Презентация по ПГМП "ПЛОТНОМЕРЫ"

О САЙТЕ

Добро пожаловать!

Теперь вы можете поделиться своей работой!

Просто нажмите на значок

ФНГ / РЭНГМ / Презентация по ПГМП "ПЛОТНОМЕРЫ"

(автор - student, добавлено - 8-04-2014, 19:30)

СКАЧАТЬ: plotnomery.zip [480,16 Kb] (cкачиваний: 163)

•ПЛОТНОМЕРЫ - служат для измерения плотности жидкостей, газов и твердых веществ.

•Плотность и методы ее определения. Плотность - физическая величина, определяемая для однородного вещества его массой в единице объема (величина, обратная удельному объему вещества); плотность неоднородного вещества - соотношение массы и объема, когда последний стягивается к точке, в которой измеряется плотность. Отношение плотностей двух веществ при определенных стандартных физических условиях называется относительной плотностью; для жидких и твердых веществ ее измеряют при температуре t, как правило, по отношению к плотности дистиллированной воды при 40C (dt4), для газов по отношению к плотности сухого воздуха или водорода при нормальных условиях (T= 273,15 К, p = 1,01 · 105 Па).

•

•Для сыпучих и пористых твердых веществ различают плотности истинную (масса единицы объема плотного материала, не содержащего пор), кажущуюся (масса единицы объема пористого материала из зерен или гранул) и насыпную (масса единицы объема слоя материала). Одной из важных характеристик кристаллических веществ служит рентгеновская плотность (определяют рентгенографически). Она представляет собой отношение массы атомов, находящихся в элементарной ячейке кристалла какого-либо вещества, к ее объему; выражается в обычных единицах плотности.

•Плотность веществ обычно уменьшается с ростом температуры (из-за теплового расширения тел) и увеличивается с повышением давления. При переходе из одного агрегатного состояния в другое плотность изменяется скачкообразно. Единицей плотности в Международной системе единиц служит кг/м3· на практике применяют также след. единицы: г/см3, г/л, т/м3 и т.д.

•Диапазон значений плотности разных веществ и материалов (кг/м3) исключительно широк: для жидкостей - от 43,2 (водород при -2400C) до 13595 (ртуть), газов от 0,0899 (водород) до 9,81 (радон), твердых тел от 240 (пробка) до 22610 (осмий) и т.д.

•Совокупность методов измерения относительной плотности жидкостей и твердых тел называется денсиметрией (от лат. densus-плотный, густой и греч. metreo- измеряю). Некоторые методы денсиметрии применимы также к газам. Иные методы определения их плотности основаны на связи ее с параметрами состояния веществ (напр., плотность идеальных газов м. б. вычислена по Клапейрона-Менделеева уравнению)и с зависимостью от плотности протекающих в них процессов (см. ниже).

•При расчетах используют так называемую среднюю плотность тела, определяемую отношением его массы т к объему V, т.е. а также другими соотношениями

•Основными метрологическими и эксплуатационными характеристики, определяющие выбор плотномера: точность, воспроизводимость, пределы, диапазоны и погрешности измерений, рабочие температуры и давления, характер и степень воздействия анализируемых веществ на конструкционные материалы и т. плотномеры Стандартная температура , при которой посредством плотномеры измеряют плотность веществ, равна 200C. Для приведения к плотности при этой температуре плотности, определенной при любой температуре t, используют формулу :

•

•где β-средний коэффициент объемного теплового расширения.

•Относительная. плотность разных веществ при 200 C и соответствующие температурные поправки находят в справочной литературе по таблицам или номограммам.

•Наибольше распространены ручные и автоматические плотномеры для жидкостей. По принципу действия они делятся на следующие основные группы: поплавковые, массовые, гидростатические, радиоизотопные, вибрационные, ультразвуковые

•Действие поплавковых, или ареометрических, П. основано на законе Архимеда; погрешность приборов этой группы 0,2-2% от диапазона значений плотности, охватываемого шкалой прибора. Массовые П. основаны на непрерывном взвешивании определенных объемов жидкости (пикнометрические, приборы для гидростатических взвешивания, автоматичиских приборы) и имеют погрешность 0,5-1%. С помощью гидростатических П. измеряют давление столба жидкости постоянной высоты; погрешность 2-4%. Действие радиоизотопных П. основано на определении ослабления пучка g-излучения в результате его поглощения или рассеяния слоем жидкости; погрешность ок. 2%. Вибрационные П. основаны на зависимости резонансной частоты колебаний, возбуждаемых в жидкости, от ее плотности; погрешность (1-2)· 10-4 г/см3. В ультразвуковых П. используют зависимость скорости звука в среде от ее плотности; погрешность 2-5%. Существуют П., действие к-рых основано и на др. принципах.

•В соответствии с законом Архимеда масса жидкости, вытесненная плавающим ареометром, равна его массе. Различают ареометры постоянной массы (наиб. распространены) и постоянного объема.

