ÎNDRUMAR LABORATOR - tmt.ugal.ro · hidraulica a rețelei este materializată prin opturatorul VL și poate fi reglată prin variația deschiderii acestuia de la debitul zero (obturator

GELU COMAN

NDRUMAR LABORATOR

TERMOTEHNIC

2016

Copyright 2016

Toate drepturile asupra acestei ediii sunt rezervate autorului. Oricereproducere, total sau parial, a acestei lucrri, fr acordul scris aleditorului, este strict interzis i se pedepsete conform Legii dreptuluide autor.

ISBN 978-606-669-191-8

EdituraZigotto este recunoscut de Consiliul Naional alCercetrii tiinifice din nvmntul Superior (cod 262)

CUPRINS

Laboratorul 1

DETERMINAREA DEPENDENEI DINTRE PRESIUNEA I

TEMPERATURA DE VAPORIZARE .......................................................................... 5

Laboratorul 2

DETERMINAREA CARACTERISTICILOR PRESIUNE-DEBIT

PENTRU UN VENTILATOR CENTRIFUGAL......................................................... 11

Laboratorul 3

MSURAREA PRESIUNILOR STATICE, DINAMICE I TOTALE

A VITEZELOR I DEBITELOR LA GAZE ............................................................... 17

Laboratorul 4

MSURAREA DEBITELOR CU AJUTORUL DIAFRAGMELOR ......................... 27

Laboratorul 5

DETERMINAREA PARAMETRILOR AERULUI UMED ....................................... 37

Laboratorul 6

METODE DE MASURARE A TEMPERATURII ...................................................... 47

Laboratorul 7

ETALONAREA TERMOCUPLELOR........................................................................ 61

Seminarul 1 ................................................................................................................... 67

Seminarul 2 ................................................................................................................... 79

Seminarul 3 ................................................................................................................... 87

Seminarul 4 ................................................................................................................... 97

Seminarul 5 ................................................................................................................. 107

Seminarul 6 ................................................................................................................. 117

Seminarul 7 ................................................................................................................. 121

Bibliografie ................................................................................................................ 127

ANEXE....................................................................................................................... 129

Laboratorul 1DETERMINAREA DEPENDENEI DINTRE PRESIUNEA I TEMPERATURA DE VAPORIZARE

5

1. NOIUNI INTRODUCTIVE

Temperatura de vaporizare a unui lichid depinde de presiune, odat cu cretereapresiunii crete i temperatura de vaporizare (fig. 1).

n tabelul 1 sunt date temperaturile devaporizare pentru ap (din grad n grad), nfuncie de presiunea absolut exprimat nmmHg. Pentru ap cu coninut de substanedizolvate, temperaturile de vaporizare suntpuin mai mici dect ale apei pure la aceeaipresiune. n instalaia din laboratorvaporizarea apei se realizeaz la presiuni maimici dect presiunea atmosferic. Presiuneaabsolut corespunztoare depresiunilor p,citite la vacuumetru, va fi:

ppp o [mmHg] (1)unde:

BBo ppp (mm Hg) este presiunea barometric;Bp presiunea citit la barometrul etalon n mmHg (torri);

Bp corecia de presiune care depinde de presiunea Bp i detemperatura din laborator Bt (Anexa nr. 2).

Temperatura corect indicat de termometru va fi:)( 0ttntt [C] (2)

unde:t temperatura critic la termometrul montat pe vasul de vaporizare;0t temperatura corpului termometrului (se va lua Bo tt );

n numul de grade de temperatur (diviziuni) cuprins ntre capacul(dopul) vasului i temperatura critic t ;

6100

1 coeficientul relativ de dilatare sticl-mercur.

Fig. 1.

DETERMINAREA DEPENDENEI DINTRE PRESIUNEA ITEMPERATURA DE VAPORIZARE

Laboratorul 1

GELU COMAN ndrumar laborator termotehnic

6

Se calculeaz abaterea (eroarea) presiunii de vaporizare a apei fa de a apeipure, lund drept corecte temperaturile corectate t :

100

v

v

p

ppe (%) (3)

unde:

vp presiunea de vaporizare a apei pure, la temperatura corectat t , carese calculeaz prin interpolri utiliznd tabelul 1.

Tabelul 1.

t p t p t p t p t p t p

(C) (mm Hg) (C) (mm Hg) (C) (mm Hg) (C) (mm Hg) (C) (mm Hg) (C) (mm Hg)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

1 4,9245 18 15,465 35 42,165 52 102,09 69 223,8 86 450,82

2 5,2905 19 16,47 36 44,55 53 107,19 70 233,77 87 468,67

3 5,6812 20 17,527 37 47,077 54 112,507 71 244,05 88 478,12

4 6,0974 21 18,645 38 49,68 55 118,05 72 254,7 89 506,17

5 6,5392 22 19,822 39 52,43 56 123,825 73 265,72 90 525,82

6 7,0102 23 21,06 40 55,312 57 129,84 74 277,2 91 546,07

7 7,5097 24 22,365 41 58,32 58 136,094 75 289,12 92 567

8 8,041 25 23,745 42 61,485 59 142,605 76 301,42 93 588,6

9 8,6047 26 25,2 43 64,792 60 149,377 77 314,17 94 610,87

10 9,2078 27 26,73 44 68,257 61 156,45 78 327,37 95 633,82

11 9,8285 28 28,34 45 71,88 62 163,8 79 341,02 96 657,52

12 10,512 29 30,03 46 75,66 63 171,375 80 355,2 97 681,97

13 11,2252 30 31,807 47 79,605 64 179,32 81 364,97 98 707,17

14 11,9805 31 33,682 48 83,72 65 187,57 82 384,97 99 733,12

15 12,7807 32 35,647 49 88,02 66 196,12 83 400,65 100 759,9

16 13,6275 33 37,717 50 92,512 67 204,97 84 416,85 101 787,42


7

2. INSTALAIA DE LABORATOR

Schema instalaiei de laborator este prezentat n fig. 2.

V vas nchis; C condensator; AG arztorul de gaz; gr robinet de gaz;T termometru; ar robinet ap; S scurgere; MV manovacuumetru;R vas pentru condens; Rr robinet de aerisire; P pomp de vid; pr clem.

Fluidul studiat este un amestec de ap distilat cu ap de la reea. Vaporizareaare loc n vasul nchis V , izolat cu nisip. nclzirea se face cu arztorul de gaz AG ,utiliznd gaz metan din reeaua laboratorului. Vasul este prevzut cu un dop prin careeste montat termometrul T ce msoar temperatura de vaporizare; depresiunea relativ

p , fa de presiunea barometric Bp , se citete la manovacuumetrul MV . Vaporiiformai n vasul V sunt condensai n condensatorul C rcit cu ap de la reea, reglajuldebitului de ap fcndu-se prin robinetul ar , apa fiind apoi evacuat la scurgerea S .

Picturile de condens sunt colectate n vasul R prevzut cu un robinet deaerisire Rr ; acest vas are i rolul de amortizor al pulsaiilor pompei de vid. Pompa devid P menine n instalaie depresiunea impus care este reglabil cu ajutorul clemei

pr .

3. EFECTUAREA LUCRRII

Se completeaz nivelul apei n vasul V astfel nct acesta s fie cu 2 cmdeasupra bazei izolate cu nisip. Vasul de vaporizare trebuie s fie curat, n caz contrarse demonteaz legturile i se spal cu ap i detergent. Operaiile care se fac n timpullucrrii sunt:

- se deschide robinetul ar al apei de rcire i se controleaz curgerea ei.- se deschide robinetul de gaz gr i se aprinde arztorul, reglndu-se flacra

astfel nct acesta s aib o culoare albstruie (ardere ct mai complet agazului).

Fig. 2.


8

- se pornete pompa de vid P prin apsarea butonului negru alntreruptorului automat i prin deschiderea clemei pr se regleaz presiuneala vacuumetru din 50 n 50 mm Hg, ncepnd de la 500 mmHg depresiunepn la presiunea barometric Bp (presiunea relativ zero).

- pentru fiecare presiune fixat se citete temperatura t .- pentru citirea corespunztoare a presiunii atmosferice Bp se oprete pompa

de vid i se deschide complet clema pr .- se oprete gazul i apa de rcire.- se citete presiunea barometric Bp (mm Hg) la barometrul din laborator i

temperatura 0ttB (C).- se scoate Bp din Anexa nr. 2.

4. PRELUCRAREA DATELOR

Referatul de laborator trebuie s cuprind:- schema de principiu a instalaiei;- relaiile de calcul;- tabelul urmtor i curba )(tfpv care se traseaz la scar pe hrtie

milimetric. Rezultatele se trec n tabelul 2.n coloane se vor nscrie:1. Valoarea citit la vacuumetru.2. Valoarea citit la termometru.3. Temperatura corectat.4. Presiunea absolut de vaporizare.5. Presiunea absolut de vaporizare calculat cu tabela de vaporizare (a se

vedea exemplul de calcul).6. Eroarea procentual a presiunii.

Tabelul 2.

p t t p vp %100

v

v

p

ppe

(mmHg) (C) (C) (mmHg) (mmHg)

(rel. 2) (rel. 1) (rel. 4) (rel. 3)

1 2 3 4 5 6

500

450

400

.

.

.

0


9

EXEMPLU DE CALCUL

S-au citit: p = 200 mm Hg; t= 90C; Bp = 770 mmHg; Bt = 20C; Bp = 2,51mmHg.

Presiunea atmosferic va fi: 49,76751,27700 p mmHgPresiunea absolut de vaporizare (determinat):

49,56720049,767 p mm HgTemperatura corectat: 702090 n diviziuni (gradaia 20C a termome-

trului se afl la nivelul monturii termometrului).200 t C

803,906100

1)2090(7090 t C

Din tabelul 1 se scoate:901 t C 825,5281 p mmHg

803,90t C ?vp ; 21 ttt 912 t C 075,5462 p mmHg.

t

ptppppv

11

unde: 12 ppp ; 112 ttt C; 1ttt

085,5421

)825,525075,546(803,0825,525

vp mmHg

Abaterea procentual a presiunii va fii:

%68,5100085,542

085,54249,567

e

OBSERVAII

Fenomenul de scdere a temperaturii de vaporizare odat cu scderea presiuniiare multe utilizri practice, dintre care se exemplific una foarte important i anume:obinerea apei potabile din apa de mare n distilatoarele montate pe navele maritime. nspecial la navele de pescuit oceanic, zilnic se consum cantiti foarte mari de appotabil i depozitarea ei n tancuri n-ar fi economic.

Vaporizarea apei de mare n vederea distilrii se realizeaz ntr-un vaporizatorvidat, astfel c temperatura de vaporizare este sczut i nclzirea propriu-zis avaporizatorului se realizeaz cu apa cald de la rcirea motorului principal al navei,economisind astfel combustibil.

Fenomenul de cretere a temperaturii de vaporizare odat cu creterea presiuniise ntlnete n instalaiile de for cu vapori.


10

PROTECIA MUNCII

- se evita atingerea vasului de vaporizare i a arztorului n timpulfuncionrii;

- nu este permis nchiderea brusc a clemei pr deoarece pot aprea vaporizriviolente care depesc capacitatea de condensare a refrigerentului C itotodat se creeaz sarcin mare pentru motorul de antrenare a pompei devid (se poate arde nfurarea motorului);

- oprirea instalaiei se face n aceast ordine: motor electric (de la butonulrou al ntreruptorului automat), gaz metan i apa de rcire.

Laboratorul 2DETERMINAREA CARACTERISTICILOR PRESIUNE-DEBIT PENTRU UN VENTILATOR CENTRIFUGAL

11

1. NOIUNI INTRODUCTIVE

Debitul unui ventilator depinde de turaia sa i de rezistena hidraulic a reeleipe care debiteaz. n fig. 1 este artat un model de curbe caracteristice. Aici, prin n s-anotat turaia (frecvena de rotaie) a ventilatorului, iar prin R rezistena hidraulic areelei. Curbele 1n , 2n , ... sunt caracteristicile de turaie constant pentru reelele cudiferite rezistene hidraulice, iar curbele 1R , 2R , ... sunt caracteristicile reelei la careventilatorul lucreaz cu diverse turaii.

Instalaia din laborator, ilustrat schematic n fig. 2, este destinat ridicrii unorastfel de caracteristici. Pentru simplificare s-a fcut ipoteza c aerul atmosferic este ungaz ideal uscat.

