Laboratorul de m ăsurarea m ărimilor neelectrice (MMN) este destinat [602448]
1
PREFAȚĂ
Laboratorul de m ăsurarea m ărimilor neelectrice (MMN) este destinat
studiului metodelor de m ăsură și interpret ării rezultatelor privind
principalele m ărimi termofizice și termodinamice utilizate în analiza
proceselor termoenergetice. Scopul realiz ării lucrărilor de labora tor este de a
familiariza studen ții facultății de Energetic ă cu metodele moderne de
măsurare a urm ătoarelor m ărimi:
– temperaturi;
– presiuni;
– viteze;
– debite;
– nivele;
– concentra ții de gaze;
– umiditatea gazelor;upluri de for țe;
– pierderi de presiune locale;
– distribuții de debite în diferite configura ții de sisteme conducte.
Lucrările de laborator se realizeaz ă cu aparate și pe standuri de
măsură moderne, cu posibilitatea vizualiz ării proceselor supuse analizelor
precum și al prelucr ării rezulatelor pe computer, prin intermediul unor
programe specifice implementate în acest scop.Progresul în domeniul
măsurătorilor este mai pu țin legat de aplicarea unor principii noi de
funcționare si mai mult de îmbun ătățire a celor existente. Schimb ările
importante se refer ă la miniaturizarea aparatelor, calitatea materialelor
utilizate, dar mai ales la dezvoltarea sistemelor electronice de achizi ție date
și traductoare de semnale. Dezvoltarea microprocesoarelor face ca
semnalele digitale s ă se aplice din ce în ce mai mult în domeniul
măsurătorilor, în defavoarea celor analogice. Totodat ă, penetrarea masiv ă a
informaticii confer ă aparatelor de m ăsură o « inteligen ță » crescut ă și
posibilitatea integr ării ușoare în sisteme informatice complexe.
Studenții, beneficiari ai acestor instruiri, sunt invita ți să-și cultive
imaginația și inventivitatea. Informa țiile prezentate în acest îndrumar sunt
utile nu numai studen ților, dar si speciali știlor mai pu țin familiariza ți cu
tehnicile de m ăsurare actuale.
Mulțumim pe aceast ă cale pentru sprijinul acordat de c ătre șeful
catedrei de Producerea și Utilizarea Energiei, precum și Decanatului
facultății de Energetic ă pentru realizarea și editarea acestui îndrumar,
absolut necesar procesului de educare tehnic ă a studen ților facult ății de
Energetic ă.
Autorii
2
CUPRINS
DESCRIERE LABORATOR 5
1. MĂSURAREA TEMPERATURILOR 15
1.1. Standul pentru m ăsurarea temperaturilor 15
1.1.1. Prezentarea standului de m ăsură 15
1.1.2. Termometre mecanice
– Termometru de sticl ă cu lichid
– Termometrul bimetalic
– Manotermometrul16
1.1.3. Termometre electrice
– Termorezisten ța
– Termistorul
– Termocuplul 18
1.1.4. Panoul de comand ă al băii termostatate 21
1.1.5. Date tehnice ale termometrelor 23
1.2. Verificarea termometrelor 25
1.2.1. Scopul lucr ării 25
1.2.2. Considera ții teoretice 25
1.2.3. Procedeul de m ăsură 25
1.2.4. Prelucrarea datelor 26
1.3. Iner ția termică a termometrelor electrice
(termorezisten ța, termistorul, termocuplul) 28
1.3.1. Scopul lucr ării 28
1.3.2. Considera ții teoretice 28
1.3.3. Procedeul de m ăsură 28
1.3.4. Prelucrarea datelor 29
1.4. Verificarea senzorul ui termometrelor rezistive
(termorezisten ța, termistorul) 31
1.4.1. Scopul lucr ării 31
1.4.2. Considera ții teoretice 31
1.4.3. Procedeul de m ăsură 31
1.4.4. Prelucrarea datelor 32
1.5. Verificarea traductorului termorezisten ței 33
1.5.1. Scopul lucr ării 33
1.5.2. Considera ții teoretice 34
1.5.3. Procedeul de m ăsură 34
3
1.5.4. Prelucrarea datelor 34
2. MĂSURAREA PRESIUNILOR 36
2.1. Determinarea constantei micromanometrului cu
tub înclinat cu ajutorul micromanometrului Askania 36
2.1.1. Scopul lucr ării 36
2.1.2. Considera ții teoretice
– Micromanometrul Askania
– Micromanometrul cu tub înclinat 36
2.1.3. Procedeul de m ăsură 39
2.1.4. Prelucrarea datelor 40
2.2. Verificarea unui traductor de presiune. Trasarea
caracteristicii traductorului de presiune 41
2.2.1. Scopul lucr ării 41
2.2.2. Considera ții teoretice 41
2.2.3. Descrierea dispozitivului de verificare
– Ajustarea punctului de zero
– Verificarea traductorului
– Caracteristica traductorului de presiune 42
2.2.4. Date tehnice ale dispozitivului de verificare 47
2.2.5. Procedeul de m ăsură 48
2.2.6. Prelucrarea datelor 49
3. MĂSURAREA UMIDIT ĂȚII ATMOSFERICE 52
3.1. Scopul lucr ării 52
3.2. Considera ții teoretice 52
3.2.1. Psihrometrul
– Psihrometrul clasic
– Psihrometrul Assmann 54
3.2.2. Higrometrul cu fir de p ăr 56
3.3. Procedeul de m ăsură 57
3.4. Prelucrarea datelor 59
3.5. Anexe 61
4. MĂSURAREA DEBITELOR 63
4.1. Obiectivul lucr ărilor 63
4.2. Metoda de m ăsurare 63
4.3. Descrierea standului de m ăsură 63
4.4. Date tehnice privind sistemele de m ăsură 66
4.5. Formule de calcul 67
4.6. Modul de lucru 69
4.7. Înregistrarea rezultatelor m ăsurătorilor 69
4
4.8. Calculul m ărimilor și prezentarea rezultatelor 70
5. DETERMINAREA COEFICIEN ȚILOR DE
PIERDERI LOCALE DE PRESIUNE 72
5.1. Obiectivul lucr ării 72
5.2. Metoda de m ăsurare 72
5.3. Descrierea standului de m ăsură 73
5.4. Date tehnice privind sistemele de m ăsură 75
5.5. Modul de lucru 75
5.6. Înregistrarea rezultatelor m ăsurătorilor 76
5.7. Prelucrarea datelor 77
6. DETERMINAREA COEFICIEN ȚILOR DE
PIERDERI LINIARE DE PRESIUNE. DISTRIBU ȚIA DE DEBITE INTR-O RE ȚEA DE
CONDUCTE 79
6.1. Obiectivul lucr ărilor 79
6.2. Metoda de m ăsurare 80
6.3. Descrierea standului de m ăsură 81
6.4. Lista lucr ărilor 82
6.4.1. Determinarea coeficientului de pierderi lineare de
presiune 83
6.4.2. Determinarea caracteristicii re țelei și a
distribuției de debite pentru o re țea de conducte legate
în paralel 86
6.4.3. Determinarea caracteristicii re țelei și a
distribuției de debite pentru o re țea de conducte legate
în serie 89
6.4.4. Determinarea caracteristicii re țelei și a
distribuției de debite pentru o re țea de conducte inelar ă 91
6.4.5. Determinarea pierderilor de presiune și a
caracteristicii de debit pentru trecerea de la dou ă
conducte legate în paralel la o singur ă conductă 93
Bibliografie 96
5
DESCRIEREA LABORATORULUI
Laboratorul de m ăsurarea m ărimilor neelectrice (MMN) este destinat
studiului metodelor de m ăsură a mărimilor termofizice și termodinamice.
Lucrările de laborator se refer ă la: măsurarea temperaturilor, m ăsurarea
presiunilor, m ăsurarea debitelor de fluide, analiza gazelor de ardere,
măsurarea umidit ății gazelor, m ăsurarea pierderilor de presiune liniare,
locale și totale pe diferite configura ții de sisteme de conducte etc.
În acest scop, laboratorul dispune de mai multe standuri experimentale
moderne, amplasate în cadrul laboratorului din sala EH 105 A. Acestea sunt
prevăzute cu aparatur ă locală de măsură și comand ă și cu posibilitatea de
achiziție date, stocare și prelucrare pe computer.
(a) Dotare laborator
Laboratorul de m ăsurarea m ărimilor neelectrice are în componen ța sa
următoarele standuri și aparate de m ăsură individual ă:
– Standul integrat pentru m ăsurarea temperaturilor joase, sub
punctul de fierbere al apei. Standul are posibilitatea de a realiza
măsurători de temperatur ă cu ajutorul termometrelor de dilatare cu lichid
(cu mercur sau alte lichide), termocuplelor, termorezisten țelor, termo-
semiconductorilor, termometrelor în infraro șu și spot lasser. In
componen ța standului este integr at un sistem de achizi ție date și un
computer. Acesta ofer ă posibilitatea vizualiz ării in timp real a
măsurătorilor efectuate, sub forma de grafice de varia ție în timp.
Prelucrarea ulterioar ă a datelor este posibila, pe baza tabelelor sau
graficelor de varia ție în timp înregistrate.
MĂSURAREA M ĂRIMILOR NEELECTRICE-ÎNDRUMAR DE LABORATOR
6
Vedere de ansamblu stand (stânga) și termometru în infraro șu (dreapta)
Camera de termografiere în infraro șu
– Standul de m ăsură a presiunilor și a diferen țelor de presiune. Acesta
este un stand complet automatizat ce cuprinde: o pomp ă hidraulic ă cu
piston acționată manual prin intermediul unui șurub cu pas fin, traductor
de presiune piezoelectric, manometru etalon cu greut ăți, sistem de
achiziție date și computer cu software adecvat pentru înregistrarea
datelor m ăsurate.
DESCRIEREA LABORATORULUI
7
Vedere de ansamblu stand m ăsurare presiuni
– Standul pentru m ăsurarea presiunilor cu micromanometre. Este
compus dintr-o instala ție manual ă pentru realizarea de presiuni coborâte
bazat pe principiul vaselor comunicante, Presiunile generate pot fi
masurate cu micromanometrul cu tub U, cu micromanometrul cu tub
înclinat și micromanometrul tip Askania.
Vedere de ansamblu stand m ăsurare presiuni
MĂSURAREA M ĂRIMILOR NEELECTRICE-ÎNDRUMAR DE LABORATOR
8
– Standul pentru m ăsurarea debitelor pe baza reducerii de sec țiune
(diafragm ă, tub Venturi, ajutaj). Standul este compus dintr-un bazin
cu volum mare de ap ă, o pompă de circula ție în circuit închis cu tura ție
variabilă, aparatele de m ăsură a debitului, a volumului de apa si
micromanometre cu tuburi U verticale gradate.
Vedere de ansamblu stand m ăsurare debite
– Standul pentru m ăsurarea debitelor cu debitmetre ultrasonice. Se
compune dintr-un debitmetru ultrasonic cu sonde de m ăsură detașabile,
pentru diferite temperaturi (temperaturi joase sub 100 °C și temperaturi
ridicate peste 100 °C). M ăsura este complet computerizat ă cu timpi de
scalare variabili prestabili ți prin programare digital ă, cu afișare grafic ă
DESCRIEREA LABORATORULUI
9
pe display-ul aparatului și posibilitate de interconectare serial ă cu un
computer extern performant și imprimant ă proprie etc.
Vedere de ansamblu instala ție de măsură debite cu ultrasunete
Debitmetrul cu ultrasunete Digi Sonic
MĂSURAREA M ĂRIMILOR NEELECTRICE-ÎNDRUMAR DE LABORATOR
10
– Standul pentru m ăsurarea vitezelor fluidelor. Cuprinde o instala ție cu
aer ventilat cu ventilator cu tura ție variabil ă și tubulatura de circula ție.
Măsura vitezei aerului se poate realiza prin intermediul tuburilor Pitot,
Pitot mediat, Annubar, a anemometrului cu fir cald, cu palete sau cupe.
Anemometru cu cupe
– Standul pentru determinarea pi erderilor de presiune liniare și
locale pe diferite elemente de re țea. Se compune dintr-un bazin cu volum
mare de ap ă, pompă de circula ție cu tura ție variabil ă în circuit închis,
elemente de re țea în diferite configura ții, impreuna cu sistemul de m ăsură a
presiunilor cu tuburi U ve rticale gradate în milimetri. Se pot determina
pierderile de presiune pe fiecare element de re țea din circuit, pe
subansamble și întreaga instala ție.
DESCRIEREA LABORATORULUI
11
Standul pentru determinarea pierderilor de presiune
– Standul pentru determinarea distribu ției de debite pe diferite
configura ții de rețele și a funcționării pompelor în serie și în paralel.
Standul este compus dintr-un bazin cu volum mare de ap ă cu suprafa ța
liberă, pompe de circula ție cu tura ție variabil ă și o rețea hidraulica. Sunt
disponibile diferite posibilit ăți de configura ții de rețele hidraulice: re țea
simplă alimentat ă de la un cap ăt, rețea simplă alimentat ă de la dou ă
capete, re țele serie, re țele în paralel, re țea inelară sau rețea buclat ă.
