Тема: Изучение устройства и принципа действия измерительных приборов для контроля работы вентилятора

Цель работы: изучить устройство и принцип действия измерительных приборов микроманометра, дифманометра, анемометра. Научиться опреде-лять скорость воздушной струи воздуха при помощи анемометра.

Необходимое оборудование: микроманометр, дифманометры, анемо-метр, инструкции по эксплуатации этих приборов, стенд измерительных при-боров подключенных к вентиляторной установке местного проветривания в лаборатории.

Микроманометр (рис. 1) обеспечивает большую точность замера дав-ления, резервуар 1 заполнен этиловым спиртом. Для включения прибора имеется кран 2, измерительная трубка 3 шлангом 4 соединяется через штуцер 5 с краном 2. Винтом 6, воздействуя на поплавок, устанавливает уровень спирта, соответствующий нулевому делению шкалы. Для изменения преде-73

лов измерения трубка 3 может быть установлена под различными углами, для чего на стойке 7 предусмотрены четыре отверстия, а на кожухе 8 трубки - защелка.

Контрольные вопросы

2. Какими приборами контролируют давление?

3. Чем производят замер скорости воздушной струи воздуха?

4. Как определить расход воздуха при помощи анемометра в сечении вентиляционной трубы?

5. Принцип действия работы микроманометра.

1.Назначение, конструкция и принцип действия микроманометра.

Микроманометр (рис. 1) обеспечивает большую точность замера дав-ления, резервуар 1 заполнен этиловым спиртом. Для включения прибора имеется кран 2, измерительная трубка 3 шлангом 4 соединяется через штуцер 5 с краном 2. Винтом 6, воздействуя на поплавок, устанавливает уровень спирта, соответствующий нулевому делению шкалы. Для изменения преде-73

лов измерения трубка 3 может быть установлена под различными углами, для чего на стойке 7 предусмотрены четыре отверстия, а на кожухе 8 трубки - защелка.

Микроманометр

При замерах штуцер 9 (+) присоединяют трубкой к пункту с большим давлением. А штуцер 10 (-) – к пункту с меньшим давлением. При смещении уровня в трубке 3 на длину l (м) измеряемое давление (Па) равно.

Н = glρ спsin , Па (1 )

где  сп – плотность спирта, кг/м3;,  - угол установки трубки относительно горизонта.

Для удобства пользования формулой (1) на стойке микроманометра на- несены значения k = ρ спsin , соответствующие указанным выше четырем по- ложениям трубки 3.

Статическое давление Н ст – давление, которое оказывает на стенки трубопровода воздух, протекающий параллельно этой стенке, затрачивается на преодоление сопротивлений вентиляционной сети.

Динамическое давление Н д (Па) – давление, необходимое для переме- щения воздуха со скоростью  п,

, Па (2)

где  - плотность воздуха, кг/м3.

При нормальных атмосферных условиях (давление 101, 3 кПа, темпера- тура 293 К, влажность 50%)  = 1, 293 кг/м3.

Схема измерения полного Н, статического Н ст и динамического Н д давлений на всасывающей и нагнетательной сторонах вентилятора показана на рис. 2. При работе вентилятора на всасывание (главные вентиляторные установки) динамическое давление представляет собой потери на выходе из диффузора, поэтому рабочий режим вентилятора определяют по характери-стике Q – Н ст и экономичность работы оценивают статическим к.п.д. Если вентилятор работает на нагнетание, что имеет место в вентиляторных уста-новках местного проветривания, то динамическое давление относят к поте-рям в вентиляционной сети и поэтому для определения рабочего режима вен-тилятора пользуются характеристикой Q – Н, а его экономичность оценивают полным к.п.д.

2. Назначение, конструкция и принцип работы дифманометра.

Постоянный контроль производительности и давления вентиляторов осуществляют дифференциальными манометрами (дифманометрами). Наи-большее применение получили кольцевые, по-плавковые и мембранные дифманометры (рис. 3.). Применяются также кольцевые, сильфонные, тен-зометрические и другие дифманометры. Эти при-боры являются первичными – они непосредствен-но воспринимают импульс от измеряемой величи-ны. Первичный прибор может иметь шкалу или не иметь, а также может быть самопишущим. Для дистанционного контроля производительности и давления вентиляторов применяют вторичные приборы со шкалами, электрически связанные с первичными.

На рис. 3 показана схема кольцевого дифма-нометра. Полое кольцо 1 квадратного или кругло-го сечения, частично заполненное водой, транс-форматорным маслом или ртутью, имеет внутри перегородку 2, разделяю-щую незаполненное пространство на две камеры. Кольцо подвешено на призматической основе 3.

Рис. 3. Кольцевой дифманометр

Правая и левая камеры трубками 4 и 5 соединены с вентиляционным каналом. Если в одной из камер давление будет больше, чем в другой, то

произойдет изменение уровней заполнителя в камерах, отчего кольцо начнет проворачиваться до тех пор, пока вращающий момент и момент, создавае-мый грузом 6, не уровняются. При повороте кольца ролик, скользящий по лекалу 7, приведет в движение рычажную систему 8 и стрелка 9 покажет на шкале 10 измеряемую величину Н. В это же время рычаг 11, скользящий по лекалу 12, через зубчатую передачу 13 повернет рамки ферродинамических датчиков 14 дистанционной передачи показаний на вторичный прибор. Эти рамки, включенные встречно с рамками ферродинамических датчиков вто-ричного прибора, образуют сбалансированную систему. При повороте рамок первичного прибора э.д.с. разбаланса подается на электронный усилитель, а за тем на двигатель, который повернет рамки вторичного прибора до уста-новления баланса, а также приведет в движение стрелку, показывающую измеряемую величину, и перо записывающего устройства.

Поплавковый дифманометр (рис.4б) представляет собой два сообщаю-щихся сосуда, частично заполненных жидкостью или ртутью. В большом со-суде, к которому подводится большее давление, находится пустотелый по-плавок 1. При различных давлениях в сосудах будет изменяться уровень ра-бочей жидкости, и поплавок, следуя за уровнем, приведет в движение ры-чажную систему и стрелку, а также плунжер 2 индукционной системы дис-танционной передачи показаний на вторичный прибор. Эта система является мостовой, находящейся в равновесии, схемой.

Перемещение плунжера вызовет перераспределение напряжений в двух плечах моста в первичном приборе и по нейтрале моста потечет уравнитель-ный ток. В результате произойдет перераспределение напряжений в двух плечах моста и вторичного прибора и плунжер вторичного прибора начнет

перемещаться до установления равновесия в мосте. При этом придут в дви-жение стрелка и записывающее устройство.

Практическая работа № 29.