Instalaia este alctuit din ventilatorul centrifugal V antrenat de ctreelectromotorul universal M. Autotransformatorul reglabil Tr permite reglarea turaieiventilatorului de la zero la cea maxim permis (16000 rot./min.). Un mic generator

Fig.1 Fig.2

N - indicator de turatie,VL - obturator, TC - transmisieprin curele,

Ma - manometre, A - ajutaj, V - ventilator centrifugal, M - electromotor universal, Tr -autotransformator, U - generator electric.

Laboratorul 2

DETERMINAREA CARACTERISTICILOR PRESIUNE-DEBITPENTRU UN VENTILATOR CENTRIFUGAL


12

electric U, montat pe axul ventilatorului, furnizeaz o tensiune dependent de turaia na ventilatorului i o transmite instrumentului N montat pe panoul instalaiei. Rezistenahidraulica a reelei este materializat prin opturatorul VL i poate fi reglat prinvariaia deschiderii acestuia de la debitul zero (obturator nchis) pn la deschidereamaxim. Presiunea static de refulare rp a ventilatorului (i de alimentare a reelei)este msurat cu un manometru cu ap, care va arta o denivelare rh fa de presiuneaatmosferic. Debitul de aer este msurat cu ajutorul unui ajutaj A montat la admisiaventilatorului, depresiunea ah (fa de presiunea atmosferica) este dependent deviteza aerului la admisie, fiind msurat cu un manometru cu ap i care va artadenivelarea ah n mm CA. Notaia a se refer la starea aerului n seciunea minim aajutajului.

2. EFECTUAREA DETERMINRILOR

I. a) Se controleaz integritatea instalaiei.b) Se observ dac nivelul apei din cele dou manometre de pe panoul

instalaiei (notate debit i presiune) sunt la gradaia zero. n caz contrar, se noteazgradaiile care se vor lua apoi ca origini ale denivelrii coloanelor de ap.

c) Prin rotirea comenzii autotransformatorului se verific funcionareaasamblului motor-ventilator.

II. Se citesc i se noteaz: presiunea barometric 0p (mmHg) i temperatura 0t(C) a aerului din laborator.

III. Se nchide complet opturatorul VL (msur la debit zero). Prin comanda dealimentare electric de la autotransformatorul rT se fixeaz turaiile 1n , 2n ... aleventilatorului pentru care se produc (i se noteaz) denivelrile rh ale manometrului derefulare (notaia presiune pe panou).

IV. Se deschide parial obturatorul VL i pentru aceleai turaii alese 1n , 2n ... sefac citiri ale denivelrilor ah i rh la manometrele instalaiei.

V. Se repet operaiile de la poz. IV pentru diverse deschideri ale obturatorului,pn la deschiderea complet a acestuia.

OBS. Se vor face msurtori pentru n = 6000, 8000, 10000, 12000 rot./min. ipentru cca. 4 poziii intermediare ale obturatorului VL cuprinse ntre poziiile limit decomplet nchis i complet deschis.

Datele culese se trec printr-un tabel de forma:Presiunea atmosferic: 0p = ... [mmHg]Temperatura aerului: 0t = ... [C]

Diametru minim: ad = 19,56 [mm]


13

Nr.crt.

Turaia Deschiderearefularii

hr haDebit normal

NVRezistena hidraulic

NVhr /

rot./min. % mm CA mm CA hNm /3 mm CA / ( hNm /3 )1 6000

(0; 25; 50;100)

2 80003 100004 12000

... ... ...

3. EFECTUAREA CALCULELOR

Un punct al caracteristicii este rezultat din intersecia dintre presiunea (relativ)de refulare hr (aici n mm CA) i debitul volumic normal de aer ( hNm /3 ).

Pentru calculul debitului NV ( hNm /3 ) se folosete ecuaia:

mmmM

VV MN 9,2785964,28

414,223600360 [1]

unde: MV = volumul specific molar, independent de natura chimic a gazului:414,22NV kmolNm /

3 ;M este masa unui kmol de gaz, avnd ca valoare numeric valoarea maseimoleculare a gazului: 1 kmol = M kg. (pentru aer 1 kmol = 28,964 kg);m este debitul real (kg/s) care se determin dup: )/( skgmm t ; [2]

n care tm (kg/s) este debitul teoretic (ideal) de aer iar este coeficientul de corelaiea debitului. Pentru calculul ecuaiei (2) se scrie:

aaa

aaat Wd

WAm

4

2

(kg/s) [3]

n care: 56,19ad mm diametrul minim al ajutajului de msur.)/( 3mkga densitatea aerului n starea corespunztoare diametrului minim i

care se determin dup ecuaia:

a

a

a

a

a

aa T

hp

TR

pp

TR

p

02,287

806,9750/10500 ]/[ 3mkg [4]

iar viteza n seciunea minim este dat de ecuaia:)(2)(2 00 apaa TTciiW (m/s) [5]

n care )/(1000 grdkgJc p este cldura specific a aerului uscat la temperaturi njurul a 20C, iar aT este temperatura n seciunea minim:

4,1

4,0

00

1

00

p

pT

p

pTT aaa

[K] [6]


14

presiunea ap fiind exprimat n aceleai uniti ca 0p . Dac 0p este luat n mmHg (dela barometru), iar ah este n mmCA, atunci se scrie:

aaraa hphpppp 0735,010806,9750 0

500 (mm Hg) [7]

Viscozitatea cinematic t a aerului la temperatura t poate fi calculat dupecuaia:

610)]10(096,066,14[ tt )/(2 sm [8]

pentru t cuprins ntre 10C i 30C (dup tabela proprie tilor fizice ale aerului uscat).Criteriul Reynolds n aciunea minim este dat de:

a

aaa

dW

Re [9]

iar coeficientul de debit poate fi calculat dup ecuaia:)0051666,00861,04866533,0(051072,0 2xxx [10]

n care: Relogx .Putem aprecia rezistena hidraulic R a reelei dup relaia:

Nr VhR / (mm CA / )/(3 hNm ) [11]

Exemplu de calculDiametrul minim: ad = 25 mm = 0,025 m

Presiunea atmosferic: 0p = 745 mmHgTemperatura aerului: 0t =18C ( 0T =291K)Pentru un punct- turaia: n = 8000 rot./min.;- denivelarea manometrului debitmetrului: ah = 140 mmCA;

- denivelarea manometrului refulrii: rh = 50 mmCA;- deschiderea obturatorului: 50%.Calcul- presiunea n seciunea minim:

71,7341400735,07450735,000 araa hpppp mmHg (ec. 7)- temperatura n seciunea minim:

85,289745

71,734291

4,1

4,01

00

p

pTT aa K (ec. 6)

- viteza aerului n seciunea minim:95,47)85,289291(10002)(2 0 apa TTcW m/s (ec. 5)

- densitatea aerului n seciunea minim:

177,185,28902,287

140806,9750

10745 5

a3/ mkg (ec. 4)


15

- debitul teoretic tm :

0277,0177,195,474

025,0 2

tm kg/s (ec. 3)

- vscozitatea cinematic a aerului la at =17C: 6617 10332,15101017096,066,14 sm /2 (ec. 8)

- criteriul Reynolds n seciunea minim aRe :46 10818,710

332,15

025,095,47Re

a (ec. 9)

893,410818,7lgRelg 4 a- coeficientul de debit:

)893,40051666,0893,40861,04866533,0(893,4051072,0 2976,0 (ec. 10)

- debitul real m :0270,00277,0976,0 tmm kg/s (ec. 2)

- debitul volumic normal orar:21,750270,09,2785 NV hNm /

3 (ec. 1)

i punctul caracteristic din diagrama Nr Vfp este caracterizat prin:21,75NV hNm /

3 i 50 rr ph mm CAOBS. Punctul caracteristic se poate obine i dac se utilizeaz diagrama prezentatmai jos.


16

Laboratorul 3MSURAREA PRESIUNILOR STATICE, DINAMICE I TOTALE A VITEZELOR I DEBITELOR LA GAZE

17

1. BAZELE TEORETICE PRIVIND MASURAREA PRESIUNILORSTATICE DINAMICE I TOTALE

Msurarea vitezei de curgere i a debitului fluidelor cu tuburi pneumatice sereduce la msurarea presiunii dinamice a curentului.

n cazul curgerii fluidelor, relaia de baz este ecuaia lui Bernoulli:

01

x

zg

x

p

x

ww

(1)

Pentru fluidele puin compresibile sau n cazul cnd diferena de presiune estemic, se admite c densitatea este constant .)( ct .

n aceste condiii ecuaia lui Bernoulli devine:

.2

2

constzgpw

(2)

n cazul vaporilor i a gazelor se poate neglija energia de poziie zg irelaia devine:

.2

2

constpw

(3)

sau

.2

2

constpw

(3a)

n care: w este viteza de curgere a fluidului, n m/s;

dpw

2

2

- este presiunea dinamic n 2/ mN ;

stpp - este presiunea static n 2/ mN .Suma acestor dou presiuni, dinamic i static d presiunea total:

totstd ppp (4)Relaia (4) exprim faptul c ntr-o curgere a vaporilor sau gazelor fr frecare,

presiunea total este aceeai n toate seciunile, sau ntr-o destindere de la 1p la 2ppresiunea static scade, iar presiunea dinamic pd crete, astfel nct presiunea total

totp este constant.Scopul lucrrii de laborator este determinarea presiunilor, vitezei i debitului de

aer ce trece printr-o conduct de seciune circular, precum i pierderile de presiunelongitudinal i local.

Laboratorul 3

MSURAREA PRESIUNILOR STATICE, DINAMICE ITOTALE A VITEZELOR I DEBITELOR LA GAZE


18

2. INSTALAIA EXPERIMENTAL

Instalaia de fa conine un ventilator care aspir aerul din atmosfer i-lrefuleaz n conduct (fig. 1)

Pe traseul conductei de oel sunt montate o serie de aparate care servesc ladeterminarea mrimilor necesare.

Pentru variaia debitului de aer pe conduct s-a prevzut clapeta a, iar peramificaie clapeta b.

n continuare exist o priz a presiunii statice c, cu inel egalizator de presiuneunde se msoar cstp . , priza d la care se msoar presiunea dinamic ddp . , priza ela care se msoar presiunea total etotp . i priza f la care se msoar toate presiuniledin aceast seciune:

ftotfstfd ppp ... ;;

Pentru msurarea pierderilor de presiune longitudinal i local s-au prevzutprizele g, h i t, la care se msoar presiunile statice.


3.1. Msurarea presiunii statice

n cadrul lucrrii, msurarea singular apresiunii statice se face la peretele conductei.

Pentru acestea este necesar s existe unorificiu de 0,5 2 mm perpendicular peperetele inferior al conductei (fig. 2).

Dac se noteaz cu 0p presiuneabarometric i cu stp denivelarea produs nmomentul diferenial cu lichid (ap), relaia decalcul a presiunii statice este:

Fig. 1

Fig. 2


19

stOH hgpp 20

2m

N(5)

Presiunea barometric 0p se msoar cu barometrul cu mercur. Densitatea apeiOH2

se ia la temperatura coloanei de ap din manometrul diferenial.Datele se introduc n tabelul nr. 1.

3.2. Msurarea presiunii dinamiceAparatul cu care se msoar presiunea

dinamic este tubul Prandtl (fig. 3).Tubul interior al acestui aparat

transmite presiunea total, iar tubul exterior,presiunea static prin fanta lateral.

Tubul Prandtl e pus n legtur cu unmanometru diferenial, la care se citetepresiunea dinamic sub forma coloanei dh .

Tubul trebuie aezat exact n direciacurgerii fluidului, n sens opus curentului.

Cunoscndu-se denivelarea coloaneide lichid dh din momentul diferenial, sedetermin presiunea dinamic cu relaia:

pTdOHd

whgp ,

2

22

2m

N(6)

unde, pT , - este densitatea aerului la temperatura t a aerului i la presiunea stp aaerului din conduct;

Tp

pstaerpT

273

00, ; unde aer0 este luat la C

0 ;

20101325

m

Np i KtT 273 .

Apoi, pe baza relaiei (6) se poate calcula viteza curentului de fluid, ntr-unanumit punct al seciunii:

pT

dd

pT

OH phgw

,,max 22

2

maxw se afl n centrul conductei. Datele se trec n tabelul 2.