Standul are posibilitatea determin ării distribu ției de debite pe diferitele
ramuri, a pierderilor de presiune și de determinare a graficelor
piezometrice pentru fiecare configura ție hidraulic ă în parte.
MĂSURAREA M ĂRIMILOR NEELECTRICE-ÎNDRUMAR DE LABORATOR
12
Standul pentru determinarea distribu ției de debite
Standul pentru analiza concentra ției gazelor de ardere. Standul are în
componen ță mai multe tipuri de aparate, prin diferite principiul de analiz ă.
Una dintre metode o constituie absorb ția selectiv ă a componentelor dintr-un
amestec cu ajutorul analizorului ORSAT, care utilizeaz ă substanțe chimice
absorbante destinate numai pentru gazele respective: CO 2, CO, O 2 etc.
DESCRIEREA LABORATORULUI
13
Analizorul concentra ției de gaze ORSAT
Altă metodă de măsurare a concentra ției de gaze se realizeaz ă prin absorb ție
selectivă de radiații infraroșii.
Analizorul concentra ției de gaze prin absorb ție în infraro șu
tip TESTO 350-XL
MĂSURAREA M ĂRIMILOR NEELECTRICE-ÎNDRUMAR DE LABORATOR
14
Analizorul concentra ției de gaze prin absorb ție în infraro șu
tip INFRALYT
15
1. MĂSURAREA TEMPERATURILOR
1.1. Standul pentru m ăsurarea temperaturilor
1.1.1. Prezentarea standului de m ăsură
1 – suport
2 – cutie depozitare
3 – priza alimentare tensiune 220 V
4 – priza alimentare tensiune
variabilă
5 – întrerup ător principal
6 – rezisten țe de 10, 100, 1000 Ω
7 – multimetru digital
8 – afișaj digital pentru Pt100 9 – afișaj digital pentru termistor
10 – afișaj digital pentru
termocuplul de tip K 11 – termometru cu mercur
12 – termometru bimetalic
13 – termometru manometric 14 – vas izolat
15 – psihrometru
16 – reșou electric nisip
17 – baie termostatat ă
MĂSURAREA M ĂRIMILOR NEELECTRICE-ÎNDRUMAR DE LABORATOR
16
1.1.2. Termometre mecanice
Standul de m ăsură conține trei termometre electr ice: termometrul de sticl ă
cu lichid, termometrul bimetalic și manotermometrul.
Termometrul de sticl ă cu lichid
Termometrul de sticl ă cu lichid se bazeaz ă pe dilatarea unui lichid (mercur
sau lichid organic) odat ă cu variația temperaturii.
1 – bulb (elementul sensibil)
2 – tub capilar din sticl ă
MĂSURAREA TEMPERATURILOR
17
Termometrul bimetalic
Termometrul bimetalic se bazeaz ă pe dilatarea
diferită a două metale ce au coeficien ți de dilatare
diferiți, alipite, dispuse elicoidal.
Capătul liber al bimetalului este legat la acul
indicator. Deformarea bimetalului odat ă cu variația
temperaturii conduce la deplasarea cap ătului liber și
a acului indicator.
Manotermometrul
1 – ac indicator
2 – bimetal 3 – legătura fixă
4 – teaca
protectoare
5 – cutie cadran
Bolț pentru
calibrare
Manotermometrul se bazeaz ă pe
modificarea presiunii un ui gaz închis într-un
rezervor odat ă cu modificarea temperaturii
(conform legii gazelor perfecte).
Presiunea este m ăsurată cu ajutorul unui
manometru și indicată pe cadran.
MĂSURAREA M ĂRIMILOR NEELECTRICE-ÎNDRUMAR DE LABORATOR
18
1.1.3. Termometre electrice
Standul de m ăsură conține trei termometre electrice: termorezisten ța,
termistorul și termocuplul. Acestea convertesc temperatura într-un semnal
electric, indicat pe un display digital în valori de temperatur ă.
Termorezisten ța
Termorezisten ța este de tipul Pt-100. Aceasta se bazeaz ă pe modificarea
rezistenței unui conductor electric odat ă cu temperatura.
Traductorul de temperatur ă este programat astfel încât s ă indice temperatura
corectă pentru un senzor de tipul Pt-100. Senzorul Pt-100 este conectat într-
o configura ție cu trei fire, pentru a compensa par țial erorile de m ăsură ce
apar datorit ă firelor de leg ătură lungi.
Mărimea de ie șire a traductorului este o tensiune, transmis ă către un display
digital. Tensiunea este disponibil ă și la 2 mufe de ie șire, de unde poate fi
preluată de sistemul de achizi ție, care o afi șează în domeniul 0 – 100 șC,
corespunz ător intrării de 0 -10 V.
Rezistența senzorului Pt-100 poate fi simulat ă prin conectarea intr ării
display-ului cu rezisten țele încorporate în standul de m ăsură:
– 100 Ω
corespunz ător pentru 0 șC
– 110 Ω corespunz ător pentru 25.7 șC
1 – display digital
2 – mufa Pt-100
3 – Mufe pentru simularea Pt-100
4 – Mufe pentru rezisten țe (10,
100 si 1000 Ω)
5 – Mufe laborator (ie șire
0 – 10V)
MĂSURAREA TEMPERATURILOR
19
Termistorul
Termistorul este de tipul NTC. Acesta se bazeaz ă pe modificarea rezisten ței
unui semiconductor odat ă cu temperatura: rezisten ța semiconductorului
scade odat ă cu creșterea temperaturii.
Caracteristica termistorului are o linearitate bun ă numai în domeniul 20 – 55
șC, motiv pentru care se pot face m ăsurători corecte numai în acest domeniu
de temperaturi.
Caracteristica este memorat ă într-un program al afi șajului. Valoarea indicat ă
pe display este disponibil ă și ca semnal analogic de ie șire (0 – 10 V = 0 –
100 șC), pentru sistemul de achizi ție de date.
1 – Display digital
2 – Mufe laborator (termistor
NTC)
3 – Mufe laborator (ie șire
0 – 10V)
MĂSURAREA M ĂRIMILOR NEELECTRICE-ÎNDRUMAR DE LABORATOR
20
Termocuplul
Termocuplul se bazeaz ă pe efectul Seebeck: generarea unei tensiuni
electromotoare diferite, în func ție de temperatur ă.
Termocuplul este de tipul K. Caracteristica acestuia este memorat ă în
programul display-ului.
Totodată, tensiunea este disponibil ă și ca semnal analogic de ie șire pentru
sistemul de achizi ție de date (0 – 10 V = 0 – 1000 șC),.
1 – Display digital 2 – Mufa termocuplu
3 – Mufe laborator (ie șire 0 –
10V)
MĂSURAREA TEMPERATURILOR
21
1.1.4. Panoul de comand ă al băii termostatate
Afișaj:
Sus: indicatori de control
Linia 1: Valoarea instantanee
Linia 2: Temperatura de lucru (setpoint) S xxx.xx
Linia 3: Valoarea instantanee I/E (aceeași cu cea din linia 1)
Butoane:
Start/stop
Selectarea temperaturii de lucru (setpoint 1, 2, 3) Selectarea valorilor de avertizare și siguranță
Selectarea func țiunilor din menu
Cursor (stânga sau dreapta)
Editare (cre ștere sau descre ștere)
ENTER (salveaz ă valoarea/parametrul sau
trece la meniul inferior)
ESCAPE (anuleaz ă intrările sau revine la meniul anterior)
Înterupător principal, iluminat
Ajustarea protec ției la temperatur ă maximă
(conform IEC 61010-2-010)
MĂSURAREA M ĂRIMILOR NEELECTRICE-ÎNDRUMAR DE LABORATOR
22
Setarea temperaturii din baia termostatat ă
Setari din fabric ă:
Apăsați butonul
pentru a intra în meniul
de selectare a temperaturilor. Pot fi setate 3
temperaturi diferite (SETP 1, SETP 2, SETP 3).
Setarea se poate face în timp ce baia
termostatat ă este oprit ă sau pornit ă.
Exemplu: Selectarea temperaturii de lucru
1. Apăsați butonul
până apare pe
afișaj pasul dorit
2. Apăsați
(!) Baia termostatat ă va folosi noua
temperatur ă de lucru pentru reglarea
temperaturii.
Exemplu: Setarea temperaturii de lucru
“SETP 3”
1. Se apas ă butonul
până apare pe afi șaj
temperatura de lucru dorit ă (SETP 3)
în exemplu: SETP 3/70.0 șC (ultimul digit
clipește)
2. Schimbarea valorii la 85șC.
Se utilizeaz ă cursoroarele
până începe s ă
clipească cifra ce urmeaz ă a fi modificat ă
Se utilizeaz ă cursoroarele
pentru a
modifica valoarea cifrei resp ective (-, 0, 1, 2, 3,
… 9). În exemplu: SETP 3/85.0 șC (ultimul digit
clipește)
3. Se apas ă
pentru memorarea valorii.
(!) Valoarea nou introdus ă va fi utilizat ă imediat
pentru reglarea temperaturii de lucru. Indicatorul pentru înc ălzire începe sa clipeasc ă.
MĂSURAREA TEMPERATURILOR
23
1.1.5. Date tehnice ale termometrelor
Termometrul bimetalic:
– domeniul de m ăsură: 0 …200 șC
– lungimea tecii de protec ție: 160 mm
– diametrul tecii de protec ție: 8 mm
Manotermometrul:
– domeniul de m ăsură: 0 …200 șC
– lungimea tecii de protec ție: 160 mm
– diametrul tecii de protec ție: 8 mm
– mediul de m ăsură: azot
Termorezisten ța:
– senzorul de temperatur ă: Pt 100
– domeniul de m ăsură: 0 … 200 șC
– afișaj digital: 0 … 100 șC
– semnal ie șire: 0 … 10 V
Termistorul:
– senzorul de temperatur ă: NTC
– domeniul de m ăsură: 0 … 55 șC
– rezistența: R 50 = 359.3 și
R25 = 886.2 Ω
– afișaj digital: 0 … 100 șC
– semnal ie șire: 0 … 10 V
Termocuplul:
– senzorul de temperatur ă: termocuplu tip K
– domeniul de m ăsură: 0 … 1000 șC
– afișaj digital: 0 … 1000 șC
– semnal ie șire: 0 … 10 V
NOTĂ
Termometrele nu se vor folosi în afara domeniului de m ăsură. O atenție
deosebită se va acorda termistorului, al c ărui domeniu de m ăsură este mic.
MĂSURAREA M ĂRIMILOR NEELECTRICE-ÎNDRUMAR DE LABORATOR
24
Tabelul 1. Rezisten ța Pt-100 conform DIN IEC 751
Valoarea rezisten ței în [Ω]
MĂSURAREA TEMPERATURILOR
25
1.2. Verificarea termometrelor
1.2.1. Scopul lucr ării
Însușirea tehnicii de m ăsurare a temperaturilor și de verificare a
termometrelor.
Termometre utilizate în lucrare (vezi standul de m ăsură al temperaturilor –
capitolul 1.1):
– Termometre mecanice : termometrul cu mercur, manotermometrul,
termometrul bimetalic
– Termometre electrice : termorezisten ța, termistorul, termocuplul
1.2.2. Considera ții teoretice
Termometre mecanice: termometrul cu mercur, manotermometrul,
termometrul bimetalic – vezi capitolul 1.1.2
Termometre electrice: termorezisten ța, termistorul, termocuplul – vezi
capitolul 1.1.3
1.2.3. Procedeul de m ăsură
– se introduc toate termometrele în
baia termostatat ă
– se pornește baia termostatat ă
– se setează (vezi capitolul 1.1.2)
temperatura de lucru SETP 1 pe
o valoare cu maximum 1 șC mai
mare decât temperatura apei din
baia termostatat ă. Aceasta va
reprezenta temperatura etalon a
primului regim de lucru; se
notează în tabelul de m ăsurători.
– apa se va înc ălzi până la
temperatura de lucru
– la cca. 5 minute dup ă ce
temperatura instantanee a ajuns
MĂSURAREA M ĂRIMILOR NEELECTRICE-ÎNDRUMAR DE LABORATOR
26
la valoarea temperaturii de lucru se citesc indica țiile tuturor
termometrelor și se noteaz ă în tabelul de m ăsurători.
– se setează o nouă valoare a SETP 1, cu 3 șC mai mare decât valoarea
anterioară și se face o nou ă măsurătoare într-un nou regim de lucru,
după procedeul de mai sus
– în total, se fac 5 seturi de m ăsurători pentru 5 regimuri de lucru
diferite
NOTĂ
In cazul în care se dep ășește domeniul de m ăsură al termistorului, acesta nu
va mai fi folosit.
