izgudrojuma pieteikums Nr.2011121705 (RU). Metode patiesā tilpuma tvaika satura un slapja tvaika plūsmas fāžu ātruma regulēšanai tvaika līnijā uz plūsmas. Prioritāte no 27.05.2011.Lēmums par patenta piešķiršanu izgudrojumam datēts ar 12.10.2012.
- Gāzes vārsti (solenoīda vārsti, drošības slēgvārsti, drošības samazināšanas vārsti, slēgvārsti un vārstu bloki)
- Skapju bloki ar vienu samazināšanas līniju un apvedceļu
- Skapju bloki ar galvenajām un rezerves samazināšanas līnijām
- Manometri, vakuuma mērītāji, spiediena mērītāji, kas rāda un signalizē
- Spiediena mērītāji, vilces mērītāji un iegrimes mērītāji, kas rāda un signalizē
- Saistītais aprīkojums (diafragmas blīves, pulsācijas slāpētāji, pozicionieri utt.)
- Temperatūras mērītāji, skaitītāji-regulatori un temperatūras regulatori
- Kontrolieri temperatūras regulēšanai apkures sistēmās
- Temperatūras kontroles ierīces, daudzkanālu skaitītāji un regulatori
- Saistītais aprīkojums līmeņa mērīšanas un kontroles ierīcēm
- Regulēšanas vārsti, sajaukšanas vārsti, slēgšanas un regulēšanas vārsti un ūdens spiediena regulatori
- Saistītais aprīkojums (hermētiskuma detektori, KOF, termopārsegi utt.)
- Vieglā tipa industriālie gāzes infrasarkanie izstarotāji
- Tumšā tipa rūpnieciskie gāzes infrasarkanie izstarotāji
- Gaisa aizkari, gāzes-gaisa sildītāji, siltuma ģeneratori
- Griestu, sienu (sienu) infrasarkanie paneļi un infrasarkanās apkures lentes sistēmas
Jūsu pieteikums
Pērciet vajadzīgo preci. Lai to izdarītu, dodieties uz lapu ar tās aprakstu un noklikšķiniet uz pogas
"Pievienot produktu lietojumprogrammai".
Tvaika patēriņa mērīšana. Instrumentu inženieru piedzīvojumi jeb virpuļskaitītāji kā reāla alternatīva atveru ierīcēm
Izdevums: Enerģijas analīze un energoefektivitāte Nr. 6. Gads: 2006
15.10.2006Šobrīd energoresursu uzskaites jautājumiem pamatoti tiek pievērsta pastiprināta uzmanība. To nosaka apstāklis, ka, no vienas puses, bez uzticamas informācijas par patērētajiem resursiem pieejamības nav iespējams kompetenti veikt energotaupības pasākumus, kas pastāvīgā enerģijas cenu pieauguma apstākļos ir vitāli svarīgi. gan atsevišķiem uzņēmumiem, gan katrai no nozarēm un valsts ekonomikai kopumā. ... No otras puses, mēraparātu daudzuma pieauguma apstākļos priekšplānā izvirzās to uzturēšanas izmaksu problēma, pareizāk sakot, uzturēšana darba kārtībā.
Tvaika patēriņa mērīšana šīs vides specifikas dēļ atšķiras no gāzes mērīšanas uzdevumu jomas. To galvenokārt nosaka augstās temperatūras un spiediens tvaika cauruļvados, kā arī klātbūtne tajos, t.sk. palielināta cauruļu nodiluma rezultātā noteiktajos ekstremālos apstākļos, dažādi mehāniski piemaisījumi (korozijas produkti, katlakmens u.c.), kā arī kā arī kondensāts. Tāpēc, izmantojot dažādas plūsmas mērīšanas metodes, tvaika mērīšanas problēmas risināšanai patiešām ir tikai divas alternatīvas:
- plūsmas mērītāji, kuru pamatā ir mainīga diferenciālā spiediena metode visā ierobežošanas ierīcē (DC);
- virpuļplūsmas mērītāji (VR).
- Vai jums vajadzētu izvēlēties plūsmas mērītāju, pamatojoties tikai uz izmaksām, dinamisko diapazonu (DD), precizitāti un MTI?
- Vai tiešām Krievijā ražoto plūsmas mērītāju tehniskie parametri atbilst labākajiem ārvalstu kolēģiem?
Vidusmēra metrologa vadībā ir izveidojušies šādi aplūkoto plūsmas mērīšanas metožu raksturlielumi:
Attiecīgi secinājums ir ļoti vienkāršs: ja ir līdzekļi, tad labāk ir iegādāties virpuļplūsmas mērītāju, jo tas ir precīzāks un retāk; ja finansējums ir ierobežots, paliek tikai "vecā labā" diafragma.
Šis secinājums varēja būt raksta beigas, ja ne galvenie punkti, kas izklāstīti preambulā. Tāpēc mēs ierosinām aizmirst pētāmo mērīšanas metožu attēlus un skaitļus un sākt tvaika plūsmas mērītāja izvēli no nulles.
Sākumā atcerēsimies, kas ir CS plūsmas mērītāji un virpuļplūsmas mērītāji.
Pirmais sastāv no sava veida ierobežošanas ierīces, kas uzstādīta cauruļvadā. Parasti kā ierobežojošo ierīci izmanto tā saukto diafragmu: disku, kura iekšējais diametrs ir mazāks par cauruļvada iekšējo diametru. Lokalizētā diafragmas sašaurināšanās rada diferenciālo spiedienu, kura vērtību mēra ar diferenciālā spiediena sensoru. Vienlaikus mēra tvaika absolūto spiedienu cauruļvadā un tvaika temperatūru. Ja ir zināms diafragmas plūsmas ātrums, šī informācija ir pietiekama, lai aprēķinātu gāzes vai tvaika plūsmas ātrumu un attiecīgi noteiktu pārskata periodā patērētā produkta daudzumu.