3.3. Msurarea presiunii totalePresiunea total a fluidului se poate msura cu ajutorul tubului Prandtl, sau cu o

singur sond pneumometric montat n sens opus curentului.Punnd n comunicaie tubul Prandtl sau sonda pneumometric cu un

manometru diferenial, se citete denivelarea toth i cu aceasta se obine presiuneatotal dup relaia:

Fig. 3


20

totOHtot hgpp 20

2m

N(7)

Datele se trec n tabelul 3.

3.4. Msurarea combinat a presiunilorn acest scop se folosete aparatul

universal de msurare a presiunilor, tubulPrandtl.

Montajul necesar pentru msurareapresiunilor static, dinamic i total esteartat n fig. 4.

stOHst hgpp 20

2

2

2

whgp dOHd

tottot hgpp 0

4. BAZELE TEORETICE PRIVIND MSURAREA VITEZEI MEDII SIA DEBITULUI DE FLUID

Viteza de curgere a unui fluid estediferit de la un punct la altul al seciuniiconductei.

ntr-o seciune a unei conductecirculare, n cazul curgerii laminare afluidului, hodograful vitezei este asemntorunui paraboloid foarte turtit (fig. 5).

Viteza medie mv a curentului de fluid ntr-o seciune este dat de relaia:

dAwA

vAm )(

1, (8)

n care A este aria seciunii normale a conductei, iar w este viteza fluiduluicorespunztoare unui element de suprafa dA.

Pentru determinarea experimental a vitezei medii se pot folosi mai multemetode.

Fig. 4

Fig. 5


21

A. CONDUCTE CIRCULAREMetoda nr. 1

Msurndu-se viteza n diferite puncte pe un diametru a unei seciuni (fig. 5) sepoate trasa curba de variaie a vitezei cu distana r de la axa conductei:

rfw Pentru conducte circulare, dA poate fi

considerat ca un element de forma unei coloanecirculare (fig. 6b) de lime dr, la raza r i n acestecondiii neglijnd infiniii mici de ordin superior seobine:

drrdA 2care nlocuit n relaia (8) i innd cont c ariaseciunii 2RA duce la:

R

Amrwdr

RwdA

Aw

02)(

21

(9)

Prin rezolvarea integralei (9) se face produsul ordonatei curbei rfw ,cunoscut experimental, cu raza n fiecare punct, obinndu-se produsele:

;;; 332211 wrwrwr ....... etc..Cu ajutorul acestor produse se poate trasa curba rw, pentru care (rw)dr este un

element de suprafa de sub aceast curb.Integrala (9) de la r=0 la r=R este aria de sub curba rw. Planimetrndu-se aria

(065) i innd cont de scara la care a fost reprezentat curba se poate determina vitezamedie cu relaia:

06522

ariaR

wm

(10)Pentru a trasa curba de variaie rfw ,

pentru conducte circulare, seciunea se mpartentr-un numr par n de suprafee concentrice iegale, delimitate prin cercuri de raze 2r , 4r , 6r ....etc. (fig. 7).

Pentru msurarea vitezei n sectorul ABtrebuie s se aleag un punct astfel nct cercul deraz 3r dus prin acel punct, s mpart sectorul ABn dou pri de suprafee egale. Viteza medie nacest sector se obine din patru msurtori npuncte situate pe acest cerc de raz 3r , la

Fig. 6

Fig.7


22

extremitile a dou diametre perpendiculare (1, 2, 3, 4). Deci seciunea conductei semparte de fapt n 2n pri prin cercurile de raz 1r , 2r , 3r , 4r , iar vitezele se msoarn 4n puncte aflate pe cercurile cu razele 1r , 3r , 5r , ..., 12 nr .

Formulele care dau valorile razelor cercurilor pe care trebuie msurate vitezelecu tubul pneumometric, n 4n puncte, sunt urmtoarele:

nRr

2

11 ; n

Rr2

33 ; n

Rr2

55 ; ... ; n

nRr n 2

1212

unde R este raza interioar a conductei.La conductele cu diametrul ntre 100 i 300 mm se recomand s se ia n=3, iar

cu diametrul ntre 300 i 900 mm, n trebuie s fie egal cu cel puin 5.

Metoda nr. 2Un alt procedeu care permite ns numai determinarea aproximativ a vitezei

medii n conductele cu seciune circular, la o micare turbulent i cu profil simetrical vitezelor, const n msurarea direct a presiunii dinamice cu tubul pneumometric,montat pe un diametru la distana 0,24R de peretele interior a conductei. n acest punctviteza local a fluidului este egal aproximativ cu valoarea medie.

Metoda nr. 3Procedeul cel mai simplu pentru determinarea vitezei medii mw , n conductele

cu seciune circular se bazeaz pe faptul c:

Dm fww

Remax

unde: maxw este viteza fluidului n axa conductei (max);DRe este criteriul Reynolds, raportat la diametrul interior al conductei i la

viteza maxim maxw ;

PT

DD

w

.

maxRelg

;

n fig. 8 este reprezentat

curba de variaie a raportuluimaxv

vm n

funcie de DRe construit dup datelelui Nicuradze. Determinndu-sepresiunea dinamic n axa conducteise poate calcula criteriul Reynolds,

DRe , i cu aceast valoare se poate

determina valoarea raportuluimaxv

vm cu

diagrama din fig. 8 i deci, valoareavitezei medii.

Fig. 8


23

Seciunea n care se msoar viteza maxim trebuie s se afle la o distan decel puin 40 ... 50 de diametre de la intrarea n conduct.

Datele se trec n tabelul 2.

B. CONDUCTE CU SECIUNI OARECAREPentru msurarea vitezei curentului n conduct cu seciune necircular, se

mparte seciunea n n dreptunghiuri sau ptrate de suprafee egale i se msoarpresiunea dinamic n punctul n care se ntlnesc diagonalele dreptunghiurilor sauptratelor. De exemplu, n fig.9 este reprezentat schema de msurare a vitezelor ntr-oseciune dreptunghiular.

1 conduct;2 dispozitiv de fixare a tubului.Seciunea s-a mprit n dreptunghiuri de

laturi a i b.Notnd cu 1w , 2w , ... , nw vitezele din fiecare

sector, cu 1h , 2h , ... , nh , denivelrile la momentuldiferenial, cu mQ debitul i cu A aria seciuniiconductei se obine:

n

Aw

n

Aw

n

AwQ nm ...21 (11)

nm wwwnA

Q ...21 (12)

Pe de alt parte, dup definiia vitezei medii se poate scrie:mm wAQ (13)

de unde, prin comparare cu relaia (11) rezult:

nm wwwnw ...1

21 (14)

Introducnd n relaia (13) valorile 1w , 2w , ... , nw , calculate conform relaiei(6), ns innd cont i de influena coloanei de lichid din manometrul diferenial seobine:

nm hhhnOH

gw

...

112 21

2

sau

12 2

OH

hgw mm (15)

n care:

nm hhhnh ...1

21 (16)

Fig.9


24

Numrul n de dreptunghiuri sau ptrate egale n care se mparte o seciuneoarecare pentru determinarea vitezei medii depinde de suprafaa conductei.

Pentru conductele cu suprafaa seciunii pn la 235,0 m trebuie s se ia cel puin16 sectoare, iar la seciunile cu suprafee mai mari, numrul de sectoare trebuie alesen aa fel ca fiecare sector s nu depeasc suprafaa de 2032,0 m .

Curbele se trec n tabelul 2.

5. DETERMINAREA DEBITULUI

Cunoscndu-se viteza medie mw , debitul se determin cu relaia:

AwV mpT ,

s

m3

Pentru c debitul volumic depinde de T i stp ale fluidului se calculeaz debitulvolumic la 0C i 760 mmHg.

stC

pTpTmmHgC p

pTVV 0

760,

,,760, 273

s

Nm3(17)

Debitul masic se poate calcula astfel:

760,0760,0 CCVm ; skg / (18)

Awm mpT , ; skg / (19)

12 2,

OHhgAm mpT ; skg / (20)

n care: pT , este densitatea fluidului din conduct la temperatura T ipresiunea p;A este aria seciunii conductei;

2/81,9 smg acceleraia gravitaional;mh este denivelarea coloanei de lichid (ap) din manometrul

diferenial n (m).Calculul se trece n tabelul 2.

6. BULETIN DE MSURTORI

- msurtorile s-au efectuat pentru regimul maxim.a) Determinarea presiunii statice

Tabel 1Nr.Crt. 0

p OH2 la temperatura coloanei delichid

sth stOH0st hgpp 2

[ 2/ mN ] [ 3/ mkg ] [ m ] [ 2/ mN ]


25

b) Determinarea presiunii dinamice, a vitezei medii, a debitului volumic imasei

Tabel 2Nr.Crt. hd OH2 aer0 t T stp pT, hdpd gOH2 maxw

[ m ] [ 3/ mkg ] [ 3/ mkg ] [ C ] [ K ] [ 2/ mN ] [ 3/ mkg ] [ 2/ mN ] [ sm / ]

D aer eDRmax

med

w

wmedw

4

2DA

pT, gmmCO Am .w medpT,

[ m ] [ sm /2 ] [ sm / ] [ 2m ] [ sm /3 ] [ skg / ]

c) Determinarea presiunii totaleTabel 3

Nr.crit. 0

p OH 2 toth totOH0tot hgpp 2

[ 2/ mN ] [ 3/ mkg ] [ m ] [ 2/ mN ]


26

Laboratorul 4MSURAREA DEBITELOR CU AJUTORUL DIAFRAGMELOR

27

1. NOIUNI INTRODUCTIVE I RELAII DE CALCUL

Msurtorile de debit utiliznd ca dispozitiv de trangulare diafragma seefectueaz conform STAS 7347-79.

Aceast metod const n montarea pe o conduct a unui dispozitiv detrangulare (diafragma), principiul de msurare fiind transformarea parial a energieipoteniale a fuidului n energie cinetic, astfel c viteza in seciunea trangulat vacrete, iar presiunea va scade fa de o seciune din amonte de trangulere. Sestabilete o relaie de calcul, ntre viteza fluidului, debit i cderea de presiune petrangulare. Diafragma este un disc de oel prins ntre dou flane montate pe conductala care se msoar debitul de fuid (fig. 1).

e = (0,005...0,02)D; E = 0...0,05D; = 30...45; d = (0,1...0,8)D; b 0,03D;( 0,65); b (0,01...0,02)D; ( > 0.65); 1c < 0,2D; 2c > 0,5D; f 2b; = d/D

S-au fcut urmtoarele notaii:D diametrul conductei;d diametrul seciunii minime a diafragmei;

Fig. 1

Laboratorul 4

MSURAREA DEBITELOR CU AJUTORULDIAFRAGMELOR


28

m raportul seciunilor, sau raportul dedeschidere;

2

2

1

0

t

t

D

d

A

Am (1)

tDt KDtDD 20120 201 (2) tdt Kdtdd 20120 201 (3)

unde: 20D , 20d diametrele la temperatura de20C;

D , d coeficienii medii de dilatarea materialului;

tK factor de corecie (fig. 2)

1p , 1w presiunea static i viteza nseciunea amonte de diafragm;

2p ,

2w presiunea static i viteza n

seciunea aval de diafragm;0A seciunea minim de curgere:

4

2

0

dA

;

2A seciunea contractat;

n cazul fluidului compresibil s-au dedus relaiile pentru debitul volumic idebitul masic i anume:

211

2

211

2

0

2

4

2

4pp

dmpp

DmV tt

; (4)

2112

211

2

24

24

ppd

mppD

mm tt

; (5)

unde: coeficient de debit; coeficient de expansiune caracteristic fluidelor compresibile (pentru lichide

1 );

,,

1

mp

pf i este dat in fig. 3.

21 ppp diferena de presiune dintre amontele i avalul dispozitivului detrangulare;

hgp u , (6)

u densitatea lichidului din momentul tub U;2/81,9 smg acceleraia gravitaional;

h denivelarea critic la momentul legat la diafragm;1p presiunea absolut a gazului n amonte de diafragm.

Fig.2


29

totu hgpp 01 , (7)

0p presiunea barometric;toth denivelarea critic la

manometrul legat la tubul Pitot-Prandtl.

v

p

c

cK exponentul adiabatic

pc cldura specific a gazului lapresiune constant;

vc cldura specific a gazului lavolum constant.