Tabel măsurători:
Termometru Nota ție Regimul de lucru
1 2 3 4 5
Temperatura etalon (de
lucru) t0 [șC]
Termometrul de sticl ă t1 [șC]
Termometrul bimetalic t2 [șC]
Manotermometrul t3 [șC]
Termorezisten ța t4 [șC]
Termistorul t5 [șC]
Termocuplul t6 [șC]
1.2.4. Prelucrarea datelor
– se calculeaz ă erorile absolute și relative pentru fiecare termometru,
în funcție de temperatura etalon, t0 (vezi tabelul de erori absolute și
tabelul de erori relative):
o eroarea absolut ă: verificat a tt0 [șC]
o eroarea relativ ă: 100
00
% tttverificat [șC]
MĂSURAREA TEMPERATURILOR
27
Tabel erori absolute:
Termometru Nota ție Regimul de lucru
1 2 3 4 5
Temperatura etalon (de
lucru) t0 [șC]
Termometrul de sticl ă εa1 [șC]
Termometrul bimetalic εa2 [șC]
Manotermometrul εa3 [șC]
Termorezisten ța εa4 [șC]
Termistorul εa5 [șC]
Termocuplul εa6 [șC]
Tabel erori relative:
Termometru Nota ție Regimul de lucru
1 2 3 4 5
Temperatura etalon (de
lucru) t0 [șC]
Termometru de sticl ă ε%1 [%]
Termometru bimetalic ε%2 [%]
Manotermometru ε%3 [%]
Termorezisten ța ε%4 [%]
Termistor ε%5 [%]
Termocuplu ε%6 [%]
– se reprezint ă grafic erorile absolute și relative;
– se compar ă rezultatele ob ținute și se trag concluzii
t0 [șC] %
[%]
t0 [șC] a
[șC]
MĂSURAREA M ĂRIMILOR NEELECTRICE-ÎNDRUMAR DE LABORATOR
28
1.3. Inerția termic ă a termometrelor electrice
(termorezisten ța, termistorul, termocuplul)
1.3.1. Scopul lucr ării
Evidențierea fenomenului de iner ție termică a termometrelor de contact.
Termometre utilizate (vezi standul de m ăsură al temperaturilor – capitolul
1.1): termorezisten ța, termistorul, termocuplul
1.3.2. Considera ții teoretice
Termometre electrice: termorezisten ța, termistorul, termocuplul – vezi
capitolul 1.1.3
1.3.3. Procedeul de m ăsură
Verificarea comportamentului în ap ă:
– se pornește baia termostatat ă
– se setează temperatura de lucru SETP 1 la valoarea de 80 șC (vezi
capitolul 1.1.2).
– apa din baia termostatat ă se încălzește până la temperatura de lucru
aleasă
– după atingerea temperaturii de lucru se porne ște sistemul de achizi ție
pentru înregistrarea datelor (butonul START)
– se introduce unul dintre cele trei termometre electrice în baia
termostatat ă
– simultan cu introducerea termometrului în baia termostatat ă se
pornește un cronometru. Se noteaz ă la intervale de timp cât mai
scurte timpul și temperatura corespunz ătoare (2 secunde) și se
completeaz ă în tabelul de m ăsurători.
– pe ecranul calculatorului se vizualizeaz ă variația tensiunii de ie șire a
traductorului:
o canalul 1: termorezisten ța, curba albastr ă
o canalul 2: termistorul, curba ro șie
o canalul 3: termocuplul, curba verde
Valorile sunt înregist rate automat într-un fi șier text (din care ulterior pot
fi extrase perechi de valori tensiune – timp și calculate valorile
corespunz ătoare temperatur ă – timp)
MĂSURAREA TEMPERATURILOR
29
– după aplatizarea curbei (încheierea opera ției de m ăsurare a
temperaturii), se scoate termometrul din baia termostatat ă și se
urmărește graficul de sc ădere al tensiunii m ăsurate pân ă ce aceasta
devine constant ă
– la încheierea m ăsurătorii se întrerupe înregistrarea datelor, se
salvează datele și graficul de pe ecran
– măsurătorile se repet ă pentru celelalte dou ă termometre electrice.
Verificarea comportamentului în nisip:
– se pornește reșoul, pe pozi ția 3
– nisipul se înc ălzește până la o anumit ă temperatur ă
– se introduce unul dintre cele trei termometre electrice în nisip
– simultan cu introducerea termometrului în nisip se porne ște un
cronometru. Se noteaz ă la intervale de timp cât mai scurte timpul și
temperatura corespunz ătoare (5 secunde) și se completeaz ă în tabelul
de măsurători.
– se repetă pe rând m ăsurătorile pentru celelalte dou ă termometre
electrice
NOTĂ
In cazul în care se dep ășește domeniul de m ăsură al termistorului, acesta nu
va mai fi folosit.
Tabel timp r ăspuns:
Timpul Termorezisten ța Termistorul Termocuplul
ح [sec] t1 [șC] t2 [șC] t3 [șC]
0
…..
…..
…..
….
Momentul
aplatisării
curbei
1.3.4. Prelucrarea datelor
MĂSURAREA M ĂRIMILOR NEELECTRICE-ÎNDRUMAR DE LABORATOR
30
– se traseaz ă graficele de varia ție a temperaturii la cre șterea, pentru
fiecare dintre cele trei termometre electrice
– pentru fiecare termometru se calculeaz ă:
o constanta de timp (timpul dup ă care diferen ța dintre
temperatura ini țială a elementului sensibil și temperatura
finală este egal ă cu 0,632 din diferen ța maxim ă de
temperatur ă):
initial final t t T 632,0 [ s e c ]
o timpul de r ăspuns 5% (timpul dup ă care diferen ța dintre
temperatura elementului sensibil și cea a mediului nu
depășește 5% din diferen ța maximă posibilă):
T995,25 [sec]
o timpul de r ăspuns 2% (timpul dup ă care diferen ța dintre
temperatura elementului sensibil și cea a mediului nu
depășește 2% din diferen ța maximă posibilă):
T912,35 [sec]
– se compar ă rezultatele ob ținute și se trag concluzii
MĂSURAREA TEMPERATURILOR
31
1.4. Verificarea senzorului termometrelor rezistive
(termorezisten ța, termistorul)
1.4.1. Scopul lucr ării
Evidențierea fenomenului de varia ție a rezisten ței termometrelor rezistive
(termorezisten ța, termistorul) în func ție de temperatur ă.
Însușirea tehnicii de m ăsurare a rezisten țelor termometrelor electrice
rezistive și verificarea senzorilor acestora.
Însușirea modalit ății de calcul a temperaturii în func ție de rezisten ță, cu
ajutorul tabelelor.
Termometre utilizate (vezi standul de m ăsură al temperaturilor – capitolul
1.1): termorezisten ța, termistorul.
1.4.2. Considera ții teoretice
Termometre electrice: termorezisten ța, termistorul – vezi capitolul 1.1.3
1.4.3. Procedeul de m ăsură
– se introduc în baia termostatat ă
termometrele ale c ăror senzori
se verific ă (termorezisten ța,
termistorul)
– se pornește baia termostatat ă
– se setează (vezi capitolul 1.1.2)
temperatura de lucru SETP 1 pe
o valoare cu maximum 1 șC mai
mare decât temperatura apei din baia termostatat ă. Aceasta va
reprezenta temperatura etalon a
primului regim de lucru; se notează în tabelul de m ăsurători.
–
apa se va înc ălzi până la
temperatura de lucru
MĂSURAREA M ĂRIMILOR NEELECTRICE-ÎNDRUMAR DE LABORATOR
32
– la 5 minute dup ă ce temperatura instantanee a ajuns la valoarea
temperaturii de lucru se m ăsoară rezistența celor doi senzori, cu multimetrul
digital
– valorile celor dou ă rezistențe se noteaz ă în tabelul de m ăsurători
– se setează o nouă valoare a SETP 1, cu 3 șC mai mare decât valoarea
anterioară și se face o nou ă măsurătoare într-un nou regim de lucru,
după procedeul de mai sus
– în total, se fac 5 seturi de m ăsurători pentru 5 regimuri de lucru
diferite
NOTĂ: Nu se va dep ăși valoarea temperaturii apei de 55 ˚C.
Tabel măsurători:
Termometru Nota ție Sursa Regimul de lucru
1 2 3 4 5
Etalon tet [șC] măs u r a
Ret [Ω] c a l c u l
Termorezisten ța R1 [Ω] măs u r a
Termistorul R2 [Ω] măs u r a
1.4.4. Prelucrarea datelor
– pentru fiecare set de m ăsurători se afl ă rezistența corespunz ătoare
temperaturii etalon, prin interpolare, din tabelul 1. (capitolul 1.1.3).
– se calculeaz ă erorile absolute și relative pentru rezisten țe în funcție
de etalon și se completeaz ă în tabelul de erori absolute și cel de erori
relative:
o eroarea absolut ă: verificat et R R R [Ω]
o eroarea relativ ă: 100%
etverificat et
RRR R [%]
MĂSURAREA TEMPERATURILOR
33
Tabel erori absolute rezisten țe:
Termometrul Nota ție
[UM] Regimul de lucru
1 2 3 4 5
Etalon Ret [șC]
Termorezisten ța εR1 [șC]
Termistorul εR2 [șC]
Tabel erori relative rezisten țe:
Termometrul Nota ție
[UM] Regimul de lucru
1 2 3 4 5
Etalon Ret [Ω]
Termorezisten ța εR%1 [%]
Termistorul εR%2 [%]
– se reprezint ă grafic erorile absolute și relative
– se compar ă rezultatele ob ținute și se trag concluzii
1.5. Verificarea traductorului termorezisten ței
1.5.1. Scopul lucr ării
Evidențierea fenomenului de varia ție a rezisten ței termorezisten ței în func ție
de temperatur ă. tet [șC] R%
[%]
tet [șC] R
[Ω]
MĂSURAREA M ĂRIMILOR NEELECTRICE-ÎNDRUMAR DE LABORATOR
34
Însușirea modalit ății de calcul a temperaturii în func ție de rezisten ță, cu
ajutorul tabelelor. Însu șirea modalit ății de verificare a unui traductor de
temperatur ă rezistiv
Termometre utilizate (vezi standul de m ăsură al temperaturilor – capitolul
1.1): termorezisten ța.
1.5.2. Considera ții teoretice
Termometre electrice: termorezisten ța – vezi capitolul 1.1.3
1.5.3. Procedeul de m ăsură
– se deconecteaz ă termorezisten ța de la standul de m ăsură
– în mufele pentru rezisten țe se introduc pe rând urm ătoarele
rezistențe: 10 Ω, 100 Ω, 110 Ω.
– se citește valoarea de temperatur ă indicată pe display pentru fiecare
rezistență
Tabel măsurători și rezultate:
Termometru Nota ție Sursa
mărimeRegimul de lucru
R=10
[Ω] R=100
[Ω] R=110
[Ω]
Etalon Ret [Ω] setat
tet [șC] calcul
Termorezisten ța t1 [șC] m ăsură
ε1 [șC] calcul
ε%1 [%} calcul
1.5.4. Prelucrarea datelor
– din tabelul 1 (vezi capitolul 1.1.3) se ob țin temperaturile etalon
corespunz ătoare rezisten țelor introduse
– se calculeaz ă erorile absolute și relative de m ăsură pentru
temperaturi, considerându-se valorile citite din tabelu l 1 drept etalon:
o eroarea absolut ă: verificat etalon t t [șC] ;
MĂSURAREA TEMPERATURILOR
35
o eroarea relativ ă:
etalonverificat etalon
tt t% [%] ;
– se traseaz ă graficele de varia ție ale erorilor absolute și relative
– se compar ă rezultatele ob ținute și se trag concluzii
tet [șC] R%
[%]
tet [șC] R
[Ω]
36
2. MĂSURAREA PRESIUNILOR
2.1. Determinarea constant ei micromanometrului cu tub
înclinat cu ajutorul micromanometrului Askania
2.1.1. Scopul lucr ării
Însușirea modalit ății de măsură a presiunilor cu ajutorul micromanometrului
Askania și cu ajutorul micromanometrului cu tub înclinat.
Determinarea constantei unui micr omanometru cu tub înclinat, prin
compararea indica țiilor acestuia cu ale unui micromanometru Askania.
2.1.2. Considera ții teoretice
Micromanometrul tip Askania și micromanometrul cu tub înclinat sunt
aparate de m ăsurat diferen țe mici de presiune cu precizie ridicat ă. Ordinul
de mărime al diferen țelor de presiune m ăsurate este de câ țiva zeci mmH 2O.
Micromanometrul Askania
Aparatul este compus dintr-un tub U care are la fiecare cap ăt câte un
rezervor, dintre care unul este fix (RF) iar cel ălalt mobil (RM). Rezervorul
mobil se poate deplasa pe vertical ă, pentru a compensa prin cel ălalt
diferența de presiune.
RF RM
MĂSURAREA PRESIUNILOR
37
În rezervorul fix (RF) se afl ă un con orientat cu vârful în jos. Vârful acestuia
este amplasat la o în ălțime de referin ță, corespunz ătoare nivelului egal în
cele două rezervoare (deci presiunilor eg ale). Imaginea conului se reflect ă
de suprafa ța lichidului manometric. Ca urmare, atunci când privim prin
dispozitivul de vizare, se v ăd două conuri: unul real și unul virtual
(reflectat).