Plūsmas mērīšanas virpuļa princips ir balstīts uz fon Karmana efektu, kas nozīmē, ka šķidrumam vai gāzei plūstot ap blefa ķermeni, notiek regulāra virpuļu veidošanās, t.i. alternatīva virpuļu veidošanās un atdalīšanās abās norādītā ķermeņa pusēs, un virpuļu atkārtošanās ātrums ir proporcionāls plūsmas ātrumam. Šo virpuļu veidošanos pavada regulāras periodiskas spiediena un plūsmas ātruma pulsācijas aiz plūsmas ķermeņa. Attiecīgi, mērot šo pulsāciju biežumu, var noteikt gāzes vai tvaika ātrumu vai plūsmas ātrumu darbības apstākļos. Lai noteiktu izvadītā tvaika daudzumu, tāpat kā SU gadījumā nepieciešams papildus izmērīt tvaika spiedienu un temperatūru.
Šajā rakstā mēs apskatīsim divu Krievijā plaši izplatīto virpuļplūsmas mērītāju (VR) apakštipu īpašības, kas atšķiras ar to, kā tie nosaka virpuļus:
- Spiediena vai ātruma pulsācijas reģistrē sensori, kas atrodas uz plūsmas ceļa virsmas.
- Spiediena pulsācijas iedarbojas uz sensora elementu (spārnu, cauruli, pjezomikrofonu u.c.) aiz straumlīnijas korpusa, kas tās pārraida uz sensoru, kas paslēpts ierīces dziļumā.
Tātad, atgriežoties pie veicamā uzdevuma - jāuzstāda tvaika mērīšanas iekārta.
Visticamāk, ka tvaika patēriņa vērtība mainīsies atkarībā no sezonas, ražošanas apjomiem un citiem faktoriem, tāpēc nepieciešams nodrošināt caurplūdes mērītāja mērījumu diapazona rezervi.
CS izmērītā plūsmas ātruma maksimālās un minimālās vērtības standarta attiecība ir 1:3, bet tā var sasniegt 1:10 (ja izmantojat vairāku diapazonu "gudrus", bet arī ļoti dārgus diferenciālā spiediena sensorus) . Nav jau slikti, bet mezgla izmaksas arī šajā gadījumā tiks iestatītas uz tā "dinamiskā diapazona" maksimumu.
Plašs dinamiskais diapazons ir virpuļplūsmas mērītāju neapšaubāma priekšrocība. Šis skaitlis svārstās no 1:20 līdz 1:40. Bet arī šeit ne viss ir gludi. Galu galā virpuļplūsmas mērītāja konversijas koeficients (ti, virpuļa frekvences attiecība pret izmērītās vides momentāno plūsmas ātrumu caur ierīces mērīšanas sekciju) ir stabils ļoti ierobežotā plūsmas ātrumu diapazonā, ko nosaka Reinoldsa skaitlis Re (hidrodinamiskās līdzības kritērijs). Lai sasniegtu maksimālu precizitāti, nepieciešams ievadīt atsevišķus korekcijas koeficientus, kas nodrošina mērījumu precizitāti visā diapazonā. Koeficientu masīva izmantošanai ir nepieciešama laba procesora apstrādes jauda, tāpēc mūsdienu viedajos virpuļplūsmas mērītājos ir jāinstalē jaunākās paaudzes procesori. Diemžēl ne visas sadzīves ierīces izmanto digitālo signālu apstrādi ar Karmana atkarības korekciju, tāpēc mērījumu kļūda šādās ierīcēs palielinās, palielinoties dinamiskajam diapazonam.
Interesanti, ka digitālās spektrālās signālu apstrādes izmantošana ļāva pārvarēt vēl vienu kaitinošu VR trūkumu pagātnē. Fakts ir tāds, ka mērīšanas princips paredz plūsmas pulsāciju noteikšanu. Tajā pašā laikā ārējās vibrācijas var tikt uzklātas noderīgajam signālam un pat pilnībā to bloķēt. Traucējumi izraisīja mērījumu precizitātes samazināšanos un izejas signāla iespējamību, ja cauruļvadā nav plūsmas, tā sauktā "pašpiedziņas" parādība.
Mūsdienu viedā VR analizē signāla spektru, novēršot troksni un pastiprinot derīgās harmonikas, lai nodrošinātu precīzus mērījumus. Tajā pašā laikā vibrācijas pretestības rādītāji vidēji palielinājās par lielumu.
Tvaika mērīšanas īpatnības, kas jāņem vērā, izvēloties mērinstrumentu, ir augsta vides temperatūra, iespējama cauruļvada aizsērēšana pie plūsmas mērītāja, nosēdumu iespējamība uz plūsmas mērītāja iekšējām virsmām, kā arī periodiska ūdens āmura un termiskā trieciena iespējamība. Apskatīsim šo faktoru ietekmi.