•К ареометрам постоянной массы относятся денсиметры (рис. 1,а), шкалы которых градуируются в единицах плотности, и приборы для определения концентраций растворов (шкалы градуируются в % по объему или по массе), имеющие специальные названия: лактомеры - измеряют жирность молока, спиртомеры - содержание спирта в воде, сахаромеры - содержание сахара в сиропах и т.д.

•При определении плотности ареометрами постоянного объема (рис. 1,5) путем изменения массы поплавка достигают его погружения до соответствующей метки. Плотность находят по массе гирь (размещают на тарелке) и ареометра и по объему вытесненной им жидкости. Такие приборы м. б. использованы также для измерения плотности твердых тел.

Пикнометры

•Плотность находят по отношению массы жидкости к ее объему. Последний измеряют по шкале или меткам на сосуде (рис. 2), массу - взвешиванием на аналитических весах. Плотность твердых тел (порошков) измеряют, погружая их в сосуды, называют волюмометрами (рис. 3), заполненные жидкостью, в которой исследуемое вещество не растворяется. Пикнометры спец. формы (шаровидные и др.) применяют также для определения плотности газов.

Радиоизотопные плотномеры

•При прохождении через анализируемую среду ионизирующих излучений интенсивность их изменяется. Ослабление излучений связано функционально с плотностью среды. Наиб. распространены Плотномеры, использующие g-излучения (рис. 11). В таком приборе излучение от источника (60Co, Cs) проходит через слой жидкости в сосуде и попадает в приемник излучения. Сигнал приемника, являющийся функцией измеряемой плотности, усиливается в электронном усилителе и подается в электронный преобразователь, куда поступает также сигнал, формируемый излучением дополнит. радиоизотопного источника, проходящим через поглощающий металлический клин и дополнит. приемник. В преобразователе вырабатывается сигнал, который функционально связан с разностью поступающих в него сигналов и управляет реверсивным электродвигателем, перемещающим клин до уравнивания входных сигналов (от основного и дополнительного источников излучения). Равновесное перемещение клина связано индукционной передачей с вторичным прибором. Величина перемещения клина пропорциональна изменению плотности жидкости.

•Радиоизотопные Плотномеры позволяют бесконтактно контролировать и регулировать плотность агрессивных, сильновязких, горячих и находящихся под большим давлением жидкостей, сгущенного молока, сахарных сиропов и др. Эти приборы используют также для определения плотности твердых тел и иногда газов.

Вибрационные плотномеры

•Чувствительный элемент такого плотномера представляет собой отполированную изнутри металлическую трубку, которую помещают непосредственно в потоке анализируемого вещества. Трубка осциллирует в потоке с помощью электронного устройства. Частота собств. колебаний чувствительного элемента определяется плотностью вещества. Вибрационные плотномеры можно разделить на следующие две группы:

•1) амплитудные плотномеры, в которых мерой плотности служит амплитуда колебаний резонатора при постоянной его резонансной частоте. Изменение плотности вызывает отклонение от резонанса и изменение амплитуды. Так как амплитуда колебаний резонатора определяется не только его параметрами, но и рядом других факторов (мощностью импульса, скоростью потока вещества и др.), метрологические характеристики плотномеров этой группы ограниченны;

•2) частотные плотномеры, в которых измеряют функционально связанную с плотностью вещества частоту собственных колебаний резонатора, образующего вместе с приводом (системой возбуждения) и системой обратной связи электромеханический генератор. Ввиду этого, измеряемая частота зависит только от параметров резонатора (формы, размеров, модуля упругости, массы резонатора и жидкости в нем) и не зависит от амплитуды, частотные плотномеры обладают в сравнении с амплитудными более высокими метрологическими характеристиками, а также превосходят их по удобству обработки выходного сигнала, т. е. по конструктивно-эксплуатационным показателям.

Заключение

•В настоящее время роль и значение плотномеров очень велика. Они необходимы для проведения научных исследований, для управления технологическими процессами во многих отраслях промышленности, для контроля работы стационарных и транспортных энергетических установок, для измерения плотности, температуры и кинематической вязкости жидкостей в резервуарах и передачи измеренных значений в систему сбора данных или персональный компьютер. Помимо этого рассматриваемый прибор необходим для коммунального и сельского хозяйства.

•Без плотномеров невозможно обеспечить оптимальный технологический режим важнейших технологических процессов в таких отраслях промышленности, как энергетическая, металлургическая, нефтяная, химическая, , пищевая и мн. др. Без этих приборов нельзя также и автоматизировать соответствующие процессы, и получить у них максимальный к.п.д. Таким образом, плотномеры способствуют повышению качества изготовляемой продукции, устранению брака, экономии исходных материалов и автоматизации производства.

•Очень большое экономическое значение для народного хозяйства имеет также измерение плотности нефти, воды, газа и других веществ, транспортируемых по трубопроводам и передаваемых для потребления различным предприятиям, городам, районам и даже отдельным странам. Значение этих измерений в ближайшие годы возрастает ещё больше, если учесть стремительные темпы развития добычи нефти и газа и строительство крупных магистральных нефте- и газопроводов.

Ключевые слова -