Aceste conuri pot fi într-una din urm ătoarele situa ții:
o vârf în vârf : dacă nivelul în rezervorul fix este la valoarea de referin ță
(acesta este momentul în care se cite ște înălțimea rezervorului mobil) –
cazul p1 = p 2 :
o la distanță unul de cel ălalt: dacă nivelul în rezervorul fix este sub cel de
referință (vârful conului se afl ă deasupra lichidului manometric) – cazul
p1 > p 2 :
o cu vârfurile intrate unul în cel ălalt: dacă nivelul în rezervorul fix este
peste cel de referin ță (vârful conului este în lichidul manometric) – cazul
p1 < p 2 :
Diferența de presiune indicat ă de micromanometrul ASKANIA
corespunz ătoare unei denivel ări
hask (mm) citite la pozi ția de echilibru este:
p1 = p 2
p1 > p 2
p1 < p 2
MĂSURAREA M ĂRIMILOR NEELECTRICE-ÎNDRUMAR DE LABORATOR
38
310
2ask OH ask hg p [N/m2]
unde:
OH2 – densitatea lichidului manometric din aparat
(apa: 1000
2OH kg/m3);
g – accelera ția gravitațională (g = 9,81 m/s2);
Δhask – denivelarea citit ă imms.
Micromanometrul cu tub înclinat
Micromanometrul cu tub înclinat este compus dintr-un rezervor legat
la un tub înclinat.
Diferența de presiune se determin ă cu relația:
3
2
22
1 310 sin 10
kL
ddLg Hg pti [N/m2]
unde:
- densitatea lichidului manometric din aparat (apa: 1000
2OH kg/m3);
g – accelera ția gravitațională (g = 9,81 m/s2);
H – denivelarea coloanei de lichid ims
L – lungimea coloanei de lichid în tub imms
– unghiul de înclinare al tubului fa ță de orizontal ă
d1, d2 – diametrul tubului, rezervorului
k – constanta aparatului [N/m3]
MĂSURAREA PRESIUNILOR
39
Constanta aparatului depinde de densit atea lichidului manometric utilizat și
de caracteristicile constructive ale aparatului (pozi ția tubului înclinat,
diametrul tubului înclinat și cel al rezervorului):
2
22
1sinddg k
Pentru aparatul utilizat d2 >> d1, ceea ce face ca raportul 2
22
1
dd să fie foarte
mic, neglijabil. Ca urmare, constanta k se poate exprima cu suficient ă
precizie prin rela ția:
sin g k [N/m3]
2.1.3. Procedeul de m ăsură
– se monteaz ă
cele dou ă
micromanome-
tre în pozi ție de
lucru, cu ajutorul
șuruburilor de
calare și a
nivelelor aflate
pe postamentele
aparatelor.
– se aduce la
priza ( +) a
fiecărui aparat
tubul flexibil de cauciuc la cap ătul căruia se creeaz ă suprapresiunea. Priza (–
) se lasă liberă (sub acțiunea presiunii atmosferice).
– cu ajutorul balonului de plastic se creeaz ă o suprapresiune, care este
măsurată de cele dou ă manometre.
Notă: Se are în vedere ca suprapresiunea creat ă să nu depășească
domeniul de m ăsură al aparatelor (pentru ca lichidul manometric s ă nu fie
deversat în afara aparatului).
– se efectueaz ă măsurătorile cu cele dou ă micromanometre și se noteaz ă
mărimile citite ( Δhask și Δpti ), în tabelul de m ăsurători și rezultate
MĂSURAREA M ĂRIMILOR NEELECTRICE-ÎNDRUMAR DE LABORATOR
40
– se repet ă măsurătorile pentru cinci valori de presiuni diferite generate cu
ajutorul balonului de plastic.
Tabel de m ăsurători și rezultate:
Nr.
crt. Δhask
(mm) Δpask
(N/m2) Δpti
(N/m2) L
(mm) K
(N/m3) K*
(N/m3)
măsura calcul calcul m ăsura Calcul calcul
1
2
3
4
5
2.1.4. Prelucrarea datelor
– se calculeaz ă Δpask conform rela țiilor date la capitolul 2.1.2
– ținând seama c ă ambele micromanometre au m ăsurat aceea și
presiune, rezult ă ask ti p p
– pentru fiecare set de m ăsurători, constanta k se obține din:
310Lpkti [N/m2]
– constanta aparatului se estimeaz ă ca valoare medie a valorilor
obținute în cele cinci seturi de m ăsurători:
n
iiknk
1*1
unde: n = 5 reprezint ă numărul de seturi de m ăsurători
– se trag concluzii referitor la valoarea medie a constantei și la valorile
din fiecare set de m ăsurători
MĂSURAREA PRESIUNILOR
41
2.2. Verificarea unui traductor de presiune.
Trasarea caracteristicii tr aductorului de presiune
2.2.1. Scopul lucr ării
Însușirea modalit ății de verificare a unui traductor de presiune cu ajutorul
dispozitivului de calibrare cu piston și greutăți
2.2.2. Considera ții teoretice
Dispozitivul se bazeaz ă pe o presiune etalon generat ă cu ajutorul unor
greutăți. Acestea sunt a șezate deasupra unui piston introdus într-un sistem
hidraulic umplut cu ulei. Presiunea uleiului din sistem este m ăsurată cu
ajutorul traductorului.
Presiunea etalon se determin ă din relația:
AGp [N/m2]
în care:
G – greutatea ce ac ționează asupra pistonului:
gmG [N]
unde: m – masa [kg];
g – accelera ția gravitațională (9.81 m/s2);
A – suprafa ța secțiunii pistonului:
42dA [m2]
piston cu
greutăți traductor
sistem
hidraulic
MĂSURAREA M ĂRIMILOR NEELECTRICE-ÎNDRUMAR DE LABORATOR
42
unde: d – diametrul pistonului [m]
2.2.3. Descrierea dispozitivului de verificare
unitatea de sarcinagreutăți traductor de presiune
sistem hidraulic
sistem de reglare
cu manivel ă
placa de baz ă sonda de presiune
afișaj tensiune
ieșire traductor
MĂSURAREA PRESIUNILOR
43
Dispozitivul de verificare al traductoarelor de presiune con ține două
componente principale: –
sonda de presiune: cilindru în care se înfileteaz ă traductorul de presiune
verificat
– unitatea de sarcin ă: cilindru în interiorul c ăruia intră un piston deasupra
căruia pot fi a șezate diferite greut ăți (pentru a se ob ține diverse valori de
presiune).
Cele dou ă componente ale dispozitivului sunt unite printr-o conduct ă
umplută cu ulei, care permite transmiterea presiunii generate de greut ăți
către sonda de presiune.
Atunci când greut ățile sunt a șezate pe suportul pistonului, presiunea din
sistem cre ște. Greutățile sunt proiectate astfel încât s ă fie posibile varia ții de
presiune cu câte 0.5 bar. Presiunea din interiorul sistemului este m ăsurată cu
ajutorul traductorului de presiune (pri ntr-un senzor de presiune legat la un
circuit electronic).
Display digital Traductor presiune
Circuit electronic
(circuit punte si
condiționare semnal)
Senzo r
MĂSURAREA M ĂRIMILOR NEELECTRICE-ÎNDRUMAR DE LABORATOR
44
Ajustarea punctului de zero
Se ridică pistonul din cilindru,
cu ajutorul manivelei
Se scoate pistonul din cilindru
Cu ajutorul manivelei, se ajustează nivelul de ulei în
cilindru astfel încât acesta s ă
fie umplut pân ă la margine.
Traductorul ar trebui s ă indice
valoarea zero (deoarece este supus numai presiunii
atmosferice).
MĂSURAREA PRESIUNILOR
45
Verificarea traductorului de presiune
După ajustarea punctului de zero, se reinstaleaz ă pistonul deasupra
sistemului hidraulic. Pentru a evita frecarea, pistonului i se imprim ă o ușoară
miscare de rota ție.
Masa pistonului este de 378 g, care corespunde presiunii:
bar mN
dgm
AGp 328.0 / 10 328.0
4012.081.9 378.0
42 5
2 2
Adăugând o mas ă de 192 g se ob ține presiunea de 0.5 bar. În continuare,
adăugând succesiv mase de 577 g, se ob țin creșteri de presiune de câte 0.5
bar.
Valorile de presiune generate se compar ă cu cele m ăsurate cu ajutorul
traductorului
În tabelul de mai jos se indic ă coresponden ța dintre mas ă, presiune și
tensiunea de ie șire din traductor.
Masa [kg] 0 0.378 0.570 1.147 1.724 2.301 2.878
Presiune [bar] 0 0.328 0.494 0.995 1.495 1.995 2.495
Tensiune ie șire
traductor [V] 0 1.3 1.96 3.95 5.94 7.92 9.91
Caracteristicile traductorului care se urm ăresc sunt:
– punctul de zero : deviația de zero trebuie s ă fie de maximum 50 mV
– eroarea de m ăsură: pentru orice valoare din domeniu, aceasta trebuie s ă
se încadreze în limita de ± 0.3% din domeniul de m ăsură .
Caracteristica traductorului de presiune
Caracteristica traductorului arat ă relația de leg ătură dintre semnalul de
intrare (o presiune) și semnalul de ie șire din traductor (o tensiune).
MĂSURAREA M ĂRIMILOR NEELECTRICE-ÎNDRUMAR DE LABORATOR
46
În cazul traductorului de presiu ne, caracteristica are o form ă liniară. Pentru
valori ale semnalului de intrare intre 0 … 2,5 bar și valori ale semnalului de
ieșire intre 0 … 10 V, caracteristica traductorului este dat ă de relația:
barVppUp Us5.210
maxmax
p Us4
Aceasta este încadrat ă de doua limite de toleran ță (inferioar ă și superioar ă),
ce depind de eroarea de m ăsură acceptată:
– limita inferioar ă de toleran ță: eroare U Usinf
– limita superioar ă de toleran ță: eroare U Ussup
Eroarea de m ăsură trebuie s ă se încadreze în limitele ±0,03 V, respectiv
±0,0075 bar fa ță de valoarea etalon.
Â
U [V] Caracteristica
traductorului
Limita inferioar ă Limita superioar ă
p [bar]
MĂSURAREA PRESIUNILOR
47
2.2.4. Date tehnice ale dispoz itivului de verificare
Diametrul pistonului d 12 mm
Suprafața pistonului A 113,0973 mm2
Accelerația
gravitațională g 9,81 m/s2
Senzor
Domeniu de m ăsură
Semnal ie șire
Tip conexiune
Tensiune de lucru Huba 691
Presiunea absolut ă: 0 … 2,5 bar
Semnal: 0 … 10 V
Conexiune cu 3 fire
Ub = 24 V
Greutățile disponibile Masa [kg]
m1 (piston) 0,3735
m2 (senzor) 0,191
m3 0,574
m4 0,5725
m5 0,5725
m6 0,5725
Numărul
greutăților
folosite Greutate total ă Presiune Tensiune
Componente de
greutăți kg N/mm2 bar V
0 Sistem deschis 0 0 0 0
1 m1 0.378 0.0324 0.328 1.29
2 m1+m2 0.570 0.0490 0.494 1.94
3 m1+m2+m3 1.147 0.0988 0.995 3.92
4 m1+m2+m3+m4 1.724 0.1484 1.495 5.91
5 m1+m2+m3+m4+
m5 2.301 0.1981 1.995 7.9
6 m1+m2+m3+m4+
m5+m6 2.878 0.2477 2.495 9.91
5 m1+m2+m3+m4+
m5 2.301 0.1981 1.995 7.9
4 m1+m2+m3+m4 1.724 0.1488 1.495 5.91
3 m1+m2+m3 1.147 0.0988 0.995 3.92
2 m1+m2 0.570 0.0490 0.494 1.94
1 m1 0.378 0.0324 0.328 1.29
0 Sistem deschis 0 0 0 0
MĂSURAREA M ĂRIMILOR NEELECTRICE-ÎNDRUMAR DE LABORATOR
48
2.2.5. Procedeul de m ăsură
–
se studiaz ă lucrarea din îndrumar și instalația din laborator;
– se ajusteaz ă punctul de zero și se cite ște tensiunea de ie șire a
traductorului;
– se așează masa de 0.328 g (pistonul); se cite ște tensiunea de ie șire a
traductorului și se noteaz ă în tabelul pentru verificarea traductorului;
– se așează inelul de 0.166; se cite ște tensiunea de ie șire a traductorului și
se notează în tabelul pentru verificarea traductorului;
– se adaugă pe rând inelele de 0,5 bar și se citește tensiunea de ie șire a
traductorului care se noteaz ă în tabelul de valori pentru verificarea
traductorului;
– se scot pe rând inelele de 0,5 bar și se citește tensiunea de ie șire a
traductorului, apoi se scoate inelul de 0,166 bar și se citește semnalul de
ieșire al traductorului. Valorile se noteaz ă în tabel;
– se scoate pistonul și se citește tensiunea de ie șire a traductorului care se
notează în tabel.