Tvaika temperatūra var svārstīties no 100°C līdz 600°C. Tajā pašā laikā plūsmas mērītājus CS var izmantot visā norādītajā diapazonā. Tomēr plūsmas mērītāju mērījumu precizitāte vadības sistēmā pasliktināsies, palielinoties temperatūrai, kas ir saistīta ar cauruļvada iekšējā diametra un diafragmas diametra izmaiņām, kā arī spiediena papildu temperatūras kļūdu. sensors. Ģeometrisko izmēru izmaiņu ietekme ir īpaši svarīga, veicot mērījumus cauruļvados, kuru diametrs ir mazāks par 300 mm, un spiediena sensora papildu temperatūras kļūda (piemēram, "Metran-100") ir 0,9% uz 100 ° C.
BP darbības temperatūras diapazons var atbilst 150, 200, 350, 450 0С atkarībā no modeļa un ražotāja. Turklāt pēdējās divas vērtības atbilst importēto ierīču īpašībām. Mēs ceram, ka lasītāji labi apzinās atšķirību starp jēdzienu "ierīce darbojas un kaut ko parāda" un "ierīce darbojas saskaņā ar deklarētajām īpašībām". Ļoti bieži BP ražotāji klusē par papildu temperatūras kļūdu, kas saistīta ar plūsmas ceļa elementu ģeometrisko izmēru izmaiņām. Ārvalstu plūsmas mērītājos plūsmas ātruma rādījumi tiek automātiski koriģēti pēc temperatūras, dažreiz sasniedzot 0,2% uz 100 ° C. Temperatūras korekcija tiek veikta arī iekšzemes viedajā VR. Tāpēc, izvēloties plūsmas mērītāju, neaizmirstiet pārbaudīt ražotāju par šādas kļūdas korekcijas esamību.
Cauruļvada aizsērēšana un nosēdumu parādīšanās uz galvenajiem plūsmas devēja elementiem laika gaitā var atņemt jūsu centienus izvēlēties un uzstādīt mērīšanas ierīci. Iemesls ir vienkāršs: CS plūsmas mērītāja konstrukcija paredz nogulšņu veidošanos cauruļvada apakšā pie diafragmas priekšējās sienas. Palielinoties aizsērējumam, palielinās tā ietekme uz kontroles kļūdu, kas dažkārt sasniedz pat desmitiem procentu. Vielas saķere ar diafragmas virsmu, kā arī tās malu nodilums veicina mēraparāta pārveidošanu par sensoru plūsmas klātbūtnei cauruļvadā. Lai tas nenotiktu, periodiski (ik pēc diviem mēnešiem) nepieciešams tīrīt plūsmas mērītāju pie vadības sistēmas.
Un kā ar BP? Virpuļu veidošanās procesu piesārņojums ietekmē ievērojami mazāk nekā spiediena kritums pāri CS, turklāt VD vienkārši nav dobumu un kabatu, kur varētu uzkrāties nogulsnes, tāpēc pēdējo rādījumu stabilitāte ir daudz augstāka. Turklāt ir eksperimentāli pierādīts, ka virpuļu veidošanās noved pie pašattīrīšanās ne tikai pašam plūsmas korpusam, bet arī cauruļvada posmam aptuveni 1 cauruļvada nominālā diametra (DN) attālumā pirms un 2-4 DN attālumā. pēc plūsmas ķermeņa. Īpašu plūsmas ķermeņu formu un izmēru izmantošana ļāva vēl vairāk samazināt šo izmaiņu ietekmi uz BP plūsmas ceļa ģeometriskajiem izmēriem.
Ražotāji mūsdienās izmanto īpašas formas racionalizētus korpusus. Tie ir konstruēti tā, ka to maiņa daudz mazāk ietekmē mērījumu precizitāti nekā vadības sistēmai un VR ar taisnstūrveida vai, turklāt, cilindriskiem plūsmas korpusiem. Tomēr jāatceras, ka mūsu cauruļvados kopā ar tvaiku dažreiz var "transportēt" lupatas, uzgriežņu atslēgas un cita veida "mehāniskos piemaisījumus". Tāpēc, ja pirms mērīšanas stacijas nav uzstādīts filtrs (vismaz rupjš acs), tad jāpievērš uzmanība VR ar noņemamu iesaiņojumu... Šādu ierīci var tīrīt bez demontāžas un turpmākas pārbaudes.
Svarīgs tvaika mērīšanas ierīces uzticamības rādītājs ir tā izturība pret hidrauliskiem triecieniem, kas bieži rodas siltuma avotu darbības traucējumu un apkopes personāla "personīgās iniciatīvas" rezultātā. Lai lasītājs cienītu šo parādību, mēs atzīmējam, ka ūdens āmurs un parasti tam sekojošais spiediena pieaugums izraisa apkures bateriju plīsumu un bieži vien ir galvenais sensoru atteices cēlonis.
Plūsmas mērītāji pie vadības sistēmas nebaidās no ūdens sitieniem, un BP tika sadalīts divās nometnēs. BP, pamatojoties uz spiediena pulsācijām, jutīgie elementi atrodas zem plānas membrānas un tāpēc nav aizsargāti no ūdens āmura. Ražotāji, kā likums, godīgi brīdina par to, tomēr atgādinot, ka garantija ierīcei šajā gadījumā nav spēkā. BP, pamatojoties uz lieces spriegumiem sensors ir atdalīts no mērītās vides tāpēc neko nezina par ūdens āmuru.
Kad tvaiks tiek piegādāts pa atdzesētu cauruļvadu, strauji paaugstinās temperatūra, savukārt sensora jutīgie elementi izrādās ļoti uzkarsēti no iekšpuses un atdzesēti no ārpuses. Šo temperatūras paaugstināšanos sauc par termisko šoku un attiecīgi arī to bīstams tikai BP spiediena pulsācijām kuru jutīgie elementi atrodas mērītās vides tiešā tuvumā.