1 densitatea gazului n amontede diafragm:

1

11 RT

Mp (8)

M Kmolkg / masa molar agazului;

R = 8314 KKmolJ / constantauniversal a gazelor perfecte;

1T temperatura gazului n amonte de diafragm.Curgerea fluidului prin diafragm depinde de vscozitatea acestuia, respectiv de

valoarea criteriului Reynolds n conduct. Coeficientul de debit, , depinde de: densitateagazului, vscozitate, vitez, orificiul diafragmei, rugozitatea pereilor conductei:

mf ,Reunde: .......Re

DWm (9)

este criteriul Reynolds, n care:

mW viteza medie a gazului n conduct;D diametrul conductei; vascozitatea cinematic a gazului (tab. 1).

Tabelul 1. (pentru aer)t C 12 13 14 15 16 17 18

610 sm /2 14,83 14,93 15,03 15,12 15,22 15,32 15,42

19 20 21 22 23 24 25 26 2715,51 15,61 15,70 15,80 15,90 16,00 16,10 16,19 16,29

S-a dovedit experimental c odat cu creterea valorii criteriului Re,coeficientul de debit , pentru aceai valoare a lui m, tinde spre o valoare constant.

Fig.3


30

Criteriul Re, ncepnd de la care coeficientul de debit, , rmne constant, senumete criteriu Reynolds limit, notat limRe . n tab. 2 sunt date valorile pentru limRe .

Tabelul 2.m 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45

limRe 36000 54000 74000 100000 135000 160000 200000 270000

Valoarea coeficientului de debit pentru condiia:limReRe D

se numete coeficient de debit iniial, in i este dat n fig. 4.

Pentru cazul cnd limReRe D , Din f Re i este dat n fig. 5.

Acest coeficient de debit se corecteaz dup relaia:21 aain , (10)

Fig. 4

Fig. 5


31

unde: 1a coeficient care ine seama de calitatea prelucrrii muchiilor diafragmei(fig. 6);

2a coeficient care ine seama de rugozitatea conductei (fig. 7).Nu este admis montarea dispozitivelor de trangulare n apropierea

rezistenelor locale.

2. INSTALAIA DE LABORATOR

Schema instalaiei este dat n fig. 8.

Fig.6 Fig.7

Fig.8.1- ventilator, 2 - clapeta reglaj, 3- tub Pitot-Prandtl,

4- legaturi elastice, 5- manometru tub U,6- termometru, 7- diafragma


32

Cu aceast instalaie se urmrete calcularea debitului de aer care circul printr -oconduct (de diametru 20D ) pentru dou poziii oarecare ale clapeli de reglaj 2. Secompar apoi rezultatele obinute cu cele citite la indicatorul de debit, n cazulmsurrii automate a debitelor la gaze. Se calculeaz o eroare de msurare,considernd ca valoare de referin debitul msurat cu instalaia automat:

100

o

oc

V

VVe

% (11)

unde: cV debitul de aer calculat hm /3 ;oV debitul de aer citit la indicatorul de debit hm /3 .

Schema bloc a instalaiei pentru msurarea automat este dat n fig. 9.

Fig.9

Semnalul de intrare al traductorului de presiune este cderea de presiune p de pediafragm.

n fig. 10 este dat schema electric de acionare pentru msurarea automat adebitelor la gaze.

Traductorul electric de presiune diferenial (tip FE 3 DM) este destinatmsurrii presiunilor difereniale cuprinse ntre 0...20 kPa transmind la ieire un


33

semnal unificat n intervalul 4...20 mA. Funcionarea acestor aparate se bazeaz peprincipiul compensrii forelor.

Integratorul electric de rdcin ptratic (ELI-lo32) primete la intrare unsemnal unificat de tensiune sau curent continuu afind numeric valoarea integrrii ntimp a rdcinii ptrate a acestui semnal.

Fig.10


Procedeul cel mai simplu pentru determinarea vitezei medii a aerului mW nconductele cu seciune circular se bazeaz pe faptul c :

Remax

fW

Wm (12)

unde: maxW viteza aerului n axa conductei;


34

DW

maxRe (13)

.11

max 22

dud hgPW

(14)

dud hgP presiunea dinamic a aerului.Obs.: Pentru situaia cnd nu se poate msura presiunea total a gazului n amonte dediafragm, densitatea 1 se poate calcula i cu presiunea static (eroarea de calculfiind sub 2%), adic:

11 RT

Mpst (15)

tiind viteza maxim maxW secalculeaz Re i cu aceast valoare sepoate determina raportul max/WWmdin fig. 11 i deci valoarea vitezeimedii mW .

Diafragma montat peconduct este executat din oel inox.Seciunea n care se msoar vitezamaxim trebuie s se afle la o distande cel puin 40...50 de diametre fade intrarea aerului n conduct.

Se citesc parametrii necesari calculului i se ntocmete urmtorul tabel pentrudou poziii ale clapetei de reglaj.

Tabelul 3.

Nr.crt.

Mrimea Notaia Relaia decalcul

U.M.Poz. Clapetei Exemplu de

calcul1 2

0 1 2 3 4 5 6 7

1.Presiuneabarometric 0p -

2/ mN 102000

2. Temperatura aerului 1T - K 300

3.Denivelarea lamanometrul U h m 0.150

4.Denivelarea lamanometrul tip U d

h m 0.006

5.Denivelarea lamanometrul tip U tot

h m 0.140

6. Presiunea absolut 1p [7] 2/ mN 103181

7. Densitatea aerului 1 [8]3/ mkg 1.2

8.Vscozitateacinematic Tab.1. sm /

2 61029.16

Fig.11


35

9. Cderea de presiune p [6] 2/ mN 1265.4910. Raportul de presiune 1/ pp - - 0.01226

11.Coeficientul deexpansiune

Fig.3. - 0.996

12. Factor de corecie tK Fig.2. 1.0013

13. Diametrul conductei tD [2] m 0.080104

14. Diametrul diafragmei td [3] m 0.04005

15. Raport de deschidere m [1] - 0.2499

16. Viteza maxim maxW [14] sm / 9.18

17. Criteriul Reynolds Re [13] - 45082

18. Viteza medie mW Fig.11. sm / 7.57

19. Criteriul Re (mediu) Re [9] 37176

20. Coef. de debit iniial inaFig.4.,Fig.5.

0.655

21.Coef. de debitcorectat

[10] 0.667

22.Debitul volumiccalculat c

V [4] hm /3 138

23. Debitul volumic citit oV - hm /3 132

24. Eroarea de msur e [11] % 4.54

25. Debitul masic m [5] skg / 0.046

26. Debitul volumic NV [16] hNm /3 120.95

Se calculeaz debitul de aer n condiii normale fizice de presiune itemperatur:

1

10 T

T

p

pVV N

NN (16)

Pentru ntocmirea referatului se consider cunoscute: mmD 8020 ; mmd 4020 ;KmolkgM /29 ; 3/860 mkgu ;

25 /10013,1 mNpN ; KTN 273 ; 4,1 .Pentru exemplul de calcul prezentat a rezultat o eroare de 4,5%, valoare destul

de mare, cauzat de urmtorii factori: neetanarea corect a traseului de curgere,pierderea de presiune datorit frecrii aerului cu peretele conductei; aceste observaiiau n vedere i faptul c tubul Pitot este montat naintea diafragmei pe traseul decurgere ce cuprinde dou coturi la 90 i diferite prize de presiune:Obs.: Pentru msurarea debitelor la lichide se va proceda la fel ca la gaze, dar se vaavea n vedere urmtoarele:

- Legea de variaie a densitii unui lichid este: 11 201 t (17)


36

unde: 3/ mkg densitatea lichidului la 20C; coeficient de dilatare a lichidului; pentru ap 14101 grd ;- Coeficientul de expansiune este 1 .- Vscozitatea cinematic se va lua din anexa 4 (pentru ap).

Laboratorul 5DETERMINAREA PARAMETRILOR AERULUI UMED

37

1. NOIUNI GENERALE. RELAII DE BAZ

Cu psichrometrul Assmann se determin umiditatea relativ i temperaturaat a aerului umed. Cu aceste dou valori putem gsi toi parametrii care ne intereseaz

att cu ajutorul diagramei ix (id) ct i prin calcul cu ajutorul ecuaiilorcaracteristice.

n referatul de fa se prezint modalitatea determinrii parametrilor aeruluiumed cunoscnd i at i apoi determinarea lui i at cu psichrometrul Assmann.

Aerul umed este un amestec de aer uscat i vapori de ap. Neglijndparticipaiile foarte mici de Argon (1,3%) i de 2CO (0,05%) compoziia standard (nKg) este de 23% Oxigen i de 77% Azot. Participaia vaporilor de ap este foartevariabil aa nct ca unitate de referin pentru cantitate se ia 1 Kg de aer uscat (1 Kg

uscL ).Fiind vorba de un amestec, sub presiunea total p, presiunea parial a aerului

uscat este notat cu ap , iar cu vp se noteaz presiunea parial a vaporilor de ap.Dup starea vaporilor din aerul umed vom putea clasifica aerul umed n trei

categorii:- aer saturat;- aer nesaturat;- aer suprasaturat.Se tie, de la studiul fierberii, c la o presiune de fierbere (saturaie) corespunde

o temperatur bine determinat care rmne constant n tot timpul fierberii dacpresiunea se menine constant. Dac la temperatura at a aerului umed presiuneaparial vp a vaporilor este egal cu presiunea de saturaie, iar vaporii se prezint substarea de vapori saturai uscai, spunem c aerul este saturat (cu vapori de ap). Latemperatura at aerul saturat conine cantitatea maxim de umiditate sub form devapori . Orice exces de umiditate rmne sub forma lichid, aadar:

Aerul saturat = aer uscat + vapori saturai uscaiDac, la presiunea vp a umiditii, temperatura at a aerului este mai mare dect

temperatura at de saturaie, umiditatea din aer este mai mic dect cantitatea maxim,aerul este nesaturat (cu vapori) starea acestora este de vapori supranclzii, aadar:

Laboratorul 5

DETERMINAREA PARAMETRILOR AERULUI UMED


38

Aer nesaturat = aer uscat + vapori supranclziiDac temperatura at a aerului umed coboar sub temperatura at de saturaie a

vaporilor cu presiunea parial vp , excesul de umiditate se condenseaz sub starea deap saturat, care poate fi nlturat prin mijloace mecanice, aadar:

Aer suprasaturat = aer uscat + vapori saturai uscai + lichid saturat == aer uscat + vapori umeziUmiditatea absolut este cantitatea de vapori existeni n aerul umed. Ca notaii

i uniti vom avea:X (kg umiditate / 1 kg aer uscat) sau d (g umiditate / 1 kg aer uscat); umiditatea relativ, este exprimat prin raportul dintre cantitatea vm de

vapori pe care o conine aerul umed la temperatura at i cantitatea maxim de vaporisatm pe care ar putea-o conine la aceeai temperatur at . Vom avea:

sat

v

sat

v

p

p

m

m (1)

unde satp este presiunea de saturaie a vaporilor la temperatura at .n practic, umiditatea absolut X (sau d) se determin destul de precis cu

ecuaia:

sat

sat

v

v

a

v

pp

p

pp

p

p

px

622,0622,0622,0

a

v

kg

kg(2)

Cantitatea maxim de umiditate la temperatura at se obine din (2) fcnd =1:

sat

sat

pp

px

622,0max

uscataer

v

kg

kg(3)

Cunoscnd umiditatea absolut X putem calcula presiunea parial vp avaporilor de ap din ecuaia (2).

x

xppv

622,0, (4)

Dac aerul nesaturat este rcit (x = const.), n momentul n care se atingetemperatura rt corespunztoare la presiunea vp a vaporilor de ap, orice scdere atemperaturii duce la apariia condensatului, rt fiind denumit temperatur punctuluide rou. Se determin prin interpolarea cu ajutorul tabelei de saturaie a apei (tab. 1).

vsatsatr pppresiunealatt . (5)Entalpia aerului umed se determin cu ajutorul ecuaiei:

txti 96,12490 uscataerkgkj / (6)


39

2. DETERMINAREA CARACTERISTICILOR AERULUI UMED CUAJUTORUL DIAGRAMEI ix FIIND CUNOSCUTE I at

Presupunem cm pentru starea A a aerului, s-a determinat umiditatea relativ itemperatura at cu ajutorul psichrometrului Assmann.