MĂSURAREA PRESIUNILOR
49
Verificarea traductorului de presiune
Nr.
crt. Etalon Traductor de
presiune Eroare relativ ă
Me
[kg] pe
[bar] Ue
[V] pt
[bar] Ut
[V] εp
[%] εt
[%]
anexa anexa calcul m ăsura calcul calcul
1 0 0 0
2 0.378 0.328 1.29
3 0.570 0.494 1.94
4 1.147 0.995 3.92
5 1.724 1.495 5.91
6 2.301 1.995 7.9
7 2.878 2.495 9.91
8 2.301 1.995 7.9
9 1.724 1.495 5.91
10 1.147 0.995 3.92
11 0.570 0.494 1.94
12 0.378 0.328 1.29
13 0 0 0
2.2.6. Prelucrarea datelor
Verificarea traductorului de presiune:
– Se completeaz ă tabelul cu presiunile și tensiunile etalon corespunz ătoare
greutăților folosite (din anexa la lucrare);
– se calculeaz ă presiunea m ăsurată cu ajutorul traductorului (vezi capitolul
2.2.4) din rela ția:
4tUp [bar]
– se calculeaz ă erorile relative de m ăsură pentru presiuni și tensiuni, în
funcție de valorile etalon:
et e
ppp p [%]
et e
tUU U [%]
MĂSURAREA M ĂRIMILOR NEELECTRICE-ÎNDRUMAR DE LABORATOR
50
– se traseaz ă graficele erorilor relative
–
se compar ă rezultatele ob ținute și se trag concluzii.
Trasarea caracteristicii trad uctorului de presiune:
– se completeaz ă tabelul de mai jos cu valorile pt, Ut și Ue din tabelul
anterior;
– se calculeaz ă limita inferioar ă a semnalului de ie șire:
03,0infeU U [V]
– se calculeaz ă limita superioar ă a semnalului de ie șire:
03,0supeU U [V]
Caracteristica traductorului de presiune
Nr.
crt. Presiune
Tensiune
măsurată Tensiune
teoretică
(etalon) Limita
inferioară
(-0,3%) Limita
superioară
(+0,3%)
pt [bar] Ut [V] Ue [V] Uinf [V] Usup [V]
1
2
3
4
5
…
Ue [V] t
[%]
pe [bar] p
[%]
MĂSURAREA PRESIUNILOR
51
– se traseaz ă grafic caracteristica reala și teoretic ă a traductorului,
împreuna cu limitele de toleran ță;
–
se verific ă încadrarea caracteristicii reale în limitele de toleran ță și se
trag concluzii.
U [V]
Caracteristica
traductorului
(teoretică)
Limita inferioar ă Limita superioar ă
p [bar] Caracteristica
traductorului
(reală)
52
3. MĂSURAREA UMIDIT ĂȚII
ATMOSFERICE
3.1. Scopul lucr ării
Însușirea modalit ății de măsură a umidit ății cu ajutorul psihrometrului și a
higrometrului cu fir de par.
3.2. Considera ții teoretice
Aerul atmosferic reprezint ă un amestec de gaze cu vapori de ap ă. Cantitatea
de vapori de ap ă ce poate fi înmagazinat ă de aer (umiditatea) variaz ă odată
cu temperatura cu și presiunea aerului. În anumite condi ții de temperatur ă și
presiune, aerul atmosferic se poate afla într-una din urm ătoarele dou ă
situații:
o conține cantitatea maxim ă de vapori de ap ă (umiditatea este maxim ă)
– caz în care moleculele vaporilor de ap ă se află la presiunea de
saturație corespunz ătoare temperaturii atmosferice ( psv)
o conține o cantitate de vapori de ap ă mai mic ă decât cantitatea
maximă de vapori (umiditatea este mai mic ă decât cea maxim ă) –
caz în care moleculele vaporilor de ap ă din aer se afl ă la o presiune
parțială (pd) mai mic ă decât presiunea de satura ție corespunz ătoare
temperaturii atmosferice ( psv)
Umiditatea atmosferic ă poate fi atmosferic ă prin următoarele mărimi:
o Umiditatea absolut ă – care arat ă cantitatea de vapori de ap ă
existentă în aer în unitatea de volum. Umiditatea absolut ă se
determină ca raport între masa vaporilor de ap ă din aer și volumul
de aer:
Vmv
v [kg/m3]
unde:
mv – masa vaporilor de ap ă din aer, în [kg]
MĂSURAREA UMIDIT ĂȚII ATMOSFERICE
53
V – volumul de aer umed, în [m3]
o Umiditatea relativ ă – care exprim ă umiditatea absolut ă comparativ
cu umiditatea maxim ă posibilă pentru condi țiile atmosferice date.
Umiditatea relativ ă se determin ă ca raport dintre presiunea par țială
a vaporilor de ap ă și presiunea lor de satura ție, la aceea și
temperatur ă:
svd
pp , valoare adimensional ă
sau:
100
svd
pp [%]
unde:
psv – presiunea de satura ție a vaporilor de ap ă
corespunz ătoare temperaturii atmosferice [bar] – se
obține din tabelele cu propriet ățile apei în func ție de
temperatur ă (tabelul 1)
pd – presiunea par țială a vaporilor de ap ă din aer [bar] – se
obține cu ajutorul unui aparat de m ăsură denumit
psihrometru.
o Gradul de umiditate (con ținutul de umiditate) – arată care este
cantitatea de ap ă comparativ cu cantitatea de aer umed. Gradul de
umiditate se determin ă ca raport dintre masa vaporilor de ap ă și
masa aerului uscat:
av
mmx [kg vap apa /kg aer uscat ]
sau
svsv
p ppx622.0 [kg vap apa /kg aer uscat ]
MĂSURAREA M ĂRIMILOR NEELECTRICE-ÎNDRUMAR DE LABORATOR
54
în care:
φ – umiditatea relativ ă, adimensional ă;
p – presiunea atmosferic ă (barometric ă), în [mbar]
psv – presiunea de satura ție a vaporilor de ap ă corespunz ătoare
temperaturii atmosferice, în [mbar] – se ob ține din tabelele cu propriet ățile
apei în func ție de temperatur ă (tabelul 1)
3.2.1. Psihrometrul
Pentru desf ășurarea lucr ării se utilizeaz ă două tipuri constructive de
psihrometre: psihrometrul clasic cu termometru uscat și termometru umed
(aflat pe standul de temperaturi) și psihrometrul Assmann cu ventilator
mecanic.
Psihrometrul clasic
Termometrul uscat m ăsoară temperatura aerului la umiditatea atmosferic ă.
Temperatura astfel m ăsurată se numește temperatura termometrului uscat.
Termometrul umed m ăsoară temperatura în condi ții de umiditate maxim ă,
cu
φ=100%. Acesta are bulbul învelit într-un s ăculeț din bumbac umezit.
rezervor cu
apă termometru
umed termometru
uscat
bulb învelit în
săculeț din bumbac
umed
MĂSURAREA UMIDIT ĂȚII ATMOSFERICE
55
Pentru a men ține săculețul în stare umed ă, un capăt al acestuia se afl ă
imersat într-un rezervor umplut cu ap ă, umezirea realizându-se în mod
continuu, prin capilaritate. Temperatura m ăsurată cu termometrul umed se
numește temperatura termometrului umed.
Valoarea temperaturii termometrului umed este întotdeauna inferioar ă celei
a termometrului uscat. Explica ția este urm ătoarea: datorit ă faptului c ă aerul
nu este la umiditatea maxim ă (nu este saturat cu vapori de ap ă), o parte din
apa cu care este îmbibat s ăculețul se va evapora. Cu cât aerul este mai uscat
(are mai pu țină umiditate), cu atât se va evapora mai multa ap ă (pentru a se
atinge starea de satura ție). Pentru evaporare, apa consum ă o cantitate de
energie (sub forma de c ăldură latentă de evaporare), pe care o ia din aer. Ca
urmare, temperatura m ăsurată cu termometrul umed va fi mai mic ă decât
temperatura termometrului uscat, apropiindu-se cât mai mult de valoarea
temperaturii de rou ă. Diferența dintre cele dou ă temperaturi va fi cu atât mai
mare cu cât umiditatea atmosferic ă este mai mic ă, deci cu cât aerul este mai
uscat și are capacitatea de a se îmbog ăți cu vapori de ap ă.
Psihrometrul Assmann
Psihrometrul Assmann are în plus fa ță de psihrometrul clasic un ventilator
mecanic ac ționat de un resort spiralat anterior tensionat prin intermediul
unui șurub cu clichet. Cu ajutorul acestui ventilator se creeaz ă un curent de
aer în jurul celor dou ă termometre. Prin existen ța acestuia se îmbun ătățește
termometru
uscat
termometru
umed
vas cu apăventilator
bulb învelit în
bumbac umed
MĂSURAREA M ĂRIMILOR NEELECTRICE-ÎNDRUMAR DE LABORATOR
56
schimbul de c ăldură cu mediul înconjur ător, asigurându-se astfel o m ăsură
mai bună într-un timp mai scurt (în special în cazul termometrului umed).
3.2.2. Higrometrul cu fir de p ăr
Principiul de m ăsură se bazeaz ă pe proprietatea materi alelor higroscopice de
a se deforma în func ție de umiditate. Materialul higroscopic utilizat este firul
de păr uman, blond, degresat. Acesta este întins în suvi țe, între o pies ă fixă
și o piesă mobilă pusă în legătură cu un ac indicator și menținut permanent
în stare tensionat ă cu ajutorul unui resort.
Odată cu modificarea cantit ății de vapori de ap ă din aer, firul de p ăr își
modifică lungimea, modificând astfel și poziția piesei mobile. Deplasarea
acesteia este amplificat ă și transmis ă către un sistem indicator.
Piesă fixă
Piesă mobilă
Resort
Tijă de legătură Ac indicator
MĂSURAREA UMIDIT ĂȚII ATMOSFERICE
57
3.3. Procedeul de m ăsură
–
se studiaz ă lucrarea din îndrumar și instalația din laborator;
– pentru cele dou ă variante constructive ale psihrometrului se citesc:
o temperatura termometrului umed: tum [°C]
o temperatura termometrului uscat: ta [°C]
Atenție: în cazul psihrometrului Assmann, ventilatorul trebuie armat manual
și lăsat să funcționeze un timp de aproximativ 5 minute înainte de efectuarea
măsurătorilor.
– se estimeaz ă presiunea barometric ă: p în [mbar]
– se citește umiditatea relativ ă [%] indicat ă de higrometrul cu fir de p ăr;
– se completeaz ă mărimile în tabelul de rezultate.
MĂSURAREA M ĂRIMILOR NEELECTRICE-ÎNDRUMAR DE LABORATOR
58
Tabel rezultate
Mărimea UM Psihrometru Psihrometru
Assmann Higro-
metru cu
fir de par
Varianta 1 Varianta
2 Varianta 1 Varianta 2
tum șC măsură măsură măsură măsură –
ta șC măsură măsură măsură măsură –
p mbar m ăsură măsură măsură măsură –
Δt șC calcul calcul calcul calcul –
pv mbar tabel 1 – tabel 1 – –
Pd mbar calcul – calcul – –
psv mbar tabel 1 tabel 1 tabel 1 tabel 1 –
φ – calcul calcul calcul calcul –
φ[%] % calcul tabel 2 calcul tabel 2 m ăsură
x – calcul calcul calcul calcul –
εφ % calcul calcul –
εx % calcul calcul
MĂSURAREA UMIDIT ĂȚII ATMOSFERICE
59
3.4. Prelucrarea datelor
Varianta 1 de calcul:
1. Diferen ța de temperatur ă psihrometric ă
um attt [°C]
2. Presiunea par țială a vaporilor de ap ă din aer:
101367.0pt p pv d [mbar]
unde:
pv – presiunea de satura ție a apei la temperatura termometrului umed
um v tf p [mbar] – se cite ște din tabelul 1
3. Presiunea de satura ție a vaporilor de ap ă, determinat ă în funcție de
temperatur ă termometrului uscat:
a sv tf p [mbar] – se cite ște din tabelul 1
4. Umiditatea relativ ă:
svd
pp , adimensional ă
sau:
100% [%]
5. Gradul de umiditate:
svsv
p ppx622.0 [kg
apa/kg aer uscat ]
MĂSURAREA M ĂRIMILOR NEELECTRICE-ÎNDRUMAR DE LABORATOR
60
Varianta 2 de calcul:
1. Diferen ța de temperatur ă psihrometric ă
um attt [°C]
2. Umiditatea relativ ă:
% [%] – se cite ște din tabelul 2
În cazul în care valorile lui Δt sau t
a nu se găsesc în tabel, umiditatea se va
obține prin interpolare în func ție de valorile imediat inferioare sau
superioare:
2 12 1
1t t
3. Presiunea de satura ție a vaporilor de ap ă, determinat ă în funcție de
temperatur ă termometrului uscat:
a sv tf p [mbar] – se cite ște din tabelul 1
4. Gradul de umiditate:
svsv
p ppx622.0 [kg apa/kg aer uscat ]
Nota :
Δt
ta … Δt1 Δt Δt2 …
…
ta1 φ1
ta φ
ta2 φ2
…
MĂSURAREA UMIDIT ĂȚII ATMOSFERICE
61
În varianta 2, presiunea de satura ție a vaporilor de ap ă se determin ă numai în
cazul în care se dore ște calculul gradului de umiditate „ x”.