Tagad iedomāsimies cauruļvadu, uz kura mēs uzstādīsim mērīšanas ierīci. Ja mēraparāts ir uzstādīts uz ielas vai neapsildāmā telpā, tad vadības sistēmai būs jāpievērš pastiprināta uzmanība: impulsu līnijas, kas savieno spiediena sensoru ar cauruļvadu, var aizsalt, tāpēc tās būs jāuzsilda un jāizpūš.
Vortex plūsmas mērītāji uzstādīšanas vietā nav dīvaini, un tiem nav nepieciešama apkope. Mēs tikai iesakām pārliecināties, ka ierīce atbilst klimatiskajai versijai C3 no (-40 līdz +70) 0С un pārliecināties, ka kalkulators ir silts.
Starp citu, par kalkulatoriem. Pats par sevi tvaika tilpuma plūsmas ātrumam, kura vērtības uzrāda plūsmas mērītājs, nav praktiskas vērtības. Ir jāzina vai nu tvaika masa, vai siltumenerģija, ko tas pārnes. Šiem nolūkiem tiek izmantoti siltuma skaitītāji, kas aprēķina nepieciešamos parametrus, pamatojoties uz plūsmas, spiediena un temperatūras sensoru datiem. Nepieciešamās un obligātās kalkulatora funkcijas ietver izmērīto parametru arhīva uzturēšanu, kā arī avārijas situāciju uzraudzību un reģistrēšanu.
Plūsmas mērītāju ir iespējams pieslēgt kalkulatoram, izmantojot 4-20 mA strāvas signālu, kas pieejams, iespējams, visos plūsmas mērītājos gan SU, gan virpuļinstrumentos.
Vortex plūsmas mērītāju priekšrocības ietver papildu izejas frekvences signāls... Tās priekšrocības ir augstāka precizitāte. Ņemiet vērā, ka ražotāji norāda relatīvo kļūdu frekvences signālam un samazinātu kļūdu strāvas izvadei. Norādītā nenoteiktība nozīmē, ka vērtību precizitāte pasliktināsies proporcionāli attālumam no maksimālā plūsmas ātruma. Piemēram, ja plūsmas mērītājam, kura DD ir 1:10, ir norādīta samazināta kļūda, piemēram, 1,0%, tad tas nozīmē, ka pie maksimālā plūsmas ātruma relatīvā kļūda patiešām būs 1,0%, un minimālā tā jau atbildīs 10%. Secinājums ir vienkāršs: priekšroka dodama frekvences signālam. Turklāt visiem mūsdienu datoriem frekvences ievades signāls ir 0-1000 Hz vai 0-10000 Hz.
Aizjūras ražotāji digitālo izvadi uzskata par papildu iespēju, jo patērētāji jau sen ir novērtējuši digitālo sakaru priekšrocības. Krievijā joprojām veidojas pretēja situācija: digitālais signāls tiek piedāvāts kā bezmaksas bonuss, bet patiesībā tas tiek izmantots retos gadījumos. To bieži veicina Krievijas sekundāro iekārtu ražotāji, uzskatot, ka ciparu ievades signālu atbalsts nav nepieciešams. Turklāt digitālā signāla pārejai ir nepieciešamas kvalitatīvākas sakaru līnijas, kuras pašlaik nav pieejamas visur. Tomēr digitālā kanāla klātbūtne plūsmas mērītājā var būt ļoti noderīga, automatizējot tehnoloģiskos procesus vai vienkārši parādot instrumentu rādījumus datorā. Atzīmēsim svarīgu punktu: izvēlieties ierīces ar standartizētiem pasaulē atzītiem digitālajiem protokoliem HART, Foundation Field Bus, ProfiBus, Modbus. Pretējā gadījumā no slēgtiem standartiem, kas saprotami tikai ierīces ražotājam, būs maz jēgas.
Tomēr atgriezīsimies pie cauruļvada un tvaika mērīšanas iekārtas uzstādīšanas vietas. Lielākā daļa plūsmas mērīšanas instrumentu jāuzstāda taisnos cauruļvadu posmos, kuru garums ir no 1 līdz 100 nominālajiem diametriem (DN). Caurplūdes mērītājiem ar CS ir nepieciešami garākie taisnie posmi no 30 līdz 100 DN. Šo prasību neievērošana izraisa vides plūsmas vienmērīguma izkropļojumus un līdz ar to mērījumu precizitātes samazināšanos.
Salīdzinot ar SU, BP nosaka mazāk stingras prasības taisnu posmu garumiem. Attiecīgie ieteikumi ir 30 DN ar iespējamu samazinājumu līdz 10 DN atkarībā no cauruļvada konfigurācijas. Vairumā gadījumu samazināšana līdz 10 DN bez precizitātes pasliktināšanās ir iespējama tikai pēc papildu korekcijas koeficientu ieviešanas, ņemot vērā uzstādīšanas vietas specifiku.
Ņemiet vērā, ka daži Krievijas BP ražotāji ziņo par "uzvaru pār hidrodinamikas likumiem" un norāda prasības taisnām sekcijām no 3 līdz 5Du, kas ir 2 vai pat 3 reizes labāk nekā ārvalstu paraugi. Atstāsim uz šo ražotāju sirdsapziņas prasību nenovērtēšanu par taisno posmu garumiem. Un mēs iesakām patērētājiem neiesaistīties pašapmānā un uzstādīt BP cauruļvados ar taisniem posmiem vismaz 10Du, bet CS - vismaz 30Du.
