过程装备控制技术及应用习题及参考答案

内容发布更新时间 : 2024/12/23 8:11:34星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

15.用分度号为Cu50的热电阻测得某介质的温度为84℃ ,但经检定,该电阻R0=50.4Ω,电阻温度系数α=4.28×10-3/℃.试求介质的实际温度。

解:∵在-50℃~150℃ 的范围内,铜电阻与温度是线性关系:

Rt?Rt0??1???t?to???

查得他t=84℃时R=67.97Ω 即:

16.用U型管压力计(封液为水银)测温度管道中水的压力。压力计在管道下面1.5M(至肘管端口)处,压力计同大气一侧肘管内水银面距口80mm,两管水银面高度h=140mm,求水的表压力(Pa) 解:如图所示:1-1截面压力相等,即:

P水??水g(h1?h2?h3)67.97?50.4???1?4.28?10t?81.5C0?3?t?0???

= Pa??水银gh3

∴表压

P表?P水?Pa??水银gh3??水g?h1?h2?h3??13.6?10?9.8?0.14?1?10?9.8??1.5?0.08?0.14?33?1803.2Pa

17.四个应变片R1,R2(在上面),R3,R4(在下面)如图3-81所示贴于梯形片簧,片簧以悬臂形式固定。

(1)画出应变片接成直流气桥形式的电路图;

(2)当片簧受力P的作用时,贴片处产生350με的应变,供桥电压10V,

R1?R2?R3?R4?,应变片灵敏系数为R2,求电桥输出。

参考:化工测量及仪表 范玉文主编P31 图3-81

输出电压:

u0?R1R2(R1?R2)2(?R1R1??R2R2??R4R4??R3R3)u

?R1?R2?R3?R4?R

)u

u0?R224R(?R1??R2??R4??R3R?u?R1??R2??R4??R3() 4R

18.液体式压力计有哪些主要类型?试分析其误差

答:液柱式压力计主要有:U型管压力计,单管压力计和微压力计。 以U型管压力计:误差产生主要有以下几方面:a 读数误差,消除视察。b温度变化产生液体ρ变化,产生测量误差,故须修正。 c 安装误差:当U型管安装不直时会产生安装误差。 d 毛细现象,修正

19.试述弹簧管压力计弹簧管结构特点与测压原理。

答:弹簧管压力计由弹簧管压力感应元件和放大指示机构两部分组成,前者是弯成圆弧状的空心管子,一端固定(作为压力输入端);另一端自由,作为位移输出端,接放大指示机构。其它是由拉杆,齿轮及指针组成。

测压原理:在弹性范围内,弹簧管自由端的位移与被测压力之间近似线性关系,即通过测量自由端的位移,可直接测得相应的被测压力大小。

20.已知被测压力在范围0.7~1MPa内波动,要求测量的绝对误差不得超过0.02MPa,试选定弹簧管压力的量程和精度等级。可供选用的压力计量程系列为:0~0.6MPa; 0~2.5MPa. 1 3

Ms?M?1min323s?0.7s?1s?2.1MPas?1.5MPa23maxs故选用0~1.6MPa 精度等级: ?max?0.021.6?100%?1.25故选用精度等级为1级的量程为0~1.6MPa的仪表。

21.转子流量计显示流量的形式有几种,是如何分度的。

答:转子流量计显示流量的形式有3种,一种是玻璃转子流量计,其锥型管是电玻璃制成,并在管壁标有流量刻度,直接根据转子的高度进行读数;另一类为电运转转子流量计,即将转子的位移信号转变为电信号;另一种为气动运转式转子流量,将转子的位移信号变为压力信号,进行远距离传送。

22.标准节流装置有哪几部分组成,对各部分有哪些要求?

答:标准节流装置有:节流元件,取压装置和前、后管道三部分组成。标准节流装置的设计、加工、安装和使用都有规定的技术要求,规定和数据,可参见GB/T 2624

23.试比较节流装置与转子流量计在工作原理与使用特点上的异同点。 答: 节流工作原理 利用节流元件前后的差压与流速之间的关使用特点 使用已标准化、系列化,使用范围:管径为50~1000mm,测量范围1.5~100000m3/h,但使用产生的压力损失大,精度±1~2% 转子流量计 基于力平衡原理,利用锥形管内的转子把流使用已系列化,测量时若体的流速转换成转子的位移,进而获得被测介质变化,应修正,可测流量的大小。 相同点:都是测流速然后得流量。 小流量,结构简单,维修方便,压力损失小。缺点:机械传逆信号,仪表性能和准确度难以提高,转子易卡死,测量管径范围4~150mm,测量范围:装置 系,获得被测流量的大小 0.001~3000m3/h, 精度±1~2.5% 24.从涡轮流量计得基本原理分析其结构特点,输出信号方法和使用要求。 答:涡轮流量计得基本原理:流体对置于管内涡轮得作用力,使涡轮转动,其转动速度在一定流速范围内与管内流体得流速成正比。其结构主要由:涡轮、导流器、磁电转换装置,外壳以及信号放大电路等部分组成。

输出信号方法:将叶轮转动时得转速转换成脉动电信号输出,经进一步放大整形后获得分拨信号,对其进行脉冲计数和单位换算可得到积累流量;通过频率——电流转换单元可得到瞬时流量。使用要求:①仅适用洁净得被测介质,通常在涡轮前要安装过滤装置;②流量计前后需由一定的直管段长度,③流量计的转换系数?一般在常温下用水标定的,当介质的密度和粘度发生变化时需重新标定或进行补偿。

25.已知:流体为过热蒸汽,工作压力P=14MPa,工作温度t=550℃;管道D20=221mm, 材料X20CrMoV21无缝管,节流装置为角接标准喷嘴,材料为1Cr18Ni9Ti,d20=148.74mm;差压0p=100.42 KPa,求: (1)在假定0p下的蒸汽流量; (2)计算测量时的压力损失。

解:计算参考《过程控制检测技术与仪表》 杜维主编?p81。 查附数据表可得管道材质和孔板材质的热膨胀系数为:

?d?18.20?10?6/C0 ?D?12.30?10?6/C0

则工作状态下管道内径为

D?D20??1??0?t1?20????6?221?1?12.30?10??550?20????

?222.4mm电表2-5查得管道内壁粗糙度k=0.7 则:

KD?0.722.4?0.03125

d?d20??1??d?t1?20????148.74??1?18.2?10?150.17mm?6?550?20???

0.44???0.8 2?104?Re?107

1.15??dD?150.77222.4?0.675C?0.9900?0.2262???0.00175??0.0033?424.5?10????R??e?6?0.9447

在工作压力下P?14MPa?1.4?107Pa,t1?550C0 过热蒸汽?1?1.5kg/m3 ?1?0.5Pa.s

1?4K?x?1??等熵指数??x?1?4??1????22xK?1?2??1??K???? ??1????????其中??1??PP1?1?100.42?101.4?1073?0.993

因为??0.99

A0??4d2??4?150.17?1770.56mm22

qm?CqA01??42?1?P?

?p?1??4?C?1??4?C?22?P?

26.已知:流体为水,工作压力p=14.71MPa,工作温度t=215℃;管道D20=233mm,材料20号无缝钢管;截流装置为法兰标准孔板,材料为1Cr18Ni9Ti。d20=117.34mm,差压Δp=156.91KPa. 求:(1)在给定的Δp下的流量qm

(2)测量时的压力损失。

解:?D?12.78?10?6/C0 ?d?17.20?10?6/C0

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