3.5. Anexe
Tabelul 1: Proprietățile termodinamice ale apei în func ție de temperatur ă
MĂSURAREA M ĂRIMILOR NEELECTRICE-ÎNDRUMAR DE LABORATOR
62
Tabelul 2: Tabel cu valorile umidit ății relative pe baza temperaturilor
psihrometrice
tuscat
[șC] tumed-tuscat [șC]
Umiditatea atmosferic ărelativă[%]
63
4. MĂSURAREA DEBITELOR
4.1.Obiectivul lucr ării
Constă în determinarea debitelor de fluide lichide (ap ă) cu ajutorul a trei
tipuri uzuale de debitmetre:
– debitmetru rotametric;
– debitmetru cu tub Venturi;
– debitmetru cu diafragm ă plată.
4.2. Metoda de m ăsură
Pentru a determina debitul cu rotametrul, metoda de m ăsură se bazeaz ă pe
echilibrul for țelor de greutate, Arhimedic ă și hidrodinamic ă ce se stabilesc
asupra unui flotor liber, imersat în fluid, la un anumit debit care str ăbate
secțiunea de curgere dintre acest flotor și tubul cvasicilindric în care este
introdus. Tubul cilindric este prev ăzut cu o scar ă de măsură gradată
inscripționată pe exterior pe care se cite ște direct debitul, în l/min.
Pentru măsurarea debitelor cu ajutorul tubului Venturi și al diafragmei plate
metoda de m ăsură se bazeaz ă pe varia ția de sec țiune care conduce la o
variație a presiunii statice între sec țiunile de intrare și cele de ie șire din cele
două aparate. M ăsurarea acestei diferen țe de presiune conduce la
determinarea pe cale analitic ă a debitului de fluid.
4.3. Descrierea standului de m ăsură
Standul de m ăsură se compune din urm ătoarele elemente principale:
– bazin cu apa în circuit închis (din material plastic);
– pompa de circula ție cu turație variabil ă comandat ă manual;
– standul de m ăsură propriu-zis compus din tubul Venturi,
rotametrul și diafragma legate în serie pe circuitul debitului de
apă;
– sistemul de m ăsură al presiunilor statice cu manometre
diferențiale cu tuburi drepte (racordate la prizele de presiune al
celor trei sisteme de m ăsură);
MĂSURAREA M ĂRIMILOR NEELECTRICE-ÎNDRUMAR DE LABORATOR
64
– elemente de racord cu furtun elastic, ventil de reglaj și conducte
din PVC pentru realizarea circuitului între bazin, pomp ă și
standul de m ăsură;
– supapa cu bil ă pentru blocarea returului apei în rezervorul de
stocare;
– tub gradat pentru stabilirea debitului prin litrare direct ă.
Vedere de ansamblu a sistemului de m ăsură a diferen țelor de presiune
MĂSURAREA DEBITELOR
65
Rotametrul
Diafragma de m ăsură
MĂSURAREA M ĂRIMILOR NEELECTRICE-ÎNDRUMAR DE LABORATOR
66
Tubul Venturi
4.4. Date tehnice privind sistemele de m ăsură
a) Pentru tubul Venturi:
– diametrul conductei în amonte : ][ , m d 0317501 ;
– aria transversal ă a secțiunii conductei în amonte de tub:
][ ,2 4
1 10927 m A;
– diametrul sec țiunii minime a tubului Venturi: ][ , m d 01502 ;
– aria secțiunii minime a tubului Venturi ][ ,2 4
2 10771 m A ;
– unghiul ajutajului convergent al tubului Venturi: 0
121 ;
– unghiul ajutajului divergent al tubului Venturi: 0
214 ;
b) Pentru diafragma plat ă:
MĂSURAREA DEBITELOR
67
– diametrul conductei în amonte de diafragm ă:
][ , m d 0317501 ;
– aria transversal ă a secțiunii conductei în amonte de diafragma:
][ ,2 4
1 10927 m A;
– diametrul sec țiunii minime a orificiului diafragmei:
][ , m d 02003 ;
– aria secțiunii minime a orificiului: ][ ,2 4
3 10143 m A ;
c) Prizele de presiune static ă:
Prizele de presiune static ă sunt astfel amplasate astfel încât manometrele
diferențiale să poată măsura diferen țele de presiune create de aparatele de
măsură, astfel:
– ] [OHmm hh
2 2 1 – presiunea diferen țială pe ajutajul convergent al
tubului Venturi;
– ] [OHmm hh
2 3 1 – pierderea de presiune remanent ă pe tubul Venturi;
– ] [OHmm hh
2 5 4 – pierderea de presiune remanent ă pe tubul
rotametric;
– ] [OHmm hh
2 7 6 – presiunea diferen țială pe diafragm ă;
– ] [OHmm hh
2 8 6 – pierderea de presiune remanent ă pe diafrgm ă;
4.5. Formule de calcul
Relațiile de calcul pentru determinar ea debitelor de fluid se bazeaz ă pe
principiul de defini ție a debitului volumetric sau pe aplicarea legii lui
Bernoulli pentru fluide incompresibile în curgere izoterm ă și staționară.
a)
determinarea direct ă a debitului :
Se folose ște metoda litr ării, care const ă în măsurarea unui volum de ap ă
bine determinat (m ăsurat prin intermediul tubului gradat dup ă închiderea
MĂSURAREA M ĂRIMILOR NEELECTRICE-ÎNDRUMAR DE LABORATOR
68
returului din vas cu ajutorul supapei cu bil ă) și al timpului scurs pân ă la
atingerea acelui volum:
]/[3smVQt
b) determinarea debitului cu ajutorul rotametrului :
Se citește indicația de pe scara gradat ă în dreptul suprafe ței plane superioare
a flotorului, în l/min și se împarte la 60.000 pentru a afla debitul în m3/s;
]/[ ./ min)/ ( sm lin CITITA INDICATIA QR300060
c) determinarea debitului vo lumetric cu tubul Venturi :
Relația analitic ă de calcul a debitului volumetric este:
p Ct smp
AAACQV
V
]/[2
13
2
122
unde: 980,vC – este constanta de debit a tubului Venturi determinat ă
experimental; ][Pa hh p2 1 10 – este presiunea diferen țială pe tubul
Venturi; ]/[3mkg – este densitatea apei la temperatura de lucru ( ρ =
992 kg/m3 )
d) determinarea debitului volumetric cu diafragma de m ăsură:
Relația analitic ă de calcul a debitului volumetric este:
]/[2
13
2
133smp
AAA CQD
D
unde: 630,DC – este constanta de debit a tubului Venturi determinat ă
experimental; ][Pa hh p7 6 10 – este presiunea diferen țială creată
de orificiul diafragmei; ]/[3mkg – este densitatea apei la temperatura
de lucru ( ρ = 992 kg/m3 )
MĂSURAREA DEBITELOR
69
4.6. Modul de lucru
– Se porne ște pompa de la comutatorul electric amplasat pe panoul
bazinului de ap ă și imediat se deschide robinetul de refulare al
standului de m ăsură;
– Se realizeaz ă apoi, dac ă este cazul o contrapresiune cu ajutorul pompei
de aer pe sistemul de m ăsură al manometrelor diferen țiale, în scopul
posibilității de măsură a presiunilor pentru toate sistemele de pe stand.
Nivelul de contrapresiune este op țional și se va stabili aproximativ la
jumătatea sticlelor de nivel pentru a putea realiza regimuri de debite în
întreaga gam ă posibilă a standului;
– Se regleaz ă apoi o tura ție convenabil ă cu ajutorul poten țiometrului
pompei, amplasat pe bazinul de ap ă imediat sub comutatorul electric;
– După stabilizarea regimului (cca. 10 – 15 sec) se face primul set de
măsurători;
– Se modific ă ușor turația pompei și deci implicit și debitul și apoi se
procedeaz ă la următorul set de m ăsurători.
În acest mod se realizeaz ă cel puțin trei seturi de m ăsurători la debite
diferite.
După încheierea tuturor regimurilor de lucru se va închide mai întâi
robinetul de refulare și apoi imediat se va opri pompa de circula ție.
4.7. Înregistrarea rezultatelor m ăsurătorilor
Pentru fiecare regim de lucru în parte se vor înregistra datele m ăsurate într-
un tabel conform modelului de mai jos:
Tabel 1. Valorile m ărimilor m ăsurate
Regimul
de lucru
Volum
colectat
Timpul
măsurat
Debitul
rotametric h1 h2 h3 h4 h5 h6 h7 h8
(m3) (sec) (l/min) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm)
1
2
3
MĂSURAREA M ĂRIMILOR NEELECTRICE-ÎNDRUMAR DE LABORATOR
70
4.8. Calculul m ărimilor și prelucrarea rezultatelor
Pe baza m ăsurătorilor efectuate și al relațiilor de calcul prezentate anterior
se vor face calculele de debite și se vor determina erorile relative fa ță de
valoarea debitului determinat prin litrare direct ă.
Astfel erorile relative au urm ătoarele expresii analitice:
– eroarea relativ ă de debit m ăsurat cu rotametrul:
[%] 100
tt R
RQQ Q
– eroarea relativ ă de debit m ăsurat cu tubul Venturi:
[%] 100
tt V
VQQ Q
– eroarea relativ ă de debit m ăsurat cu diafragma:
[%] 100
tt D
DQQ Q
Rezultatele calculelor se vor prezenta sub forma tabelului de mai jos:
Regimul
de lucru
Debit prin
litrare
(Qt)Debit
rotametru
(QR) Debit
Venturi
(QV) Debit
diafrgma
(QD)
ε1
ε2
ε3
Observații
(m3/s
) (m3/s
) (m3/s
) (m3/s
) (%) (%) (%)
1
2
3
În final se vor trage concluziile referitoare la rezultatele m ăsurătorilor.
MĂSURAREA DEBITELOR
71
Vedere de ansamblu al standului de m ăsură debite
72
5. DETERMINAREA COEFICIEN ȚILOR DE
PIERDERI LOCALE DE PRESIUNE
5.1. Obiectivul lucr ării
Determinarea experimental ă a coeficien ților de pierderi locale de presiune ξ
pentru diferite elemente de conduct ă: variații bruște de sec țiune, coturi,
curbe, fitinguri, pe baza m ăsurării pierderilor de presiune.
5.2. Metoda de m ăsurare
Metoda de lucru const ă în măsurarea pierderilor de presiune locale cu
ajutorul manometrelor cu lichid, pentru diferite debite stabilite în timpul
lucrării.
Elemente teoretice :
Pierderile locale de presiune se datoreaz ă în principal cre șterii turbulen ței
curgerii în elementele locale de conduct ă și sunt exprimate de rela ția:
] [222
OHcol loc mgwp
unde:
ξ – coeficient de pierderi locale de presiune;
w – viteza fluidului corespunz ătoare sec țiunii de intrare în elementul
considerat, [m/s] ;
g – accelera ția gravitațională, 9,81 m/s2 .
Din relația de mai sus se determin ă coeficientul de pierderi locale de
presiune ξ pentru o anumit ă viteză a fluidului, corespunz ătoare debitului
volumic stabilit.
22
wgploc
Pentru determinarea coeficientului de pierderi locale se calculeaz ă viteza
fluidului pornind de la ecua ția de debit:
DETERMINAREA COEFICIEN ȚILOR DE PIERDERI LOCALE DE PRESIUNE
73
]/[432
sm wdwS Qv
de unde rezulta :
]/[4
2smdQwv
5.3. Descrierea standului de m ăsură
Standul de m ăsură se compune din urm ătoarele elemente principale:
– bazin cu ap ă în circuit închis (din material plastic);
– pompă de circula ție cu turație variabil ă comandat ă manual;
– standul de m ăsură propriu-zis compus din elemente
provocatoare de pierderi locale de presiune:
o lărgire brusc ă de secțiune, (1);
o îngustare brusc ă de secțiune, (2);
o ștuț de racord, (3);
o curba continu ă la 900, (4);
o cot racordat la 900, (5);
o cot drept unghiular la 900, (6)
o robinet de reglare;
– sistemul de m ăsură al presiunilor statice cu manometre
diferențiale cu tuburi drepte (racordat e la prizele de presiune ale
sistemelor de analiz ă);
– elemente de racord cu furt un elastic, ventil de reglaj și conducte
din PVC pentru realizarea circuitului între bazin, pomp ă și
standul de m ăsură;
– supapă cu bilă pentru blocarea returului apei în rezervorul de
stocare;
– tub gradat pentru stabilirea debitului prin litrare direct ă.