Un tagad aicinām lasītājus sasprindzināt iztēli un iztēloties nevis vienu, bet trīs vienādus cauruļvadus ar tvaiku un trīs inženierus Šaibovu, Fiškinu un Vihrevu, kuriem katram uzticēsim uzstādīt un apkopt mēraparātu vienā no cauruļvadiem.
Inženieri nolēma izvēlēties dažādus veidus, kā atrisināt tvaika mērīšanas problēmu, un attiecīgi izvēlējās skaitītāju, kura pamatā ir CS, importētu tvaika mērīšanas iekārtu, kuras pamatā ir BP, un mājsaimniecības tvaika mērīšanas ierīci, kuras pamatā ir BP. Tajā pašā laikā Šaibovs galvenokārt vadījās pēc mēraparāta izmaksām. Fiškins nolēma atkāpties, uzskatot, ka "skopais maksā divreiz", un nopirka importētu virpuļplūsmas mērītāju. Vihrevs rūpīgi izpētīja šo jautājumu un pēc principa "ja nav atšķirības, kāpēc maksāt vairāk?" Apmetās uz sadzīves virpuļlieces sprieguma mērītāju. Vērosim savus varoņus.
Problēmas mūsu varoņus gaidīja jau pirmajā posmā, pērkot plūsmas mērītājus.
Veicot aprēķinus, Šaibovam nebija aizdomas, ka spiediena sensora izmaksas pieaugs par trešdaļu tādēļ, ka iekārta atradīsies neapsildāmā telpā, un impulsu līnijas ar vārstu blokiem izrādījās ne tik lētas kā gaidāms. Tā rezultātā vadības sistēmas mēraparāta izmaksas kļuva līdzvērtīgas risinājumam, kas balstīts uz vietējo VR.
Fiškins bija nedaudz sarūgtināts, kad, gaidot 5 nedēļas, lai saņemtu aprīkojumu, viņš uzzināja, ka muitas kavēšanās dēļ viņam būs jāgaida vēl pāris nedēļas.
Vikhreva problēmas šajā posmā, iespējams, ietver grūtības izvēlēties no liela kalkulatoru sortimenta. (Tomēr mēs šajā rakstā negribam pieskarties kalkulatora izvēles problēmai, tāpēc uzticēsimies Vikhreva izvēlei un pat nejautāsim viņam, kuru datoru viņš iegādājās).
Beidzot visi inženieri saņēma aprīkojumu, atliek to uzstādīt un pirmais posms ir pabeigts. Vihrevam izdevās visātrāk, jo kopā ar plūsmas mērītāju tika piegādāts tehnoloģiskais ieliktnis un montāžas detaļu komplekts. Šaibovam bija jāpavada daudz vairāk laika, lai izpildītu visas obligātās diafragmas uzstādīšanas prasības: lai nodrošinātu diafragmas un diafragmas diametru sakritību, CS un cauruļvada izlīdzināšanu, savienojiet CS kameru ar spiediena krituma sensoru ar impulsu. līnijas. Arī Šaibovam nācās samierināties ar to mēraparāta precizitāte būs zemāka par deklarēto neņemto faktoru dēļ: cauruļvada raupjums un neatbilstība starp cauruļvada faktisko iekšējo diametru un aprēķinātajiem datiem.
Uz importētām iekārtām balstītā mēraparāta uzstādīšana noritēja raiti, pateicoties labi ilustrētajai lietošanas instrukcijai. Tomēr vietējais tirgotājs iemeta mušu, atsakoties piegādāt plūsmas mērītāja montāžas detaļu komplektu un pārceļot tā ražošanu uz Fishkin. Arī Fiškina prieks par veiksmīgo mezgla uzstādīšanu bija īslaicīgs, jo ierīču programmēšana izrādījās sarežģīta krievu valodas izvēlnes trūkuma un acīmredzamo tulkošanas kļūdu dēļ pavaddokumentācijā. Zvans vietējam piegādātājam liecināja, ka viņiem nav speciālista iekārtu uzstādīšanā, tāpēc visi jautājumi tika pārsūtīti uz uzņēmuma pārstāvniecības galveno biroju Krievijā. Un Fiškins ilgi gaidīja atbildes uz saviem jautājumiem. Tomēr Fiškins jau ir pieradis gaidīt ...
Tātad, iekārta ir uzstādīta un pievienota, iekārta tiek nodota. Taču pagāja laiks un Šaibovam radās aizdomas, ka SU liecība neatbilst realitātei. Pēc atvēršanas, diafragmas un blakus esošā cauruļvada posma attīrīšanas no aizsprostojumiem un impulsu vadu attīrīšanas rādījumi sāka atbilst cerētajam, tomēr secinājums sagādāja vilšanos: kompleksa tīrīšana ir nepieciešama ik pēc diviem mēnešiem.
Fiškins un Vihrevs ņirgājoties vēroja kolēģa burzmu, domājot, ka savus mezglus BP atcerēsies tikai trīs gadus vēlāk, kad pienāks laiks viņu pārbaudei. Tomēr vietējā FMC izdotā rezolūcija kliedēja cerības: reģions ieviesa rīkojumu par visu plūsmas mērītāju-siltumenerģijas skaitītāju pārbaudi katru gadu neatkarīgi no federālo dekrētu priekšrakstiem.
