Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 [ 58 ] 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284

Платина, несмотря на низкое значение температурного коэффициента сопротивления, имеет такие преимущества стабильности и взаимозаменяемости, что употребляется чаще всего. Платиновый термометр сопротивления был принят международной конференцией мер и весов как инструмент интерполяции (см. §1.12.1.1).

Сопротивление определяется классическими методами с помощью мостика Уитстона или цифрового вольтметра, на котором указаны значения в

°С.

1.12.1.6.3. Термометры

с термосопротивлением

Проводники изготовлены из оксидов металли-чов, сопротивление которых быстро уменьшается с ростом температуры; поэтому эти приборы, в частности, предназначены для измерения низких температур.

1.12.1.7. Термопары

Термопара состоит из двух гомогенных металлов, проволочек разной природы, спаянных на одном из их концов (горячий спай термопары). При помещении этого спая в область с температурой, отличной от температуры других концов проволочек (холодный спай), подключенных к гальванометру, в цепи возникает электрический ток как функция природы использованных металлов и разности температур, существующей между двумя источниками.

Измерение температуры сводится к измерению электродвижущей силы (з.д.с.).

Э.Д.С. измеряется либо непосредственно милливольтметром, включенным в цепь, либо при более точных измерениях, потенциометром.

Электрические термометры классифицируются на четыре нормализованные категории (NFC 42-321,1978; NFC 42-322,1985; NFC 42-323,1985):

- тип Т, медь-константан (54 Си + 46 Ni), применим от -200°С до +350°С;

- тип J, железо-константан, применим до +600°С;

- тип N, фуппы никель-хромникелевый сплав, применим до 4-1000°С;

- тип SC, платина-платина родий 10%, применим кратковременно до 1500°С.

Термопары должны быть защищены от атмосферной коррозии и их надо часто тарировать.

1.12.1.8. Оптические пирометры

Эти пирометры предназначены для определения температур, превышающих 900°С, преимущественно в тех случаях, когда не могут быть использованы термопары. Основанные на измерении излучения, испускаемого телом, температура которого подлежит определению, они подразделяются на две фуппы.

1.12.1.8.1. Оптические пирометры полного излучения (тип Фери)

Все излучение изучаемого источника концентрируется с помощью оптической системы на зачерненном чувствительном элементе, образованном одной или несколькими соединенными последовательно термопарами, электродвижущая сила которых измеряется милливольтметром.

1.12.1.8.2. Оптические пирометры с исчезающей нитью

Измерение осуществляется путем уравнивания яркостей нити накала лампы и изображения регистрируемого источника. Уравнивание этих яркостей достигается либо изменением нагрева нити, либо ослаблением светового потока источника с помощью поглощающего клина переменной толщины, установленного между нитью и источником.

Пирометр с исчезающей нитью более точен, чем пирометр полного излучения, и позволяет регистрировать источники малых размеров, однако он обладает тем неудобством, что необходима оценка оператора* и не позволяет регистрировать температуры, которые можно измерить пирометром полного излучения.

1.12.1.9. Сравнительные

характеристики приборов для измерения температуры

См. таблицу на с.200.

Примечание: Для минимизации внешних влияний и получения правильных значений при измерении температуры флюида в трубопроводе длина пофуженной части термометра или термометрического зонда должна равняться 15 диаметрам термометра или зонда.

1.12.1.10. Температурные реперы с изменяемой формой

Эти "эталоны" типа Зегера, составленные из смеси керамических продуктов и имеющие вид усеченных конусов, обладают свойством изгибаться под действием тепла до тех пор, пока вершина не коснется плоскости основания.

Эти перенумерованные эталоны покрывают диапазон температур от 600°С до 2000°С с интервалом от 20°С до 30°С, но они должны использоваться с учетом скорости роста температуры и величины временной площадки максимальной температуры. Они используются в печах для обжига керамики, так как показывают уровень обжига.

*В настоящее время применяют фотоэлемент, снабженный электронным у1У1ножителем. - Прим. ред.

Тип прибора

Диапазон применения

Точность

Примечание

Жидкостные термометры расширения

- стеклянные . ртутные

• спиртовые

• толуоловые

• пентановью

- манометрические

Конденсационные манометрические термометры

Твердые термометры расширения Термометры сопротивления

от-30до+35(УС от -50 до +6045 от-80до+100»С

от-гоодо+зоос

от-70до+300°С

от-70до+300°С

до550°С от-200до+600°С

Полупроводниковые датчики термометры с термосопротивлением Термопары

Оптические пирометры

- полного излучения

- с исчезающей нитью

от-55до+150С от -80 до +700°С от-200до+1500»С

от +500»Сдо2 000"С от+700до2 000°С

±1% диапазона шкалы

±1,5% диапазона шкалы

±2%

Зависит от класса кмости и способа считывания омического сопротивления

±0,5% ±1,5%

Точность зависит от уровня измеряемой температуры и категории термометра (обычный, лабораторный).

