REZISTENŢE PNEUMATICE NELINIARE. UTILIZAREA DIAFRAGMEI CA ELEMENT DE MĂSURĂ A DEBITULUI DE FLUID

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "REZISTENŢE PNEUMATICE NELINIARE. UTILIZAREA DIAFRAGMEI CA ELEMENT DE MĂSURĂ A DEBITULUI DE FLUID"

Φίλων Μιχαηλίδης
6 χρόνια πριν
Προβολές:

1 REZISTENŢE PNEUMATICE NELINIARE. UTILIZAREA DIAFRAGMEI CA ELEMENT DE MĂSURĂ A DEBITULUI DE FLUID - -

2 . OBIECTUL LUCRĂRII Relaţiile de calcul ale rezistenţelor neumatice neliniare. Cunoaşterea diafragmelor, modul de montare şi utilizarea lor ca elemente sensibile în măsurarea debitului fluidelor.. CONSIDERAŢII TEORETICE Conform analogiei electro-neumatice, o rezistentă neumatică se defineşte rin relaţia (.): = R * (.) unde, = este căderea de resiune intrare-ieşire e rezistenţă ; R este valoarea rezistenţei neumatice ; iar rerezintă debitul de fluid rin rezistenţă. Se reţine că relaţia (.) este valabilă numai în cazul rezistenţelor neumatice liniare, ca de altfel şi analogia electro-neumatică. Pentru domeniul neliniar, rezistenţa neumatică este caracterizată de o relaţie de forma (.), relaţie care evident este neliniară: = f ( ) (.) semnificaţia elementelor rezente în relaţie a fost rezentată anterior. L D C D c d 0 S 0 S 0 3 P P 3 Figura. - -

3 Constructiv, rezistenţa neumatică se oate defini ca o restricţie în calea fluxului de aer, caracterizată rintr-un diametru de trecere d 0 şi o anumită lungime L. (vezi figura.) Condiţiile de existenţă entru o rezistenţă neumatică neliniară se referă la : - raort mic între lungime şi diametru - ierderile de resiune liniare, în lungul rezistenţei, sunt neglijabile în raort cu cele locale (la intrare şi ieşire). Referitor la figura., în conducta (C) avem o rezistenţă neliniară de ti diafragmă (D), caracterizată de secţiunea de trecere S * 0 = π D0 / 4. Trecerea fluidului rin rezistenţă este caracterizată de un regim turbulent, de o cadere de ' ' resiune = şi o micşorare a secţiunii fluidului (contractare) ână la S (mai mică decât S 0 ), a cărei arie şi oziţie nu e recis determinată. Calculul debitului rin rezistenţă se face cu relaţia : g = S * γ (.3) w * unde : g debitul gravimetric S aria de trecere a fluidului rin rezistenţă w viteza fluidului în secţiunea S γ greutatea secifică Viteza fluidului este dată de relaţia Saint-Venant : w = x * * x ρ x ( ) x (.4) unde : x indicele adiabatic Considerând transformarea adiabatică caracterizată de : ρ = ρ x (.5) iar secţiunea S ca fiind exrimată în funcţie de S 0 : S = Cd * S 0 (.6) unde C d rerezintă coeficientul de debit subunitar, se obţine : g = C d x+ x x g x * S 0 * * * (.7) x R * T - 3 -