Ir pienākusi Šaibova skaistākā stunda: visas mēraparāta pārbaudes rezultātā tika noņemta kārtējā diafragma (draudzības gadā ar SU inženieris iemācījās ātri noņemt diafragmu, jo viņš regulāri veica šo procedūru) un izmērīja to. ģeometrija CSM pārstāvja klātbūtnē, kā arī spiediena un temperatūras sensoru verificēšana ...
Importēto Fishkin plūsmas mērītāju var pārbaudīt divos veidos: uzlejot ierīci uz ūdens statīva vai izmantojot bezizliešanas metodi. Otrais variants izrādījās vēlamāks. Pārbaudes procedūra izrādījās diezgan vienkārša: plūdlīnijas korpusa ģeometrijas mērīšana un elektroniskās vienības pārbaude. Tiesa, Fiškinam bija papildus jāiegādājas īpašs dārgs kalibrēšanas komplekts, no kura varēja iztikt, ja ierīce izmantoja standarta, nevis unikālus patentētus savienotājus.
Vihrevs bija gatavs verifikācijas procedūrai un pat to gaidīja, jo pirkuma posmā viņš izdarīja izvēli par labu BP lieces spriegumiem, kurus to daudzpusības dēļ var pārbaudīt ne tikai gaisā, bet arī ar ūdens kalibrēšanu. stends, kas atrodas jebkurā reģionālā centrā ... Patīkams pārsteigums Vikhrevam bija oficiāli apstiprinātas neizliešanas pārbaudes metodes klātbūtne, kas līdzīga Fishkin plūsmas mērītājam.
Visbeidzot, mēs iesakām iedomāties, ka inženieru plūsmas mērītāji nav kārtībā. Mums ir žēl tikai Šaibova: galu galā viņš jau neatkāpjas no SU, būdams uzskaites vienības neatņemama sastāvdaļa. Lai Fishkin un Vikhrev plūsmas mērītāju bojājumi ir vienādi, piemēram, iedomāsimies, ka abu ierīču frekvences izvade nav kārtībā darbinieka vainas dēļ, kurš sajaucis savienojuma polaritāti. no kontaktiem.
Tāpēc, sūdzoties par strādniekiem, Fiškins un Vihrevs sāka pētīt plūsmas mērītāja lietošanas instrukcijas. Izmantojot iebūvēto pašdiagnostikas funkciju, Fishkin pārliecinājās, ka tikai frekvences izvade nav kārtībā. Sazvanījis servisa centru (SC), viņš uzzināja, ka elektronikas nomaiņa ir piecu minūšu procedūra, pateicoties ierīces modulārajai konstrukcijai. Taču SC atteicās sniegt remonta dokumentāciju un nomaināmu moduli, šādu slepenību skaidrojot ar ražotāja uzņēmuma politiku. Fiškinam bija jānosūta ierīce uz SC, kur, kā vēlāk izrādījās, šis konkrētais modulis šobrīd nebija noliktavā, tāpēc tika pasūtīts uz ārzemēm. Tik daudz par jūsu piecu minūšu procedūru. Tomēr pagaidi, Fiškin, pagaidi. Jūs esat pieraduši.
Vihrevs arī piezvanīja uz SC un pat, zinot Fiškina nedienas, bija gatavs aparātu uz turieni nosūtīt. Bet SC viņš bija patīkami pārsteigts. Vihrevs tika informēts, ka viņa ierīci var salabot uz lauka, un viņam tika nosūtīta remonta dokumentācija, piedāvājot izvēlēties vai nu pašam nomainīt moduli, vai arī izņemt ierīci un nosūtīt uz tuvāko SC. Redzot, ka elektronikas nomaiņai nepieciešams tikai atskrūvēt pāris skrūves, neizjaucot visu caurplūdes mērītāju un vēl jo vairāk pārtraucot tvaika padevi cauruļvadā, Vihrevs nolēma remontu veikt pats. Pēc pāris dienām Vihrevam no ražotnes tika nosūtīts rezerves elektroniskais modulis, kuru viņš saņēma no rīta; un līdz pusdienas laikam bojātais modulis tika nomainīts un ierīce atkal sāka darboties.
- jums vajadzētu izvēlēties BP, jo SU nepieciešama pastāvīga apkope. Pretējā gadījumā CS mērīšanas kļūda ievērojami pārsniegs deklarētās vērtības;
- visiem pavaddokumentiem jābūt krievu valodā;
- plūsmas mērītājam jābūt ar oficiāli apstiprinātu neizšļakstīšanās kalibrēšanas procedūru un universālam, lai nodrošinātu tā verifikācijas iespēju uz ūdens stenda;
- plūsmas mērītāja jutīgajam elementam jābūt droši aizsargātam pret hidro un termisko triecienu;
- plūsmas mērītāja konstrukcijai jābūt modulārai, ar iespēju ātri un viegli nomainīt katru no moduļiem;
- pēc patērētāju pieprasījuma ražotājam jānodrošina remonta dokumentācija;
- ražotāja reģionālajai SC jānodrošina iespēja ātri salabot bojātu plūsmas mērītāju, tostarp tieši darbības vietā.
Papildinām mūsu izdomāto varoņu ieteikumus, ka, izvēloties plūsmas mērītāju, lēmums jāpieņem ne tikai pēc reklāmas brošūrās izceltajiem skaitļiem, bet arī citiem svarīgiem tehniskajiem un ekspluatācijas raksturlielumiem.
Izbaudiet savu vannu!