MĂSURAREA M ĂRIMILOR NEELECTRICE-ÎNDRUMAR DE LABORATOR
74
–
Schema de principiu a standului de m ăsură a pierderilor de presiune locale
Vedere de ansamblu stand – pi erderi locale de presiune –
DETERMINAREA COEFICIEN ȚILOR DE PIERDERI LOCALE DE PRESIUNE
75
5.4. Date tehnice privind sistemele de m ăsură
– diametrul interior al conductelor de sec țiune redus ă :
di = 0,0196 m;
– diametrul interior al conductelor de sec țiune mărită :
di = 0,0260 m;
– (1), (2), (3), (4), (5), (6) – manometre cu tub vertical pentru
măsurarea presiunilor amonte/aval de elementele generatoare de
pierderi locale de presiune;
– manometru diferen țial cu tub Bourdon pentru diferen ța de
presiune pe robinetul de reglare.
5.5. Modul de lucru
– Se porne ște pompa de la comutatorul electric amplasat pe panoul
bazinului de ap ă și se deschide complet robinetul de reglare al standului de
măsură;
– Se regleaz ă apoi o tura ție convenabil ă cu ajutorul poten țiometrului
pompei, amplasat pe bazinul de ap ă imediat sub comutatorul electric;
– Dup ă stabilizarea regimului (cca. 10 – 15 sec) se procedeaz ă la
măsurarea debitului prin litrare, pentru tura ția astfel stabilit ă, în modul
următor:
o se închide cu ajutorul supapei cu bil ă din cauciuc
recircularea apei c ătre bazinul standului;
o se urmărește pe sticla de nivel de pe bazinul rezervorului
(amplasat ă lângă comutatorul pompei) când apa atinge
nivelul zero și se porne ște imediat un cronometru;
o se oprește cronometrul când nivelul apei în sticla de nivel
atinge orice valoare dorit ă, de volum de ap ă acumulat,
exprimat în litri (marcat ă pe sticla de nivel);
o se face apoi raportul dintre acest volum și timpul
cronometrat determinându-se as tfel debitul circulat prin
instalație, în ( l/s) pentru tura ția stabilită.
]/[ 10]/[3 3smVslVQv
– Se procedeaz ă în continuare la citirea manometrelor cu ap ă și tub
vertical, pentru fiecare element de conduct ă în parte;
– Se înregistreaz ă valorile în tabelul prezentat la paragraful 6
MĂSURAREA M ĂRIMILOR NEELECTRICE-ÎNDRUMAR DE LABORATOR
76
– Se modifica u șor turația pompei și deci implicit și debitul și apoi se
procedeaz ă la următorul set de m ăsurători.
În acest mod se realizeaz ă cel puțin trei seturi de m ăsurători la debite
diferite. După încheierea tuturor regimurilor de lucru se va închide mai întâi
robinetul de reglare și apoi imediat se va opri pompa de circula ție.
5.6. Înregistrarea rezultatelor m ăsurătorilor
Pentru fiecare regim de lucru în parte se vor înregistra datele m ăsurate într-
un tabel conform modelului de mai jos:
Valorile m ărimilor m ăsurate Elementul de
conductă
considerat
Manometru
amonte
h1 [m]
Manometru
aval
h2 [m]
Δp
h1-h2
[m]Timp
măsurat
[s]Volum
acumulat
[m3]
Debit Qv
[m3/s] (ec. 5)
Viteza w
[m/s] (ec. 4)
Coeficient
de pierderi
locale
ξ (ec.2)
Regimul 1
Lărgire
bruscă de
secțiune (1)
Îngustare
bruscă de
secțiune, (2)
Stuț de
racord, (3)
Curbă
continuă la
900, (4)
Cot
racordat la
900, (5)
Cot drept unghiular
la 90
0, (6)
Regimul 2
Lărgire
bruscă de
DETERMINAREA COEFICIEN ȚILOR DE PIERDERI LOCALE DE PRESIUNE
77
secțiune (1)
Îngustare
bruscă de
secțiune, (2)
Stuț de
racord, (3)
Curbă
continuă la
900, (4)
Cot
racordat la
900, (5)
Cot drept unghiular
la 90
0, (6)
Regimul 3
Lărgire
bruscă de
secțiune (1)
Îngustare
bruscă de
secțiune, (2)
Stuț de
racord, (3)
Curba
continuă la
900, (4)
Cot
racordat la
900, (5)
Cot drept unghiular
la 90
0, (6)
5.7. Prelucrarea datelor
Pe baza m ăsurătorilor efectuate și al relațiilor de calcul prezentate anterior
se vor trasa diagramele de varia ție a coeficientului de pierderi locale de
presiune func ție de vitez ă, pentru fiecare element de conduct ă în parte.
MĂSURAREA M ĂRIMILOR NEELECTRICE-ÎNDRUMAR DE LABORATOR
78
Se va obține apoi func ția de regresie ξ = ξ(w).
Exemplu( realizat în excel):
Variatia coeficientului de pierderi locale de presiune
y = 0.1861×2 + 0.7121x + 0.7274
R2 = 1
00.511.522.533.54
00 . 5 11 . 5 22 . 5
Viteza w [m/s]Coef. de pierderi locale
79
6. DETERMINAREA COEFICIEN ȚILOR DE
PIERDERI LINIARE DE PRESIUNE.
DISTRIBU ȚIA DE DEBITE ÎNTR-O RE ȚEA
DE CONDUCTE
6.1. Obiectivul lucr ării
Determinarea experimental ă a coeficien ților de pierderi liniare de presiune f
pentru diferite conducte de diametre: Ф = 13; 17,5; 22 mm și a distribu ției
de debite pentru diferite configura ții de sisteme de conducte: serie, paralel,
inelare, buclate etc.
MĂSURAREA M ĂRIMILOR NEELECTRICE-ÎNDRUMAR DE LABORATOR
80
6.2. Metoda de m ăsurare
Metoda de lucru const ă în măsurarea pierderilor de presiune liniare cu
ajutorul manometrelor cu lichid, pentru diferite debite stabilite în timpul
lucrării.
Elemente teoretice :
Pierderile liniare de presiune ∆plîn se datoreaz ă în principal frec ării fluidului
în curgere cu pere ții conductei precum și al frecării între straturile de fluid în
timpul curgerii.
Relația analitic ă este dată de expresia:
][Paw
dlf p
ilin 22
unde:
f – coeficient de pierderi liniare de presiune;
w – viteza fluidului în conduct ă, [m/s] ;
di – diametrul interior al conductei
g – accelera ția gravitațională, 9,81 m/s2 ;
ρ – densitatea apei la 20șC (998 kg/m3)
De asemenea, coeficientul de frecare liniar ă se poate determina și din
expresia pierderilor de presiune func ție de debitului volumetric transvazat
prin elementul de conduct ă, după relația:
DETERMINAREA COEFICIEN ȚILOR DE PIERDERI LINIARE DE PRESIUNE.
DISTRIBU ȚIA DE DEBITE ÎNTR-O RE ȚEA DE CONDUCTE
81
][ 811,052
52
PadQlf
dQlk pv
iv
lin
de unde rezult ă valoarea coeficientului de frecare:
225
25] [123,0][23,1
vOH lin
vlin
Q lmmp d
Q lPap df
6.3. Descrierea standului de m ăsură
Standul de m ăsură se compune din urm ătoarele elemente principale:
– bazin cu ap ă în circuit închis (din material plastic);
– pompa de circula ție cu turație variabil ă comandat ă manual;
– standul de m ăsură propriu-zis compus din elemente de conduct ă
supuse analizei, de aceea și lungime l= 0,7 m;
o un tronson de diametru interior Ф=22,5 mm;
o două tronsoane de diametru interior Ф=17,5 mm;
o două tronsoane de diametru interior Ф=13,0 mm;
– sistemul de m ăsură al presiunilor statice cu manometre
diferențiale cu tuburi drepte (racordat e la prizele de presiune ale
sistemelor de analiz ă);
– elemente de racord cu furtun elastic, ventile de reglaj, elemente
de racord din PVC pentru realizarea configura țiilor dorite;
– pompa de circula ție submersibil ă de putere maxim ă P = 0,55
kW la 2800 rot/min;
– robinete de separare;
– supapa cu bil ă pentru blocarea returului apei în rezervorul de
stocare;
– tub gradat pentru stabilirea debitului prin litrare direct ă:
o cu nivel sc ăzut (fin) de reglaj în plaja 0 – 6 litri/min;
o cu nivel ridicat de reglaj în domeniul 0 – 40 litri/min;
MĂSURAREA M ĂRIMILOR NEELECTRICE-ÎNDRUMAR DE LABORATOR
82
Schema de principiu a standului de m ăsură pentru
configura ții complexe de re țele de conducte
6.4. Lista lucr ărilor
Pe standul sus prezentat se pot efectua cinci tipuri de lucr ări și anume:
Determinarea coeficientului de pierderi lineare de presiune;
Determinarea caracteristicii re țelei si a distribu ției de debite pentru o
rețea de conducte legate în paralel;
Determinarea caracteristicii re țelei si a distribu ției de debite pentru o
rețea de conducte legate în serie;
Determinarea caracteristicii re țelei si a distribu ției de debite pentru o
rețea de conducte inelara;
Determinarea pierderilor de presiune și a caracteristicii de debit
pentru trecerea de la dou ă conducte legate in paralel la o singur ă
conductă.
DETERMINAREA COEFICIEN ȚILOR DE PIERDERI LINIARE DE PRESIUNE.
DISTRIBU ȚIA DE DEBITE ÎNTR-O RE ȚEA DE CONDUCTE
83
6.4.1. Determinarea coeficie ntului de pierderi lineare de
presiune
Pentru realizarea schemei se vor utiliza trei tipuri de conducte cu diametrele
de Ф=13,0 mm; Ф=17,5 mm și Ф=22,0 mm, montate în paralel și separabile
din punct de vedere al func ționării prin intermediul unor robinete de izolare.
Schema de principiu a standului de m ăsură pierderi de presiune liniare
Pentru realizarea m ăsurătorilor se procedeaz ă în modul urm ător:
– se deschid robinetele de izolare la toate cele trei tronsoane de
conductă legate în paralel;
– se pornește pompa și se regleaz ă turația astfel s ă se asigure un
debit relativ mic (cca. 5 l/min);
– se închid robinetele de izolare la dou ă din cele trei conducte,
lăsându-se deschis numai robinetul de la tronsonul pentru care
se fac determin ările. Se începe cu tronsonul de diametru cel mai
mic;
– se închide supapa cu bila din cauciuc pentru evitarea return ării
în bazinul de stocare a apei; ∆H=H 1-H2 H1 H2
Qv Ф1=13 mm
Ф3=22 mmФ2=17,5 mm
Manometru diferen țial
Tip U
MĂSURAREA M ĂRIMILOR NEELECTRICE-ÎNDRUMAR DE LABORATOR
84
– se determin ă debitul de apa transvazat (prin litrare) în zona de
măsură, prin m ăsurarea timpului între dou ă repere arbitrare
stabilite pe sticla de nivel;
– se măsoară diferența de presiune ∆H = H 1-H2 pe manometrul
diferențial cu tub U;
– se înregistreaz ă datele în tabelul de m ăsurători;
– se modific ă apoi debitul și se repetă operațiile anterioare;
– se fac cinci seturi de determin ări pentru fiecare tronson de
conductă în parte;
Rezultatele m ăsurătorilor
Diametrul
conductei
(mm) Dif. de
presiune
∆H1-2
(mm) Volumul
de apă
V
(litri) Timpul
măsurat
t
(sec) Debitul
volumic
Qv
(l/sec) Coef. de
frecare
f
rel.(3)
Ф = 13
Ф = 17,5
Ф = 22
Pe baza rezultatelor ob ținute în timpul m ăsurătorilor se vor determina
coeficienții de pierderi liniare de presiune punctuali și se vor trasa graficele
pierderilor de presiune și cele ale coeficien ților de pierderi liniare, în func ție
de debitul de fluid ∆H1-2 = f(Qv); f = f(Qv), conform diagramelor
exemplificative.
DETERMINAREA COEFICIEN ȚILOR DE PIERDERI LINIARE DE PRESIUNE.
DISTRIBU ȚIA DE DEBITE ÎNTR-O RE ȚEA DE CONDUCTE
85
Variatia pierderilor de presiune liniare functie de debitul
volumic
y1 = 0.0629×2 + 1 .1 029x + 0.3429y2 = 0.071 4×2 + 0 .2 7 14 x + 0 .5 7 14
y3 = 0.0457×2 + 0.2057x + 0.2857
0102030405060
0 5 10 15 20
Debit volumic (l/s)Pierderi de presiune liniare
(mm col apa)
Ф 1 = 13 mm Ф 2 = 17,5 mm Ф 3 = 22 mm
Variația pierderilor de presiune liniare pentru cele trei tipuri de conducte (model
exemplificativ)
Variatia coeficientului pierderilor de presiune liniare functie de
debitul volumic
00.050.10.150.20.25
0 5 10 15 20
Debit volumic (l/s)Coeficientul de pierderi de
presiune liniare f
Ф 1 = 13 mm Ф 2 = 17,5 mm Ф 3 = 22 mm
Variația coeficientului pierderilor de presiune liniare f pentru cele trei tipuri de
conducte (model exemplificativ)
MĂSURAREA M ĂRIMILOR NEELECTRICE-ÎNDRUMAR DE LABORATOR
86
6.4.2. Determinarea caracteristicii re țelei si a distribu ției de debite
pentru o re țea de conducte legate în paralel
Se realizeaz ă legăturile fizice ale conductelor în paralel, prin intermediul
fitingurilor filetate și al robinetelor de racordare.