Intersectnd aceste dou curbe n diagrama ix (sau id) (fig. 1) obinem stareaA a aerului. Se observ c, n situaia din figur, aerul este nesaturat. Pe abscis secitete umiditatea absolut ax (sau ad ) a aerului, segmentul cuprins ntre curba

presiunii pariale vp i abscisreprezint presiunea parial vp avaporilor de ap (citit pe scala dindreapta n mm Hg sau n m bari).Intersecia dintre ordonata dus din Ai curba de saturaie ( = 100%),reprezint punctul de rou R,valoarea izotermei care trece prin Rreprezint temperatura punctului derou rt . Intersecia dintre izoterma ata aerului cu curb de saturaiereprezint starea de saturaie avaporilor la temperatura at . La fel camai sus, se citete pe abscisumiditatea absolut maxd precum ipresiunea de saturaie satpcorespunztoare temperaturii at .

Entalpia i a aerului este dat devaloarea curbei i = ct. Care trece prin starea A. Intersecia U dintre ai i = 100%reprezint punctul adiabatic sau starea adiabatic a aerului cu starea A;temperatura adt care trece prin U este temperatur adiabatic sau temperaturatermometrului umed.

Observaie referitoare la ultima noiune:Dac un corp mbibat n ap este situat ntr-un curent de aer, iar cldura

necesar evaporrii este luat exclusiv de la aer (incint adiabatic), temperaturaumiditii i a corpului se va micora pn la valoarea pentru care cedarea de cldurdin partea aerului este egal cu cldura corespunztoare evaporrii apei. Entalpiaaerului va rmne constant deoarece (ec. 6) se micoreaz t, dar va crete x n modcorespunztor. Termometrul cu rezervorul nvelit cu estur umezit va arta n final

adt .

Fig. 1


40

3. DETERMINAREA PRIN CALCUL A STRII AERULUI UMEDCUNOSCND I at

Presupunem c am determinat cu psichrometrul Assmann:Cta25 ; %404,0

iar presiunea barometric (redus la 0C) este:p = 1015,86 m bar

Presiunea de saturaie a vaporilor laCta25 este 66,31satp m bar

(dup tab. 1 sau dup tabelele de saturaie a apei)Presiunea parial vp a vaporilor de ap (ec. 1):

66,1266,314,0 satv pp m barUmiditatea absolut (ec. 2):

31085,766,1286,1015

66,12622,0622,0

v

v

pp

px

uscataer

v

kg

kg

85,7d

uscataer

v

kg

g

Umiditatea maxim (ec. 3):

3max 102066,3186,1015

66,31622,0622,0

sat

sat

pp

px

uscataer

v

kg

kg

20max d

uscataer

v

kg

g

Temperatura punctului de rou rt (5)dup tab. 1 prin interpolare ntre 12,277 m bar i 13,118 m bar:

Ctr36,9

Entalpia aerului i (ec. 6): 9,392596,124901085,72596,12490 3 aa txti

uscataerkgkj /


41

4. PSICHROMETRUL ASSMANN

Psichrometrul cu aspiraie servete ladeterminarea precis a temperaturii i uniditiirelative a aerului umed. Este format din doutermometre identice, de precizie, dintre care celdin stnga (termometrul uscat) msoartemperatura at a aerului, cel din dreapta(termometrul umed) are termometrul cu mercurnvelit ntr-o estur care se umezete naintede efectuarea msurtorii. Ambele termometresunt protejate lateral fa de radiaiile termiceprin ecrane cu indice de reflexie ridicat, aa cse pot face determinri corecte chiar dacinstrumentul este expus radiaiei solare. Nu arens protecie frontal. Ambele termometresunt ventilate printr-un ventilator acionatprintr-un dispozitiv cu arc. Termometrul umedmsoar o temperatur apropiat detemperatura adiabatic. Dac t este temperaturaartat de termometrul uscat, iar ut estetemperatura minim pe care o atingetermometrul umed n timpul msurtorii,

diferena psichrometric utt i temperatura t servesc la determinarea uniditiirelative dup tab. 2. Pe abscisa tabelei sunt marcate temperaturile t ale termometruluiuscat, pe ordonat este trecut diferena psichrometric utt . La intersecia celor douvalori se citete umiditatea relativ exprimat n procente. Pentru pornireapsichrometrului cu arc, se armeaz arcul pn la refuz cu ajutorul cheii de la parteasuperioar a aparatului.

5. EFECTUAREA MSURTORII

1. Se verific dac rezervorul termometrului din dreapta este nvelit n estur;2. Se umidific estura: Ne vom servi de pipet cu par de cauciuc. Se

introduce pipeta n paharul cu ap, se comprim para din cauciuc, se trage apa i seintroduce pipeta, prin partea inferioar a aparatului pn la refuz n tubul de gard altermometrului umed fr a se pompa. Se ine 1 2 secunde dup care se scoate i sepune napoi n pahar.

3. Se pornete psichrometrul, rotind cheia pn la refuz n sensul nurubrii. Seva auzi zgomotul de funcionare al motorului.

4. Se ateapt trecerea a 3 minute dup care se pot face citirile. Se noteazindicaia termometrului uscat, iar din minut n minut indicaia termometrului umed.Indicaia necesar este cea minim. Dup uscarea esturii temperatura termometruluiumed ncepe s creasc. Dac aerul este foarte uscat este adesea necesar repetarea

Fig.2


42

umezirii esturii. Dac aerul este saturat, indicaiile celor dou termometre suntaceleai.

Observaie: La temperaturi negative se va observa dac la rezervorultermometrului umed se gsete ap sau ghea. Prin subrcirea apei se poate ntrziaformarea de ghea, aceasta se poate observa prin coborrea continu a coloanei demercur sub punctul de 0C fr s se opreasc. Cnd se formeaz ghea, coloana demercururc din nou pn la zero i apoi ncepe iar s coboare.

Dac subrcirea dureaz mai mult de 5 minute i termometrul arat otemperatur constant, aceast temperatur poate fi luat ca valabil.

5. Psichrometrul cu arc se va opri singur dup derularea complet a arcului.6. Se citete presiunea barometric la barometrul etalonat n mm Hg (torr)

precum i temperatura Bt artat de termometrul acestuia.

6. BULETIN DE MSURTORI

Locul :

Data :

Ora :1. Presiunea critic la barometru Bp =.................. Hgmm2. Temperatura barometrului Bt =.................. C

3. Corecia de temperatur a barometrului ( Bp din Anexa II) Bp =.................. Hgmm

4. Presiunea barometric redus la 0C BBHgmm ppp

5. Presiunea barometric redus transformat75,0

Hgmm

barm

pp p =.................. barm

6. Temperatura termometrului uscat t =.................. C

7. Temperatura minim a termometrului umed ut =.................. C

8. Diferena psichrometric utt =.................. C

9. Umiditatea relativ =.................. %10. Presiunea de saturaie a vaporilor la temp. t (tab. 1) satp =.................. barm11. Presiunea parial a vaporilor (ec. 1) vp =.................. barm

12. Umiditatea absolut (ec. 2) d =..................uscataerv kgg /

13. Umiditatea absolut maxim (ec. 3) maxd =.................. uscataervkgg /

14. Temperatura punctului de rou (ec.5) rt =.................. C

15. Entalpia aerului (ec. 6) i =..................uscataerkgkj /

Not Determinarea strii aerului umed se va face i cu ajutorul diagramei id,aa cum s-a artat n figura 1.


43

Presiunea i temperatura apei la saturaieTabel 1

t p t p t p t p t p

C barm C barm C barm C barm C barm0 1 2 3 4 5 6 7 8 9-5 4,000 1 6,566 11 13,118 21 24,86 31 44,91-4 4,373 2 7,054 12 14,016 22 26,43 32 47,53-3 4,760 3 7,575 13 14,967 23 28,08 33 50,29-2 4,173 4 8,129 14 15,974 24 29,82 34 53,18-1 5,626 5 8,719 15 17,041 25 31,66 35 56,220 6,106 6 9,347 16 18,170 26 33,60 36 59,40

7 10,013 17 19,364 27 35,64 37 62,748 10,721 18 20,62 28 37,79 38 66,249 11,473 19 21,96 29 40,04 39 69,91

10 12,277 20 23,37 30 42,41 40 73,75


44

Diagrama i-X pentru aer umed


45


46

Laboratorul 6METODE DE MSURARE A TEMPERATURII

47

1. GENERALITATI

1.1. Principii generaleCa orice aparat de masura, aparatele de masurarea temperaturii sunt formate

din:a) - un element sensibil care prezinta o variatie a unei marimi fizice in raport cu

variatia temperaturii;b) - un traductor, insotit de un amplificator, care transforma marimea variabila

emisa de elementul sensibil intr-o marime a carei variatie sa poata fi observata simasurata;

c) - un instrument indicator, sau inregistrator care permite deplasarea unuiindicator in dreptul unei scale gradate (aparat indicator) sau deplasarea unui varf deinregistrare peste o banda de hartie cu miscare uniforma (aparat inregistrator), sau ocombinatie de aparat indicator - inregistrator.

Dupa elementul sensibil, ca aparate de uz general pot fi enumerate:- Termometrele cu dilatare liniara sau cu dilatare diferentiala;- Termometre cu dilatare volumica;- Termometre cu bulb de citiremanometrica (termometre cu fluid dilatabil - gaz

sau lichid - si termometre cu presiune de vapori);- Termometre cu termoelemente (cu termocuple);- Termometre cu rezistenta electrica (cu punte echilibrata si cu punte

dezechilibrata);- Pirometre cu radiatie (optice cu comparatie si optice cu termoelemente).Dupa natura deplasarii indicatorului, exista:- Aparate cu scala cu deplasare liniara a reperului;- Aparate cu deplasare unghiulara (cu ac oscilant sau spot luminos);Caracteristicile de baza ale instrumentelor de masura a temperaturii sunt

precizia si sensibilitatea.Prin precizia unui termometru se intelege valoarea intervalului de temperatura

cuprins intre doua diviziuni alaturate ale scalei.Precizia de gradare a unui termometru este cu atat mai mare cu cat intre doua

gradatii alaturate, intervalul de temperatura este mai mic. De exemplu, un termometrucu gradare de 0.01 grd / div. este mult mai precis decat unul cu gradare de 1 grd / div.

Prin sensibilitatea unui termometru se intelege marimea deviatiei indicatoruluicorespunzatoare la 1 grd variatie a temperaturii. Este de dorit ca sensibilitatea sa fie catmai mare.

Laboratorul 6

METODE DE MASURARE A TEMPERATURII


48

In cazul deplasarii liniare a indicatorului cu h, sensibilitatea este data deraportul:

t

hE

[mm/grd]

La instrumentele cu deviatie unghiulara, sensibilitatea se exprima prin raportul:

tE

[grade unghi / grad] sau [diviziuni / grad]

Sensibilitatea poate fi uniforma pe toata scala sau poate depinde de valoareatemperaturii.

1.2. Tipuri uzuale de aparate de masura a temperaturii1.2.1. Termometre de sticla cu lichidAceasta categorie de aparate se bazeaza pe dilatarea in volum a unui lichid,

functie de temperatura.Daca V0 este volumul lichidului la temperatura de 0C, la temperatura de t

volumul va fi : VVtVV 00 1 ,

unde este coeficient de dilatare volumica a lichidului, definit prin :

t

V

V

0

1 1gradUn termometru cu lichid este format din (fig.1):

rezervorul R de lichid dilatabil,capilarul K cu sectiunea W,scala S gradata in unitati de temperatura.

La termometrele cu imersie partiala se indica deobicei pe spatele scalei gradate, adancimea de imersie caretrebuie respectata in timpul masuratorilor. Termometrele cuimersie totala au mentiunea pe spatele scalei, se recunoscdupa prezenta unui sistem de agatare in partea superioara (uncarlig de prindere).

Dupa clasa de precizie, termometrele se clasifica intermometre de laborator si termometre tehnice sauindustriale.

Dilatarea V a volumului lichidului din rezervor estecorespunzatoare volumului de lichid din capilar, adica:

htVV 0 ,unde sensibilitatea este data de

t

hVE

0

Se observa ca sensibilitatea este cu atat mai mare cu cat rezervorul R arevolumul mai mare si cu cat sectiunea a capilarului K este mai mica si depinde devaloarea coeficientului de dilatare in volum. Sensibilitatea E este uniforma pe toatascala daca este constant in intervalul de temperaturi masurate cu termometrulrespectiv si cand capilarul K este calibrat uniform pe toata lungimea.