Tvaika stāvokli nosaka tā spiediens, temperatūra un īpatnējais svars. Tvaika spiediens, kas atrodas traukā, ir spēks, ar kādu tas nospiež vienu trauka sienas virsmu. To mēra tehniskajās atmosfērās (saīsināti ar); Viena tehniskā atmosfēra ir vienāda ar spiedienu 1 kilograms uz kvadrātcentimetru (kg / cm2),
Tvaika spiediena vērtību, ko katla sienas nosaka manometrs. Ja, piemēram, uz tvaika katla uzstādītais uzrāda spiedienu 5 atm, tad tas nozīmē, ka katrs katla sienas virsmas kvadrātcentimetrs no iekšpuses piedzīvo 5 kg spiedienu.
Ja gāzes vai tvaiki tiek izsūknēti no hermētiski noslēgta trauka, tad spiediens tajā būs mazāks nekā ārējā. Atšķirību starp šiem spiedieniem sauc par retināšanu (vakuumu). Piemēram, ja ārējais spiediens ir 1 atm, bet traukā tas ir 0,3 atm, tad vakuums tajā būs vienāds ar 1-0,3 = 0,7 atm. Dažreiz retināšanu mēra nevis pēc atmosfēras frakcijām, bet gan pēc šķidruma kolonnas, parasti dzīvsudraba, augstuma. Ir aprēķināts, ka 1 tehniskās atmosfēras spiediens, tas ir, 1 kilograms uz 1 kvadrātcentimetru, rada 736 mm augstu dzīvsudraba kolonnu. Ja vakuumu mēra pēc kolonnas pTyfra augstuma, tad mūsu piemērā tas acīmredzami ir vienāds ar: 0,7X736 = 515,2 mm.
Vakuumu nosaka ar vakuuma mērierīcēm, kas to parāda atmosfēras daļās, vai pēc dzīvsudraba kolonnas augstuma milimetros.
Temperatūra ir ķermeņu sildīšanas pakāpe (tvaiks, YODA, dzelzs, akmens utt.). To nosaka ar termometru. Kā zināms, nulle grādi pēc Celsija skalas atbilst ledus kušanas temperatūrai, bet 100 grādi - ūdens viršanas temperatūrai normālā atmosfēras spiedienā. Grādi pēc Celsija tiek apzīmēti ar ° C. Piemēram, temperatūra 30 grādi pēc Celsija tiek norādīta šādi: 30 ° C.
Tvaika īpatnējais svars ir viena kubikmetra (m3) svars. Ja ir zināms, piemēram, ka 5 m3 tvaika svars ir 12,2 kg, tad šī tvaika īpatnējais svars ir 12,2: 5 = 2,44 kg uz kubikmetru (kg / m3). Līdz ar to tvaika īpatnējais svars ir vienāds ar tā kopējo svaru (kg), kas dalīts ar kopējo tilpumu (m3).
Īpašais tvaika tilpums ir viena kilograma tvaika tilpums, t.i., īpatnējais tvaika tilpums ir vienāds ar tā kopējo tilpumu (m3), kas dalīts ar tā kopējo svaru (kg).
Jo augstāks ir ūdens spiediens, jo augstāka ir tā viršanas temperatūra (piesātinājums), tāpēc katram spiedienam ir sava viršanas temperatūra. Tātad, ja uz tvaika katla uzstādītais manometrs rāda spiedienu, piemēram, 5 atm, tad ūdens viršanas temperatūra (un tvaika temperatūra) šajā katlā ir 158 ° C. Ja spiediens tiek paaugstināts tā, ka manometrs rāda 10 atm, tad arī tvaika temperatūra paaugstinās un būs vienāda ar 183 ° C.
Tagad apskatīsim, kā tiek iegūts tvaiks.
Pieņemsim, ka stikla cilindrā zem virzuļa ir joda. Virzulis cieši pieguļ cilindra sieniņām, bet tajā pašā laikā var tajā brīvi kustēties (1, /). Pieņemsim arī, ka virzulī ir ievietots termometrs, kas mēra ūdens un tvaika temperatūru cilindrā.
Mēs sildīsim cilindru un vienlaikus vērosim, kas notiek ar ūdeni tajā. Pirmkārt, mēs pamanīsim, ka ūdens temperatūra paaugstinās un tā tilpums nedaudz palielinās, un virzulis cilindrā sāk lēnām virzīties uz augšu. Visbeidzot ūdens temperatūra paaugstinās tik daudz, ka ūdens vārās (1, //). Tvaika burbuļi, ar spēku izlidojot no ūdens, aiznesīs tās daļiņas šļakatu veidā, kā rezultātā telpa virs verdošā ūdens tiks piepildīta ar tvaika un ūdens daļiņu maisījumu. Šādu maisījumu sauc par mitru piesātinātu tvaiku vai vienkārši mitru tvaiku (I, III).
Turpinot vārīties, mēs pamanīsim, ka cilindrā ir mazāk ūdens, un arvien vairāk mitra tvaika. Tā kā tvaika tilpums ir daudz lielāks par ūdens tilpumu; no kā izrādījās, tad, kad ūdens pārvēršas tvaikā, cilindra iekšējais tilpums ievērojami palielināsies, un virzulis ātri pacelsies.
Beidzot pienāks brīdis, kad pēdējā ūdens daļiņa cilindrā pārvērtīsies tvaikā. Šādu tvaiku sauc par sausu piesātinātu (1, / K) vai vienkārši sausu. Tvaika un ūdens temperatūra vārīšanās laikā (piesātinājuma temperatūra) paliek nemainīga un vienāda ar temperatūru, kurā ūdens sāka vārīties.