Термометры с ртутью позволяют производить измерения до &ХУС.

Допуск в °С:

класс А: 0,15 ) 0,002 • f.

класс В: 0,3 + 0,005 • t

(f - значение абсолютной температуры в "С).

тарирование сопротивления может повысить точность.

Необходимо тарирование датчика.

Точность указана в предположении, что излучатель ведет себя как абсолютно черное тело.

Срааивнив реалмчных термометров и пирометров.

1.12.1.11. Цветовые индикаторы температуры

Они предназначены для оценки температуры некоторых поверхностей и имеют вид карандашей, порошка (термоколор) или адгезивных пластинок (темп, пластины), а также в виде лаков и красок. Эти субстанции обладают способностыо изменять свой цвет при определенной температуре.

Их область применения лежит в пределах от 65°С до 600°С.

1.12.2. Измерение давления

1.12.2.1. Определения

Давление - сила на единицу площади:

Р = (формула размерности ML-T-). о

Избыточное давление - давление, уменьшенное на величину атмосферного давления (определяется обычными приборами).

Абсолютное давление - давление, отсчитываемое от уровня вакуума (эквивалентно сумме избыточное давление + атмосферное давление).

Статическое давление - давление, измеренное датчиком, движущимся вместе с флюидом.

Динамическое давление: измеряемое давление, вызываемое кинетической энергией флюида и ей пропорциональное.

Давление торможения*: давление в точке торможения (там, где скорость флюида равна нулю).

Нормальное атмосферное давление равно 101 325 Па, или 760 мм ртутного столба при 0°С и ff = 9.806 65 мс-2.

Оно изменяется с высотой Z (в км) по закону:

IgP = 5,28log(1-0,022 6Z)

где Р„ - атмосферное давление".

1.12.2.2. Манометр Фортена

Единственный прибор, позволяющий непосредственное измерение абсолютного давления.

Он состоит из ртутного барометра, содержащего герметичную чашечку, снабженную патрубком, и соединенную с камерой, в которой надо измерить давление.

1.12.2.3. Манометр

с и-образной трубкой

Трубка, укрепленная на пластинке, проградуи-рованной в миллиметрах, заполнена жидкостью с известной плотностью (спирт, вода, ртуть).

*В отечественной литературе давление торможения определяется как давление при изоэнтропическом торможении. -Прим. рад.

"Приведенная формула справедлива для стандартной атмосферы и высот Z £ 11 км. - Прим. ред.

Измеряемое давление р равно р « pgh, где р. -плотность залитой в трубку манометра жидкости, h - разность уровней в U-образной трубке. Перевод в единицы водяного столба выполняется по

формуле /jj, = -, где р, - плотность воды. Pi

1.12.2.4. Манометр

с вертикальной трубкой

В этом приборе связь между уровнем жидкости в фадуированной в миллиметрах трубке и уровнем в резервуаре пренебрежимо мала, поэтому достаточно одного отсчета.

Манометр с вертикальной трубкой.

Манометр с наклонной трубкой.

1.12.2.5. Манометр

с наклонной трубкой

Рекомендуется для измерения малых давлений, так как его чувствительность значительно выше, чем у ич>бразного манометра. Смещение мениска соответствует примерно шестикратному усилению при угле в 10° и порядка 11 при угле 5° : /? 1= / sin а.

1.12.2.6. Микроманометры

Эти приборы используются для тарирования расходомеров, или для точных измерений давления.

1.12.2.6.1. Микроманометр Асканиа

Он состоит из Ц-образной трубки, нижняя часть которой образована гибким шлангом. Трубка заполнена водой. Одна из ветвей трубки в своей верхней части сообщается с атмосферой и перемещается в вертикальной плоскости для приводрния в другой ветви уровня воды к первоначальному положению. Перемещение этой ветви определяет величину давления.

1.12.2.6.2. Микроманометр Дебро

Поплавок с градуированной рейкой помещен в одну из двух коаксиальных трубок, наполненных водой. Считывание производится с помоиаю микроскопа.

Микроманометр Асканиа.

---fr: TF- ЛУ,

Щммм

Микроманометр Дебро.