Fig. 1


49

Verificarea termometrelor cu lichidVerificarea unui termometru cu lichid (E), se face

cu cjutorul unui termometru de precizie N, consideratetalon. In vasul thermostatic TV se gasesc ambeletermometre N si E (fig.2). Datorita diferentei de dilatare asticlei si a lichidului apar erori de indicatie daca corpultermometrului are o temperatura care difera detemperatura de etalonare. Temperatura corpului esteindicata de termometrul F.

Notatii:

Nt = temperatura indicata de termometrul etalon (C);

Et = temperatura indicata de termometrul supusverificarii (C);

EN tt , - temperaturile corectate indicate de cele douatermometre N si E (C);

Ft = temperatura medie a sticlei termometrului si alichidului din capilar.

Corectarea coloanei de lichid

FEEEFNNN ttnttttntt ;

unde n = numarul de diviziuni ale scalei din afara lichidului din vas; = coeficientul relativ de dilatare sticla/ lichid de masura

= 1/6100 pentru mercursticla ;

= 1/1000 pentru alcoolsticla sau toluen

sticla

Eroarea absoluta

NEa ttt C ;

Eroarea relativa procentuala NNEr tttt 100 %

Fig.2


50

1.2.2. Termometre manometrice (cu bulb)Sunt aparate cu citire la scala unui manometru

gradat in grade de temperatura. Se realizeaza dupa douaprincipii deosebite:

- termometre cu dilatare si citire manometrica;- termometre cu presiune de vapori.Constructia de principiu a ambelor tipuri este

asemanatoare si este reprezentata in fig.3. R este rezervorulcilindru (bulb) in care se gaseste fluidul sensibil, K este uncapilar iar M un manometru cu scala gradata in C.

1.2.2.1. Functia termometrului cu dilatareBulbul R, capilarul K si capsula elastica a manometrului M sunt pline cu lichid

sau gaz cu un coeficient de dilatare cat mai constant posibil in domeniul de temperaturide masurat.

La temperatura de 0C presiunea din sistem este 0p . La temperatura t presiuneava fi:

tpppp 100 ,

undevt

p

p

0

1este coeficientul de compresibilitate izocora a fluidului masurat.

In cazul in care termometrul este umplut cu un gaz (considerat ca gaz perfect), este constant, de unde (legea lui Charles),

00 T

T

p

p .

De obicei termometrele manometrice sunt de tip industrial cu o precizie demasura relativ redusa (1 div = 5C).

Sensibilitatea

0ppfdtdp

pfdt

dE

fiind un produs dintre sensibilitatea manometrului

pf

dt

dsi sensibilitatea

fluidului de lucru 0pdtdp

.

Fig.3


51

1.2.2.2. Termometre cu presiune de vapori cu citire manometricaElementul sensibil este constituit din vaporii

umezi ai lichidului de masura (amestec de lichidsaturat si de vapori saturati). Dependenta dintrepresiune si temperatura este ilustrata in fig. 4.Bulbul (rezervorul) R este umplut partial cu lichidvolatil iar restul rezervorului precum si capilarul sicapsula manometrului sunt pline cu vaporii saturatiai fluidului. Daca temperatura creste, o parte dinlichid se vaporizeaza si mareste presiunea dinspatiul de vapori provocand deviatia aculuimanometrului. Precizia este asemanatoare cu atermometrelor manometrice cu dilatare.Sensibilitatea este de obicei neuniforma.

tfpfdt

dp

dp

d

dt

dE

,

unde pf reprezinta sensibilitatea manometrului iar tf sensibilitatea elementuluisensibil. Dupa fig. 4 se observa ca sensibilitatea creste o data cu cresterea temperaturii(datorita formei curbei tfp ).

1.2.3. Termometre cu termoelemente (cu termocuple)Termocuplul sau termoelementul este un ansamblu

format din doua sarme din metale diferite sudate laambele capete (fig. 5).

Daca una din suduri (sudura rece) este mentinuta latemperatura de 0C iar cealalta sudura la temperatura t (t> 0) (sudura calda), in circuit apare un curent

termoelectric (i) (efectul Peltier-Thomson), dependent de temperatura t si de naturatermocuplului. Daca e este tensiunea termoelectromotoare care provoaca aparitia

curentului i in circuitul cu rezistenta R,

R

ei , tensiunea termoelectromotoare va

depinde de temperatura dupa o relatie de forma:2btatet ,

unde a si b sunt constante dependente de natura termocuplului.Functia tfe este reprezentata in fig. 6.

Punerea in evidenta a curentului termoelectric sepoate obtine prin montajul din fig. 7, unde mV este unmicroampermetru montat pe una din sarme. Daca ireste rezistenta interna a instrumentului, Lr esterezistenta "de linie" a firelor de legatura iar Tr esterezistenta termocuplului,

iRUirrire extTLi .

Fig.4

Fig.5

Fig. 6


52

unde U este caderea de tensiune la bornele milivoltmetrului (cu scala gradata inmilivolti) iar .extR este rezistenta externa a circuitului TL rr .

Daca instrumentul se leaga in locul sudurii reci (fig. 8) acesta va aveatemperatura 0t a mediului in care se afla instalatia. In acest caz, daca se noteaza cu diferenta de temperatura dintre cele doua suduri ale termocuplului 0tt ,tensiunea termoelectromotoare ce ia nastere datorita acestei diferente de temperaturava fi exprimata prin relatia:

,22 CtBtAbafe

Pentru montajul din fig. 7 Ct 00 , curba tfe este obtinuta prin translatiaspre stanga cu distanta t a curbei fe de mai sus. Pentru temperature 0tt ,tensiunea termoelectromotoare va fi:

0teee et Cele prezentate mai sus sunt redate in fig. 9.

Daca se obtine curba e se poate trasa apoi,prin translatie spre stanga cu 0t a curbei tfe .

Este evident ca daca se lucreaza cu montajuldin fig. 7 Ct 00 , forta termoelectromotoarecorespunzatoare temperaturii 0tt va fi maimare decat aceea determinata cu montajul din fig. 8pentru aceeasi temperatura t, cu cantitatea

00 2 tttbtae

Precizia de gradare este exprimata prin raportuldiviziune

gradsi este de obicei

aceeasi pentru toata scala.

Sensibilitatea montajului

,dt

de

de

dn

dt

dn

dt

dE

Fig. 7Fig. 8

Fig. 9

Fig. 9


53

undede

dneste sensibilitatea electrica a instrumentului pentru instrumentele

magnetoelectrice (cu magnet permanent); sensibilitatea este de obicei constanta:

Kde

dn ;

dt

deeste sensibilitatea termocuplului. Prin diferentierea tensiunii

electromotoare in raport cu temperatura se obtine: tbadt

de 2 de unde

sensibilitatea montajului rezulta:

tbaKdt

dnE 2

grade

diviziuni

Sensibilitatea creste liniar cu temperatura.

1.2.4. Termometre cu rezistenta electricaRezistenta electrica R a unui conductor variaza in functie de temperatura dupa o

ecuatie de forma: 20 1 tbtaRR

unde 0R este rezistenta conductorului electric la temperatura de C0 iar a si b sunt

constante dependente de natura materialului termorezistentei. La termometrele curezistenta variabila, elementul sensibil este termorezistenta (de obicei un fir calibratdin cupru sau platina bobinat intr-un singur strat pe o bagheta izolanta astfel ca spirelevecine sa nu faca contact electric). In fig. 10 este reprezentata dependenta dintrerezistenta si temperatura.

Termorezistenta este montata intr-o punte Whestone echilibrata saudezechilibrata.

Determinarea temperaturii cu puntea echilibrata este folosita in special lamasurari de laborator. Schema de principiu este ilustrata in fig. 11. Puntea estealcatuita din doua rezistente fixe ( 1R si 2R ) , termorezistenta variabila tR si o

rezistenta reglabila xR . Pe o diagonala puntea este alimentata de o sursa de energieelectrica E, iar pe cealalta diagonala (a-b) este montat un galvanometru sensibil G.Conditia de echilibru a puntii ( prin G sa nu treaca curent electric) este ca ba UU .Rezistenta variabila (termorezistenta tR ) este de obicei montata in opozitie cu

rezistenta reglabila xR . Echilibrul se realizeaza daca satisface egalitatea:

Fig.10 Fig.11


54

KRRRR xt 21 saut

x R

KR

Cresterea rezistentei tR este compensata prin micsorarea rezistentei variabile

xR care poseda o scala gradata in grade de temperatura. Montajul este echilibrat la

temperatura de C0 , indicatorul rezistentei sta pe diviziune 0. Prin introducereatermorezistentei in mediul cu temperatura t, aceasta marindu-si valoarea fata de 0R vadezechilibra puntea (intre a si b va apare o diferenta de potential electric care provoacadevierea acului galvanometrului G). Prin manipularea rezistentei variabile xR sereaduce acul la zero (citire de zero) si se citeste valoarea temperaturii in dreptulreperului xR .

Galvanometrul este un instrument foarte sensibil fata de trepidatii. Pentrumasuratori tehnice se prefera sa se foloseasca punti dezechilibrate.

Puntea este echilibrata la temperatura de C0 sau C20 . Prin cresterearezistentei tR , intre a si b apare o diferenta de potential electric GU cu atat mai mare cu

cat creste mai mult R fata de 0R ;

GGxtbaG iRiRiRVVU 21Pentru determinarea ecuatiei

20 1 tbtaRtfPt este necesar sa se determine numai doua necunoscute: a si b dependente de naturarezistentei. Sunt necesare numai doua puncte, cunoscand 0R , daca se masoararezistenta R pentru doua temperaturi 1t si 2t se obtine sistemul de doua ecuatii:

,1 21101 tbtaRR ,1 22202 tbtaRR

Daca notam:

1

1

0

1

11 R

R

tX si

1

1

0

2

22 R

R

tX ,

Sistemul devine:

11 Xtba

22 Xtba si are ca solutii:

12

1221

tt

tXtXa

;12

12

tt

XXb


55

2. INSTALATIA DE LABORATOR

Este prezentata in fig. 12.

Poate fi urmarita cu ajutorul legendei de mai jos:

TV = vas termostatic pentru etalonare in care se gasesc:N - termometrul etalon; E - termometrul de etalonat; F - termometrul

pentru capilar; TR - termorezistenta variabila; cT - termocuplul; B - rezervorul (bulbul)

manometrului M; vV - conducta de preaplin. Vasul este izolat termic prin camasa C.Legaturile electrice ale termocuplului si ale termorezistentei sunt legate la o cutie(placa) de conexiuni; S - serpentina pentru apa de racire; r - robinetul pentru inchis sideschis circuitul apei de racire; PE - pupitrul de comanda; b - becurile de control alealimentarii electrice; I - intrerupatorul general; 1I - intrerupatorul incalzitorului R.

Grupul de control la distanta al elementelor sensibile:M - manometrul termometrului; mV - milivoltmetrul termocuplului cT cu

transformatorul

VT

6220

1 pentru aportul luminos indicator si cu comutatorul 2K de

blocaj al milivoltmetrului; L - logometrul termorezistentei TR cu alimentatorul 2T(6V c.c.) stabilizat cu cutia de rezistenta in decade nR si cu comutatorul 1K delegatura a logometrului cu termorezistenta tR (pozitia a) sau cu cutia de rezistenta(pozitia b).

Fig. 12


56

Obs.: cu comutatorul 1K se substituie rezistenta variabila tR prin rezistenta in

decade nR (masura rezistentei prin substitutie). Sagetile hasurate atrag atentia asupracomutatoarelor 1K si 2K .

Alimentatorul 2T poate fi un redresor stabilizat sau baterie.

3. EFECTUAREA LUCRARII

3.1. Se controleaza starea tehnica a instalatiei, in vasul de incalzire TV sa fieapa suficienta, cele doua intrerupatoare de pe tabloul de comanda sa fie apasate pecapatul inferior, cutia nR cu rezistente in decade sa arate o rezistenta de 110 - 120ohmi, starea tehnica a racordurilor electrice, starea tehnica a grupului de masuramontat pe puntea de deasupra vasuluitermostatic TV , etc..