Ja balona sildīšana tiek turpināta, tvaika temperatūra paaugstināsies un tajā pašā laikā palielināsies tā tilpums. Šādu tvaiku sauc par pārkarsētu (1, V).
Ja cilindra sildīšana tiek pārtraukta, tvaiks sāks izdalīt siltumu apkārtējai videi, savukārt tā temperatūra pazeminās. Kad tas sasniedz piesātinājuma temperatūru, tvaiks atkal kļūst par sausu, piesātinātu. Tad tas pakāpeniski pārvērtīsies šķidrumā, tāpēc tvaiki kļūs slapji. Šis process notiek nemainīgā temperatūrā, kas vienāda ar temperatūru! kipedia. Kad; pēdējā daļa | tvaiki pārvērtīsies ūdenī, ūdens vārīšanās apstāsies. Tad temperatūra turpinās pazemināties līdz apkārtējās vides temperatūrai.
No iepriekš minētā var izdarīt šādus secinājumus.
Pirmkārt, tvaiks var būt mitrs, sauss un pārkarsēts. Sausais tvaiks ir ļoti nestabils un pat pie mazākās "uzkarsēšanas*" vai "dzesēšanas" kļūst pārkarsēts vai mitrs, tā ka praksē tvaiks ir tikai mitrs vai pārkarsēts.
Otrajā, vērojot ūdens vārīšanos tajā caur stikla cilindra sieniņām, var pamanīt, ka vārīšanās sākumā, kad balonā vēl ir daudz ūdens, tvaikiem ir blīva pienbalta krāsa. . Ūdenim vāroties prom, kad tā kļūst arvien mazāk tvaikos, šīs krāsas blīvums samazinās, tvaiki kļūst caurspīdīgāki. Visbeidzot, kad pēdējā ūdens daļiņa pārvēršas tvaikos, tā kļūs caurspīdīga. Līdz ar to paši ūdens tvaiki ir caurspīdīgi, un tajā esošās ūdens daļiņas piešķir tiem baltu krāsu. Slapjā tvaikā var būt dažāds ūdens daļiņu daudzums. Tāpēc, lai iegūtu pilnīgu priekšstatu par mitro tvaiku, jāzina ne tikai tā spiediens, bet arī sausuma pakāpe. Šī vērtība parāda; kāds sausā tvaika daudzums kilograma daļās ir vienā kilogramā mitra tvaika. Piemēram, ja viens kilograms mitra tvaika sastāv no 0,8 kg sausa tvaika un 0,2 kg ūdens, tad šāda tvaika sausuma pakāpe ir 0,8. Tvaika katlos iegūtā mitrā tvaika sausuma pakāpe ir 0,96-0,97.
Treškārt, veiktajā eksperimentā virzuļa slodze nemainījās, kas nozīmē, ka pārkarsētā tvaika (tāpat kā svētlaimīgā sausā tvaika) spiediens eksperimenta laikā palika nemainīgs, bet, uzsilstot, tā temperatūra paaugstinājās. Līdz ar to pie tāda paša spiediena pārkarsētā tvaika temperatūra var būt atšķirīga. Tāpēc, lai raksturotu šādu tvaiku, tiek norādīts ne tikai tā spiediens, bet arī temperatūra.
Tātad, lai raksturotu mitro tvaiku, ir jāzina tā spiediens un sausuma pakāpe, un, lai raksturotu pārkarsētu tvaiku - tā spiediens un temperatūra.
Faktiski pārkarsēts tvaiks sāka veidoties tikai pēc tam, kad balonā nebija palicis ūdens, tātad, kad tas bija. ūdens, var iegūt tikai mitru tvaiku. YU
Tāpēc tvaiks var būt slapjš tikai tvaika katlos. Ja nepieciešams iegūt pārkarsētu tvaiku, mitro tvaiku no katla izvada īpašās ierīcēs - tvaika sildītājos, tādējādi atdalot to no ūdens. Pārkarsētājos tvaiks tiek papildus uzkarsēts, pēc tam tas jau kļūst pārkarsēts.
Lai gan pārkarsēta tvaika iegūšanai nepieciešama pārkarsētāja iekārta, kas apgrūtina katla uzstādīšanu, taču priekšrocību dēļ, kas pārkarsētam tvaikam ir pār mitru tvaiku; to biežāk izmanto kuģu iekārtās. Galvenās no šīm priekšrocībām ir šādas.
1. Atdzesējot pārkarsētu tvaiku, tā kondensācija nenotiek. Šī pārkarsētā tvaika īpašība ir ļoti svarīga. Neatkarīgi no tā, cik labi ir izolētas caurules, pa kurām tvaiks plūst no katla uz iekārtu un šīs iekārtas tvaika cilindru, tās joprojām vada siltumu, un tāpēc tvaiks, saskaroties ar to sienām, tiek atdzesēts. Ja tvaiks ir pārkarsēts, tad dzesēšana ir saistīta tikai ar tā temperatūras un īpatnējā tilpuma samazināšanos. Ja tvaiks ir slapjš, tas kondensējas, tas ir, daļa tvaika pārvēršas ūdenī. Ūdens veidošanās tvaika līnijā un īpaši tvaika dzinēja cilindrā ir kaitīga un var izraisīt smagu negadījumu.
2. Pārkarsēts tvaiks siltumu atdod sliktāk nekā slapjš, tāpēc, saskaroties ar aukstām cauruļvadu, cilindru u.c. sienām, atdziest mazāk nekā slapjš. Kopumā, strādājot ar pārkarsētu tvaiku, tiek iegūts 10-15% degvielas patēriņa ietaupījums.