4 Raortul se notează cu ε şi se numeşte coeficient de destindere. d x Debitul maxim se obţine din g = 0 entru ε cr = (coeficientul de dε x + destindere critic, care în cazul aerului are valoarea 0.58; resiunea în amonte, resiunea în aval). Curgerea ractică rin rezistenţă, functie de ε, arată ca în figura.. Se definesc urmatoarele regimuri de curgere : a) ε > ε cr regim subcritic, calculul făcându-se cu relaţia (.7) b) ε = ε cr regim critic c) ε < ε cr regim suracritic x g g max real teoretic ε 0 ε cr Figura. În cazurile b) si c) debitul rin rezistenţă este egal cu debitul maxim ce se oate obţine cu relatia (.7), în care ε se înlocuieşte cu ε cr..3 DIAFRAGMA CA ELEMENT DE MĂSURARE A DEBITULUI ' ' În situaţia în care se măsoară = (vezi figura.), e baza relaţiei (.7) se oate calcula debitul de aer (sau gaz) rin diafragmă. Metoda utilizării diafragmei se întâlneşte în urmatoarele situaţii : a) măsurări de debite : aer, gaz metan, abur (şi entru lichide, dar folosind alte relaţii de calcul), când nu se disune de debitmetre adecvate. b) conectarea traductoarelor neumatice de ti AT 30 PLT 370, sau echivalente, în cazul buclelor de reglare a debitului. c) conectarea debitmetrelor care utilizează semnal diferenţial de resiune la intrare, cum sunt cele cu lutitor

5 În cadrul acestei lucrări se vor efectua măsurători de debite de aer conform montajului din figura.3 : M M R z M 3 F C 3~ ME V R (conducta) (diafragma) V V 3 Figura.3 În figura.3 s-au notat : C comresor (ECR) cu filtru (F); R z rezervor 40 l; M,M manometre (0 0 bar si 0 5 bar); R filtru reductor ti FR 00; M 3 manometru diferenţial cu coloană de aa; V,V,V 3 ventile; D diafragmă; Diafragma este montată e o orţiune orizontală a conductei având diametrul constant e o orţiune 5 0*D în amonte şi 5*D în aval de diafragmă. Prizele de la care se culeg cele două semnale de resiune, şi, sunt în imediata vecinătate a diafragmei (< 0.3*D). Detaliile constructive şi de montare a diafragmei aar în figura.4 : 5 D c d diafragmă disozitiv rindere 3 conductă 4 camera masurare 5 şurub fixare Figura.4-5 -

6 .3. MĂSURAREA DEBITULUI REAL Se ridică resiunea în rezervor (R z ) la 5 bar, situaţie în care, în acesta se află 700 litri de aer (5 * 40). Se deschide robinetul de curgere rin conductă ână resiunea scade la 4 bar, cronometrând timul scurs (t [sec]). Debitul mediu volumetric devine : 40 vm = t [l/sec] (.8) care se transformă în debit gravimetric : gm = γ aer * vm [kgf/sec] (.9) unde : γ aer =.93 kgf/m DEBITUL CALCULAT Se reiau măsuratorile sau se fac în aralel cu cele de la unctul recedent. La deschiderea fluxului de aer rin conducta cu diafragmă, la =5 bar, se citeşte la manometrul diferenţial 5 [mm H O], iar la inchidere, la =4 bar, se citeşte 4 [mm H O]. Se calculează debitul gravimetric cu relaţia (.7) în care : = [ mmh O] ; = [ bar] ; = = 4.5[ bar] ; (resiunea medie la intrare) Alte date: C d = ; d o =.565 mm; x=.4 (aer); R=97 cm/ K g=9.8 m/s ; T =73+t a ; t a - temeratura ambiantă. Nota: Se va lucra în debite gravimetrice ţinand cont de următoarele transformări : [mm H O] = kgf/m ; Pa = N/m = 0-5 bar; Bibliografie : [] Gh. Lazea Echiamente de automatizare neumatice şi hidraulice îndumator de laborator; Lito IPCN 98. [] Gh. Lazea Echiamente de automatizare neumatice şi hidraulice note de curs; Lito IPCN

Σχετικά έγγραφα

1. PROPRIETĂȚILE FLUIDELOR

1. PROPRIETĂȚILE FLUIDELOR a) Să se exprime densitatea apei ρ = 1000 kg/m 3 în g/cm 3. g/cm 3. b) tiind că densitatea glicerinei la 20 C este 1258 kg/m 3 să se exprime în c) Să se exprime în kg/m 3 densitatea