3.2. Se scot capacele vasului termostatic, se introduce cordonul de alimentarein priza si se apasa partea de sus a intrerupatorului I (retea). Becul de deasupra seaprinde. Pe scala milivoltmetrului apare pata luminoasa, acul logometrului arata oindicatie oarecare. Daca apare pata luminoasa se va controla daca cordonultransformatorului 1T este introdus in priza de sus din stanga "scala instrumente". Dacaapar defectiuni se avertizeaza cadrul didactic indrumator.

3.3. Reglajul gradatiei initiale a milivoltmetrului mV: se scoate unul din celedoua fire legate la bornele + si - si se roteste comutatorul 2K al milivoltmetrului pepozitia de lucru (poz. a din fig. 13).

Se roteste surubul de aducere la zero (cu foarte multa finete si rabdare) iar dacanu se poate aduce reperul la zero el poste fi lasat la o gradatie cat mai apropiata dezero. Se noteaza gradatia initiala cu n0 diviziuni (va intra in calculele de corectie). Seschimba comutatorul 2K in pozitia b (pentru protectia instrumentului contra socurilor)se monteaza la loc firul desfacut mai inainte si se pune 2K iar in pozitia a de lucru (anu se lovi milivoltmetrul in timpul lucrarii).

3.4. Masurarea rezistentei conductorului de legatura din circuitultermorezistentei: se apasa capatul din stanga al comutatorului 1K de pe cutia derezistente in decade (poz. b) prin aceasta cutia este legata la instrument in locultermorezistentei. Se manevreaza butoanele cutiei ( 1,0XR ; 1XR si eventual 10XR ohmi)

pana ce acul lagometrului se va fixa exact pe diviziunea 0 de pe scala.Se citeste valoarea rezistentei la cutie si se scade valoarea de 100 ohmi a

termorezistentei. Diferenta este rezistenta LR a legaturilor. LR se noteaza pentru a filuat ulterior in calcul. Apoi se introduce in circuit termorezistenta apasand pe parteadreapta a comutatorului 1K (poz. a). Acul se va opri la o temperatura practic egala cucea aratata de termometrele din vasul termostatic.


57

3.5. Se va masura temperatura 0t a milivoltmetrului (punand pe el un

termometru de interior). 0t va fi temperatura sudurii reci a termocuplului care va intrain calculul de corectie.

3.6. Se umple vasul termostatic VT cu apa pana la nivelul permis de conductade preaplin vV .

3.7. Se citesc si se noteaza indicatiile initiale ale aparatelor (in tabla de valoricitite).

Nt = temperatura citita a termometrului etalon N (C);

Et = temperatura citita la termometrul E de etalonat (C);

Ft = temperatura citita la termometrul F de corectie (C);

pt = temperatura citita de termometrul M (C);n = indicatia de pe scala milivoltmetrului (div.);

Rt = temperatura indicata de acul logometrului (C);R = rezistenta circuitului termorezistentei TR (ohmi).

Obs. Pentru citirea rezistentei R se va proceda astfel: se noteaza exact pozitiaacului; se comuta brusc 1K spre stanga substituindu-se termorezistenta prin nR ; aculva executa un salt si se va opri la o indicatie oarecare; prin manevrarea butoanelorcutiei decadale se readuce acul exact in pozitia de inainte de comutare. Se pune dinnou 1K in pozitia de lucru (spre dreapta), moment in care acul va face cun salt sitrebuie sa revina exact acolo unde se gasesc dupa reglajul lui nR (daca se observa odiferenta de pozitie se reia operatia). Ultima pozitie a lui 1K este spre dreapta (poz. a).

Se citeste si se noteaza valoarea R a rezistentei.

3.8. Pornirea incalzirii. Se apasa pe partea de sus a intrerupatorului "incalzitor" 1I si becul de deasupra lui se aprinde

3.9. Oprirea incalzirii pentru citiri, la o temperatura dorita: incalzirea se oprestecu circa 0,5 grade inainte de valoarea propusa. Cand se observa ca temperaturastationeaza cel putin un minut se vor citi si nota in tabel valorile indicate la punctul 7dupa care se porneste din nou incalzirea pana la atingerea temperaturii urmatoare.

Obs. Se vor face determinari la temperaturile: 30C, 40C, 50C, 60C, 70C si80C. Valorile citite se vor trece in tab.1.

3.10. Perioada finala: dupa ultima citire, incalzitorul fiind oprit, se deschide

robinetul apei de racire. Se noteaza din minut temperatura Nt circa 15 minute dupacare citirile continua la intervale de 2 minute pana la terminarea sedintei de laborator.


58

Este de dorit ca temperatura apei sa fie adusa la valoarea de la inceputullucrarii. Valorile citite se trec in tabelul 2.

3.11. Oprirea instalatiei: se apasa pe partea de jos a intrerupatorului general (I),se scoate cordonul electric din priza, se roteste comutatorul 2K al milivoltmetrului inpozitia "Blocat" (poz. b) si se inchide robinetul apei de racire.

Tabelul 1.Valorile citite la incalzire

Nr.crt.

Nt

Et

Ft pt

n Rt R[C] [C] [C] [C] [div.] [C] [ohmi]

123456

Tabelulul 2. Determinarea vitezei de racier

[min.]

Nt [C]

t

.min.grd

4. PRELUCRAREA DATELOR

4.1. Determinarea temperaturii 0t cu ajutorul termocuplului

Tensiunea termoelectromotoare se calculeaza cu relatia nKe (K - constantamontajului, in cazul instalatiei de laborator K = 0,02624).

In diagrama din fig. 14 se transleaza spre dreapta curba tfe a termocupluluidin instalatie, cu distanta 0t (temperatura mediului ambiant) obtinandu-se curba

)(fe de pe care se poate citi temperatura t (vezi exemplul de pe figura). Valorileobtinute se trec in tabelul 3.


59

Tabelul 3.

n [div.]e [mV]

ct [C]

4.2. Calculul temperaturilor corectate Nt si

Et se face cu relatiile:

FNNNN ttntt

FEEEE ttntt

4.3. Calculul erorilor termometrelor se facecu ajutorul relatiilor:

100

N

NEE t

tte ; 100

N

Npp t

tte ; 100

N

NRR t

tte ; 100

N

Nctc t

tte

Unde Nn si En reprezinta numarul de diviziuni cuprinse intre nivelul apei din vas sisuprafata superioara a coloanei de mercur pentru temperaturile citite la termometruletalon N respectiv la termometrul de etalonat E.

Rezultatele obtinute se trec in Tabelul 4.

Tabelul 4.

Nn Nt En Et Ee pe Re tce[div.] [C] [div.] [C] [%] [%] [%] [%]

5. Exemplu de calcul

Tabelul cu date citite la incalzire

Nr.crt.

Nt

Et

Ft pt

n Rt R[C] [C] [C] [C] [div.] [C] [ohmi]

1 30 30.5 18 29 12 31 1122 40 39.7 18 41 16 40.8 1153 50 50.7 18 51.5 21 49.5 119.5

Fig.13


60

Tabelul cu date citite la racier

[min.] 0 1 2 3 4 5 6

Nt [C] 51 47 43.2 39.3 35.5 31.5 27.6

t

.min.grd

4 3.8 3.9 3.8 4 3.9

Determinarea temperaturilor cu ajutorul termocuplului

n [div.] 12 16 21e [mV] 0.31488 0.41984 0.57728

ct [C] 32 40.5 51

Tabelul cu date prelucrate

Nn Nt En Et Ee pe Re tce[div.] [C] [div.] [C] [%] [%] [%] [%]

12 30.02 11.5 30.5 0.16 -0.03 0.03 0.0622 40.08 20.7 39.77 -0.5 0.05 0.02 0.00132 50.16 31.7 50.18 0.003 0.03 0.05 0.016

MASURI DE PROTECTIA muncii si a aparaturii- Instalatia nu prezinta pericol pentru cei ce o manevreaza daca racordurile

electrice sunt in stare buna;- Se va controla starea tehnica a stecherelor, prizelor, conductorilor electrici.

Instalatia este legata la pamant;- Nu se admit mutari ale aparatelor din instalatie (milivoltmetrul de exemplu

este foarte sensibil la socuri);- Nu se deschide complet robinetul apei de racire, rezistenta hidraulica a

serpentinei vasului este destul de mare asa incat presiunea din conducta de alimentarecu apa poate arunca uneori furtunul de pe racordul de intrare in vasul incalzitor;

- La incheierea lucrarii se va avea grija sa se deconecteze instalatia de la reteauaelectrica si sa se inchida robinetul apei de racire.

Laboratorul 7ETALONAREA TERMOCUPLELOR

61

1. GENERALITATI

Termocuplul este un ansamblu format din doi conductori din metale diferitesudati la ambele capete (fig. 1).

Una din suduri (sudura rece) este mentinuta la o temperatura constanta de 0Csau de 20C in scopuri industriale, in timp ce cealalta sudura (sudura calda) esteintrodus in spatiul a carei temperatura sorim s-o determinam.

Din cauza diferentei de temperatura dintre cele doua suduri, in circuit apare uncurent termoelectric i (efect Peltier-Thompson) care poate fi pus in evidenta cuajutorul unui instrument indicator ce poate fi montat fie la extremitatile celor doiconductori (fig. 2a) fie in serie cu unul din conductori (fig. 2b).

In primul caz sudura rece de realizeaza prin conectarea firelor la borneleinstrumentului. Acest montaj se utilizeaza in industrie cand temperatura nu variazaprea mult si nu se cer indicatii de precizie ridicata.

In al doilea caz sudura rece se introduce intr-un recipient in care temperaturaeste mentinuta constanta si egala cu 0C.

Notam cu e tensiunea termoelectromotoare, in milivolti, care apare in circuitdatorita diferentei de temperatura t dintre cele doua suduri, cu i curentul termoelectricin miliamperi si cu R rezistenta externa, formata din rezistenta termocuplului TR si asarmelor de legatura LR iar r, rezistenta interna a aparatului de masura.

Curentul termoelectric este dat de legea lui Ohm:

rR

e

R

ei

ext

t

T

t

.

, (1)

Fig.1

Fig. 2

Laboratorul 7

ETALONAREA TERMOCUPLELOR


62

riRie extt . ,

TLext RRr . (2)

Produsul uri reprezinta caderea de tensiune pe rezistenta instrumentului iar.extRi reprezinta caderea de tensiune pe restul circuitului.

Tensiunea termoelectromotoare e depinde de diferenta de temperatura dintrecele doua suduri.

Determinand experimental dependenta lui e fata de t (curba de etalonare), cuschema din figura 2b se obtine o curba de natura parabolica (fig. 3a) si care reprezintaalgebric o ecuatie de forma:

tfbtatet 2 . (3)Tensiunea termoelectromotoare e depinde de natura materialelor conductorilor

(prin coeficientii a, b) si de temperatura, insa este independenta de rezistentacircuitului.

Cupland relatiile (2) si (3) vom obtine: uRietf extt . . (4)

Daca

riu saur

ui (5)

si rezulta:

1.. r

RuuR

r

uetf extextt . (6)

In relatia (6) se masoara rezistenta circuitului exterior .extR , se citeste pecadranul aparatului rezistenta sa interna r sau eventual se masoara, iar caderea detensiune pe aparat u se citeste direct la aparat, in milivolti, instrumentul indicator fiindun milivoltmetru.

Daca instrumentul de leaga in locul sudurii reci (fig. 2a) acesta va aveatemperatura 0t a mediului in care se afla instalatia. In acest caz 0tt este diferentade temperatura dintre cele doua suduri ale termocuplului care creaza tensiuneatermoelectromotoare.

Fig. 3


63

22 CtBtAbae . (7)Curba tfet este obtinuta prin translatia spre stanga cu distanta 0t a curbei fe (fig. 3b).Pentru temperatura 0tt tensiunea termoelectromotoare te va fi:

0teteee

Curba fe o putem obtine in laborator cu montajul din fig. 2a(temperatura 0t fiind temperatura milivoltmetrului dterminata cu un termometru decamera).

Vom lua doua valori 1t , 2t , pentru care corespund doua valori 1 , 2 putandmasura

1e si

2e . Vom forma un sistem de doua ecuatii:

2ii bae i ; 2,1i

din care se determina necunoscutele a si b.

Procedeul de etalonare consta deci in mentinerea sudurii calde la temperaturicunoscute t, sudura rece fiint 0t si citindu-se diversele valori u, se calculeaza e.

Se pot determina astfel cele doua constante a si b deci si curba tfet .