Se procedeaz ă în mod asem ănător lucrării 5.1. prin stabilirea unor debite
totale din variatorul de tura ție al pompei de circula ție și al citirilor timpilor,
volumelor transvazate în ace ști timpi, precum și al diferen țelor de presiune
citite pe manometrul diferen țial.
Schema de principiu a standului de m ăsură pierderi de presiune liniare și distribu ție
de debite pentru conductele racordate în paralel ∆H=H 1-H2H H2
Qv_totaФ1=13
ФФ2=17,5
Manometru diferen țial
Tip UФ4=13Q
Q
Q
Q
Qtot Q1
Q4Q3Q2
QtotФ1
Ф2
Ф3
Ф4H1 H2
∆H
HH1
H2
DETERMINAREA COEFICIEN ȚILOR DE PIERDERI LINIARE DE PRESIUNE.
DISTRIBU ȚIA DE DEBITE ÎNTR-O RE ȚEA DE CONDUCTE
87
Caracteristic func ționării în paralel a unui sistem de conducte este faptul c ă
pierderea de presiune total ă este aceea și pentru fiecare dintre conducte și
egală cu:
) (2 1 21 apacolm H H H
De asemenea, debitul total de fluid este suma debitelor pentru fiecare dintre conductele configura ției paralel:
sec)/(
4 3 2 1 l Q Q Q Q Qtotv
Debitul volumic de fluid ce transvazeaz ă o secțiune este dat de rela ția:
)/(432
sm wdwS Qv
Se scoate expresia vitezei și rezultă o nouă formă a pierderilor de presiune
liniare:
)/( 8112
52
21 mNdQlf Hg pv
lin
unde s-a considerat densitatea apei ρ =1000 kg/m3.
În consecin ță din ecua ția de mai sus se poate determina în prima
aproxima ție debitele de fluid pe fiecare ramur ă j:
)/( 09,12
8113
'21 2
'2 '
, sm
lfHdd
lfpdd Q
j jlin
jv
unde fj’
se va lua din diagrama trasat ă la lucrarea anterioar ă pentru un debit
mediu Qv med = Q v tot/4 și pentru diametrul conductei corespunz ătoare.
Apoi, pentru aceste debite determinate la itera ția (’) se vor reciti în aceea și
diagrama noile valori ale coeficien ților de frecare liniar ă fj” și pe baza
relației de calcul se vor determina debitele volumetrice reale prin ramurile
configura ției paralel.
Se va verifica bilan țul de debite.
MĂSURAREA M ĂRIMILOR NEELECTRICE-ÎNDRUMAR DE LABORATOR
88
Rezultatele m ăsurătorilor
Rezultatele m ăsurătorilor
Testul ∆H1-2
(mH2O) Volumul
măsurat
(litri) Timpul
măsurat
(sec) Debit
volumic
(l/s)
1
2
3
4
Rezultatele calculelor
Rezultatele calculelor
Testul Qv 1
(m3/s) Qv 2
(m3/s) Qv 3
(m3/s) Qv 4
(m3/s) Σ Qv i
(m3/s)
1
2
3
4
DETERMINAREA COEFICIEN ȚILOR DE PIERDERI LINIARE DE PRESIUNE.
DISTRIBU ȚIA DE DEBITE ÎNTR-O RE ȚEA DE CONDUCTE
89
6.4.3. Determinarea caracteristicii re țelei și a distribu ției de debite
pentru o re țea de conducte legate în serie
Se realizeaz ă legăturile fizice ale conductelor înseriate, prin intermediul
fitingurilor filetate și al robinetelor de racordare, conform schemei din fig.6.
Se procedeaz ă în mod asem ănător lucrării 5.1. prin stabilirea unor debite
totale din variatorul de tura ție al pompei de circula ție și al citirii timpilor,
volumelor transvazate în ace ști timpi, precum și al diferen țelor de presiune
citite pe manometrul diferen țial.
Schema de principiu a standului de m ăsură pierderi de presiune liniare pentru o re țea
de conducte în serie
∆H=H 1-H4 H1
H3 Qv Ф1=13mm
Ф3=17,5mmФ2=22 mm
Manometru diferen țial
i
D1, L 1 D2, L2D3, L 3
L (m)∆H (m H2O)
∆H1 ∆H2
∆H3 Qv H4 H2
MĂSURAREA M ĂRIMILOR NEELECTRICE-ÎNDRUMAR DE LABORATOR
90
Caracteristica principal ă a legării în serie a conductelor o constituie faptul c ă
debitul volumetric care traverseaz ă toate tronsoanele este acela și:
)/(3 2 1 sl Q Q Q Qv v v v
De asemenea, în ceea ce privesc pierderile de presiune totale acestea
reprezintă suma pierderilor de presiune pe fiecare tronson în parte:
) () () () (2 3 4 2 3 1 243 32 21 41
OHtot
m H H H H H HH H H H H
Se vor efectua cinci regimuri de lucru corespunz ătoare la cinci debite
stabilite din variatorul de tura ție al pompei de circula ție.
Rezultatele m ăsurătorilor și calculelor se vor înregistra în tabel.
Rezultatele m ăsurătorilor și calculelor
Test Volum
(litri) Timp
(sec) Debit
(l/s) ∆H1-2
(m) ∆H2-3
(m) ∆H3-4
(m) Σ∆H
(rel.10)
(m) ∆H1-4
(m)
1
2
3
4
5
În final se vor compara rezultatele calculelor cu cele determinate prin
măsurători
DETERMINAREA COEFICIEN ȚILOR DE PIERDERI LINIARE DE PRESIUNE.
DISTRIBU ȚIA DE DEBITE ÎNTR-O RE ȚEA DE CONDUCTE
91
6.4.4. Determinarea caracteristicii re țelei si a distribu ției de debite
pentru o re țea de conducte inelar ă
Se realizeaz ă legăturile fizice pentru cele pa tru conducte, prin intermediul
fitingurilor filetate și al robinetelor de racordare.
Se procedeaz ă în mod asem ănător lucrării 5.1. prin stabilirea unor debite
totale din variatorul de tura ție al pompei de circula ție și al citirii timpilor,
volumelor transvazate în ace ști timpi, precum și al diferen țelor de presiune
citite pe manometrul diferen țial.
Schema de principiu a standului de m ăsură pierderi de presiune liniare și
caracteristica de debit pentru o re țea inelară ∆H=H 1-H4 H1 H3 Qint Ф1=13 mm
Ф4=17,5mmФ2=22 mm
Manometru diferen țial Qies4H2
Qies2
Qies3 H4 Ф3=13 mm
Qint Qies2
Qies3
Qies4H1H2
H3
H4Q1
Q3Q4Q2 Ф1
Ф3Ф2
Ф4
MĂSURAREA M ĂRIMILOR NEELECTRICE-ÎNDRUMAR DE LABORATOR
92
Lucrarea const ă practic din realizarea unei re țele inelare cu patru noduri.
Printr-un nod se introduce debitul total Qint, iar prin celelalte trei se scot
debitele Qies1,2,3,4 . În consecin ță, prin laturile re țelei se stabilesc debitele de
circulație Q1,2,3,4 și corespunz ător pierderile de presiune ∆H1-2, ∆H2-3 , ∆H3-4 ,
∆H4-1.
Pierderile de presiune se vor m ăsura cu ajutorul manometrului diferen țial
pentru cinci seturi de debite totale intrate, stabilite din variatorul de tura ție al
instalatei de pompare.
Debitele evacuate din nodurile re țelei se determin ă prin litrare în rezervorul
de măsură.
Debitele de circula ție prin ramurile re țelei se vor determina prin calcule
având în vedere ecua țiile de conservare ale debitelor de fluid, pe total cât și
pentru fiecare nod în parte:
Ecuația general ă:
4 3 2 int ies ies ies Q Q Q Q
Ecuația în nodul 2:
2 1 2 Q Q Qies
Ecuația în nodul 3:
3 2 3 Q Q Qies
Ecuația în nodul 4:
4 3 43 Q Q Qie
Rezultatele m ăsurătorilor și calculelor se vor înregistra în tabelele de mai
jos.
Rezultatele m ăsurătorilor
Rezultalele m ăsurătorilor
Test Volum
(litri) Timp
(sec) Debit
(l/s) ∆H1-2
(m) ∆H2-3
(m) ∆H3-4
(m) ∆H4-1
(m)
1
2
3
DETERMINAREA COEFICIEN ȚILOR DE PIERDERI LINIARE DE PRESIUNE.
DISTRIBU ȚIA DE DEBITE ÎNTR-O RE ȚEA DE CONDUCTE
93
Rezultatele calculelor
Rezultatele calculelor
Test Q 1
(m3/s) Q2
(m3/s) Q3
(m3/s) Q4
(m3/s) Qies2
(m3/s) Qies3
(m3/s)Qies4
(m3/s) Σ Qies
(m3/s)
1
2
3
6.4.5. Determinarea pierderilor de presiune și a caracteristicii de debit
pentru trecerea de la dou ă conducte legate in paralel la o singura
conducta
Se realizeaz ă legăturile fizice pentru configura ția de trecere de la dou ă
conducte cu curgere paralel ă la una comun ă care însumeaz ă cele dou ă
debite, prin intermediul fitingurilor filetate și al robinetelor de racordare,
conform schemei de mai jos.
Se procedeaz ă în mod asem ănător lucrărilor anterioare prin stabilirea unor
debite totale din variatorul de tura ție al pompei de circula ție și al citirii
timpilor, volumelor transvazate în ace ști timpi, precum și al diferen țelor de
presiune citite pe manometrul diferen țial.
Schema de principiu a standului pentru determinarea caracteristicii unei re țele de
conducte cu reducere de la dou ă conducte paralel la una serie Q1Q2Q3
Ф1Ф3 Ф2∆H=H 1-H2 H1 Qint Ф1=13mm
Ф3=17,5mmФ2=22 mm
Manometru
Diferențial tip H2
Q1Q3
Q2
MĂSURAREA M ĂRIMILOR NEELECTRICE-ÎNDRUMAR DE LABORATOR
94
În cadrul lucr ării debitul total pompat se transmite prin dou ă conducte de
diametre diferite Ф1 și Ф3 și debite Q 1 și Q 3 și se recompune în cea de-a treia
conductă de diametru Ф2.
Lungimile celor trei conducte sunt egale, iar studen ții vor măsura diferen ța
de presiune pe conductele cu curgere paralel ă și ulterior pe cea comuna.
Relația de legătură este cea de conservare a debitului:
3 1 2 QQ Q
Măsurătorile se vor efectua pentru cinc i valori de debite diferite, iar
rezultatele se vor consemna în tabele le de mai jos pentru conductele cu
curgere paralel ă, precum și pentru conducta comuna.
Rezultatele m ăsurătorilor numai pentru conductele serie
Rezultate m ăsurători conducte paralele
Test Volum
(litri) Timp
(sec) Debit
(l/s) ∆H1-2
(m)
1
2
3
4
5
Rezultatele m ăsurătorilor pentru conductele dublet
Rezultate m ăsurători conduct ă comună
Test Volum
(litri) Timp
(sec) Debit
(l/s) ∆H1-2
(m)
1
2
3
4
5
Se vor trasa graficele pierderilor de presiune func ție de debit : ∆H1-2 = f (Q),
conform exemplului de mai jos.
DETERMINAREA COEFICIEN ȚILOR DE PIERDERI LINIARE DE PRESIUNE.
DISTRIBU ȚIA DE DEBITE ÎNTR-O RE ȚEA DE CONDUCTE
95
Reprezentarea grafic ă a pierderilor de presiune func ție de debit
De asemenea se va verifica egalitate a dintre pierderile de presiune din
conductele paralele, prin rela ția:
5
32
3
5
12
1
Q Q
∆H1-2
QConductă curgere
paralelăConductă curgere
comună
Copyright Notice
© Licențiada.org respectă drepturile de proprietate intelectuală și așteaptă ca toți utilizatorii să facă același lucru. Dacă consideri că un conținut de pe site încalcă drepturile tale de autor, te rugăm să trimiți o notificare DMCA.
Acest articol: Laboratorul de m ăsurarea m ărimilor neelectrice (MMN) este destinat [602448] (ID: 602448)
Dacă considerați că acest conținut vă încalcă drepturile de autor, vă rugăm să depuneți o cerere pe pagina noastră Copyright Takedown.