Observatie:Daca se va utiliza montajul din fig. 2b, constantele a si b se vor determina

folosind sistemul de doua ecuatii:2

iit btate i ; 2,1i

2. APARATURA DE LAORATOR

Instalatia experimentala este reprezentata in schema din fig. 4.

Fig. 41- Autotransformator, 2- Termometru cu mercur, 3 Cuptor tubular cu temperatura

comandata, 4 Termocuplu, 5 milivoltmetru.


64

3. EFECTUAREA MASURATORILOR

Se verifica daca instalatia este legata dupa schema si daca cursorulautotransformatorului sta la zero. Se introduce cordonul de alimentare aaurotransformatorului la priza si se roteste cursorul in sensul acelor ceasornicului, panace voltmetrul V indica o tensiune 1U cu care este alimentata rezistenta cuptorului .Caldura dezvoltata de rezistenta cuptorului serveste la incalzirea acestuia.

Prin incalzire cuptorul cedeaza caldura catre mediul ambiant. In momentulstabilizarii regimului, caldura dezvoltata de rezistenta cuptorului este egala cu calduracedata mediului ambiant.

Stabilizarea se constata urmarind variatia temperaturii indicata de termometrul tcitita la intervale de 5 minute. Daca la trei citiri succesive temperatura ramaneconstanta, se considera regimul ca fiind permanent si se pot face citirile exacte aletemperaturii, indicate de termometrul 2, precum si a tensiunii u indicata de instrument.Se repeta operatia rotind cursorul autotransformatorului pana ce voltmetrul va indica otensiune 2U si dupa stabilizarea regimului se vor face citirile temperaturii t indicate determometrul 2 si a tensiunii milivoltmetrului 5.

Se vor face cel putin doua citiri dupa care instalatia se va opri (cursorultransformatorului se aduce la zero si se scoate cordonul electric din priza.

Rezultatele citirilor se trec intr-un tabel de forma urmatoare:

Nr. U t 0t u ecrt. (v) (C) (C) (C) (mV) (mV)12

Cu cele doua valori 1t si 2t se calculeaza valorile 1 si 2 si se formeazasistemul:

2iii bae , valorile ie se iau din tabel.

Rezolvarea sistemului duce la determinarea celor doua constante a si b siimplicit a curbei tfet .

Exemplu de calcul:

Nr. U t 0t u e

crt. (v) (C) (C) (C) (mV) (mV)1 5 75 25 50 2.4 2.642 15 160 25 135 6.4 7.04


65

1.

r

Rute ext unde 5.0. extR ,

r = 5

S-a rezolvat apoi sistemul 2iii bae , unde 0ttii ,

Ct 250 si s-au obtinut urmatoarelevalori:

051115.0a0000337.0b

Cu aceste valori se poste trasacurba de etalonare

2btate t (fig. 4).

4. PROTECTIA MUNCII

Se va controla starea tehnica a stecherelor, prizelor si a conductorilor electrici.Se va controla daca instalatia este pusa la pamant prin firul de masa.

Lucrarea trebuie efectuara numai dupa ce echipa cunoaste foarte bine instalatiasi efectuarea determinarilor. Orice modificare in schema electrica a instalatiei va firealizata cu aprobarea cadrului didactic indrumator.

La oprirea lucrarii se va intrerupe alimentarea cu energie electrica.

Fig. 5


66

Seminarul 1

67

SIMBOLURI UTILIZATE I UNITATI DE MASURA N S. I.

m [kg]- masa; M [kg/kmol] - masa molar; n [kmol] - cantitatea desubstan.

t [0 C] - temperatura relativ; T [K] - temperatura absolut.R=8314 [ J/kmol K] constant general(universal) a gazelor.VM =22,414 [Nm

3/kmol] - volumul molar al unui kmol.A, S [m2] - arie, seciune.I [J] - entalpie; i- J / kg - entalpie specific.c [J/kg K] - capacitate caloric specific (caldur specific).

21

/t

c J kgKt

- capacitate caloric specific medie.

cM [J/kmol K} capacitate caloric specific molar.cV [J/kg K] - capacitate caloric la volum constant.cp [J/kg K] - capacitate caloric la presiune constant.L [J] - lucru mecanic; [J/kg] - lucru mecanic specific.c, w, u [m/s] - vitez; [m] - lungime.C [J/K] - capacitate caloric.d [m] - diametru ; de [m] - diametru echivalent.E [ J] energie; e [J/kg] - energie specific.Ex [J] - exergie ; ex [J/ kg] exergie specific.

.

m [kg/s] - debit masic.F[N] - for ; n - ndicele transformrii politropice(exponent politropic).g [m/s2] - acceleraie grarvitaional ; n [rot/mn] - turaie.Hi [J/kg] - putere calorifc nferioar a combustibilului.Hs [J/kg] - putere caloric superioar a combustibilului.p [Pa, N/m2] - presiune ; pB[Pa, N/m

2] - presiune barometric.pd [Pa, N/m

2] presiune dinamic ; ps [Pa, N/m2] presiune static. [1/K] - coeficient de dilatare termic; , - coeficient de debit.P[W] - putere ; [1/K] - coeficient de dilatare volumic ; exponent

adiabatic. [m] - grosime.

Q[J] caldur ;.

Q [ W] - flux termic;.

q [W/m2] - densitatea fluxuluitermic.

- eficien frigorific.r, lv [J/kg] - caldur de vaporizare(condensare).r [J /kgK] - costant specific a gazului.t - - randament termic ; c - randamentul ciclului Carnot; i - randament

ndicat.

Seminarul 1


68

a - randament adiabatic; m - randament mecanic; e - randament electric.S [J/K] - entropie; s[J/kg K] entropie specific.U [J] - energie intern; u [J/kg] - energie intern specific.

V [m3] - volum; v [m3/kg] - volum specific;.

V [m3/s] debit volumic. [kg/ms] vscozitate dinamic; 2 /m s - vscozitate cinematic.i - - participaie masic; i - participaie volumic. - raport de presiune ; [kg/m3] - densitate.

[ / ]N m - te

ÎNDRUMAR LABORATOR - tmt.ugal.ro · hidraulica a rețelei este materializată prin opturatorul VL și poate fi reglată prin variația deschiderii acestuia de la debitul zero (obturator

Text of ÎNDRUMAR LABORATOR - tmt.ugal.ro · hidraulica a rețelei este materializată prin opturatorul VL...

calafat.org.ro · masura 111) 108.000 411 (prin masura 121) 573.260 411 (prin masura 123) 100.000 413 (prin masura 312) 414.740 413 (prin masura 313) 396.000 413 (prin masura 322)

PROIECT ERASMUS+ 2017-1-RO01-KA102-035798...Există mai multe criterii după care rezistoarele se pot clasifica, dintre care, cele mai generale sunt: 1. după variația rezistenței

BULETIN ROMÂNE SF. ANTONIE CEL MARE VIENA · disprețuiască tinerețile tale, ci fă-te pildă credincioşilor prin cuvânt, prin purtare, prin dragoste, prin duh, prin credință,

CAPITOLUL 3. STABILIZATOARE DE TENSIUNE - eprofu.ro · 3.2.1 Stabilizatoare de tensiune în raport cu variația tensiunii de intrare. Când tensiunea de intrare se modifică între

Str. Ioan Curea nr.1, 300224, Timișoara, ROMÂNIA … · Fig. 3 Variația deplasării verticale in timp si curba moment-rotire in grinzi pentru structurile MRF Fig. 4 Variația deplasării

INSTRUCTIUNI DE FUNCTIONARE INTRETINERE INSTALARE SI ... · ATENȚIONĂRI 1 Mașina de gătit este reglată pentru gaze petrolier lichefiate G30(GPL). Înaintea instalării verificaţi

THERMOMIX™ TM5 · arsuri, rănire, nu încercați să des-chideți capacul bolului cu forța. • Deschideți capacul bolului de mixare numai când viteza este reglată la “O”

· imagistica prin rezonanta magnetica a coloanei vertebrale imagistica prin rezonanta magnetica a abdomenului imagistica prin rezonanta magnetica a pelvisului imagistica prin rezonanta

RAPORT TRIMESTRIAL ÎNTOCMIT LA 31 MARTIE 2017 · Variația câstigului salarial mediu brut lunar (yoy) Societatea de Investiţii Financiare TRANSILVANIA S.A. Braşov RAPORT DE ACTIVITATE

Productivitatea în mișcare. - claas.ro · 9 8 Presiunea exercitată asupra solului poate fi reglată din cabină Viteza benzilor este reglată continuu, în mod automat Inversarea

OPTIMIZĂRI ÎN INGINERIA ȘI MANAGEMENTUL CALITĂȚII · 2017. 2. 26. · Variația pe termen scurt și lung Răspunsul procesului Y Pe termen scurt se include numai variația datoratăcauzelor

Neologisme Frazeologice Și Variația Lor În Discursul Public - Juravle Iulia

„Întăriţi trupul vostru prin muncă şi mintea voastră prin studiu” · 2020. 6. 4. · „Întăriţi trupul vostru prin muncă şi mintea voastră prin studiu” SOCRATE

Protherm Tiger 24 (12) KTZ şi 24 (12) KOZ utilizare centrala...Centrala râmăne în stare de funcţionare, dar presiunea trebuie reglată la valoarea prescrisă 1 – 2 bari. Temperatura

Variația lexicală din Pola de Siero (Asturia, Spania)2019)_Variatia_lexicala... · 2020. 4. 7. · VARIAIA LEXICAL DIN POLA DE SIERO (ASTURIA, SPANIA) CRISTINA BLEOR U Universitatea

Proiectarea Tehnologiei de Fabricatie Prin Prelucrari Mecanice Prin Aschiere

Prin. Dr. Babasaheb Sangale Prin. Dr. T. N. Salve

· Decizia nr. 669 din 12 noiembrie 2014 referitoare la exceptia 24 modificäri prin 25 modificäri prin 26 modificäri prin 27 modificäri prin 28 completat prin de neconstitutionalitate

Pentru instalatorul autorizat / Pentru utilizator - proidea.ro · Caracteristici distinctive speciale ale produsului Puterea maximă a aparatelor poate fi reglată progresiv prin

PROIECT - referateok.ro- prin nituire - prin sudare 1. Nedemontabile: - prin lipire - prin presare Asamblari: - prin filet - cu pene 2. Demontabile: - canelate - cu elemente elastice

SOLAR KERBEROS 250.B 250.S 320.B 320stocareenergie.ro/wp-content/uploads/Kerberos-stocareenergie.ro.pdf · temperatura reglată, Solar Kerberos poate comuta energia la încărcare,

KM C227-20161219122053 · Abordarea prin cost ; Abordarea prin piata , Abordarea prin venit 111.5.1. Abordarea prin piata Cadru General Abordarea prin comparatia directa consta in

ANALIZA SISTEMULUI DE EXCITAȚIE DE CURENT CONTINUU CU ... · Reglajul curentului de excitație Iex al excitatoarei se realizează prin variația rezistenței ohmice Rex a BEM-ului

Numai cu post „I · 2017-11-26 · a propriilor sale trăiri dobândite în isihie prin stăruinţă, prin despătimire, prin înfrânare, prin post, prin priveghere şi rugăciune

Manual de utilizare şi întreţinere · Centrala este dispusă din fabricaţie să funcţioneze, să fie reglată şi supusă lucrărilor de întreţinere fără ca aceste operaţii,

Chamber of Deputies · 2018. 10. 10. · M. Of. nr. 18/10 ian. 2011 2 modificäri prin 3 modificäri prin 4 modificäri prin 5 modificäri prin 6 modificäri prin Decret pentru promulgarea

înțelegem, în general, orice fenomen fizic legat de ... · Variația proprietăților fizice ale substanței la încălzirea sau răcirea ei, schimbul de căldură dintre corpurile

reclamanţilor atât prin lege, cât şi prin convenţia

AUDIT PRIN (a partire dal Bando PRIN 2009)

Ghid-selectie-Multilift RO web...Variația apelor reziduale este luată în calcul pentru dimensionarea corectă a soluției de pompare. Dimensionarea se realizează în două etape:

Documents

ÎNDRUMAR LABORATOR - tmt.ugal.ro · hidraulica a rețelei este materializată prin opturatorul VL și poate fi reglată prin variația deschiderii acestuia de la debitul zero (obturator

Text of ÎNDRUMAR LABORATOR - tmt.ugal.ro · hidraulica a rețelei este materializată prin opturatorul VL...