Masurarea debitului

MASURAREA DEBITULUI

DEFINITIE

Masurarea cinematica derivata, scalara si reprezinta cantitatea de substanta solida, lichida si gazoasa care trece in unitatea de timp.

UNITATI DE MASURA

Debitul de volum: reprezinta volumul de fluid scurs in unitatea de timp printr-o sectiune.

     Q_v - debit de volum

∆v - volum scurs

∆t - timpul in care se scurge volumul de fluid ∆v

se noteaza in: - m³/h

l/h

Debitul de masa: reprezinta masa de fluid scursa in unitatea de timp pentru o sectiune.

                    Q_m - debit de masa

∆m - masa de fluid scursa

∆t - timpul in care se scurge masa de fluid ∆m

se noteaza in: - kg/h

t/h

METODE SI APARATE PENTRU MASURAREA DEBITULUI

3.1 Masuri si aparate:

1. METODA VOLUMETRICA

a)     Definitie:

se aplica la lichide si gaze

reprezinta suma anumitor volume elementare de fluide constante in intervalul de tip in care se face determinarea

b)     Aparate:

aceste contoare volumetrice sunt instrumentre prevazute cu una sau mai multe camere de volum cunoscut.

2. METODA GRAVITATIONALA

a)     Definitie:

este o metoda de masurare a debitului care se aplica la lichide si gaze

b) Aparate

3. METODA MICSORARII LOCALE A SECTIUNII DE CURGERE

a)     Definitie:

- se aplica la lichide si gaze

- aceasta metoda foloseste proportionalitatea care exista intre debitul trecut prin sectiunea strangulata si pierderea de presiune produsa local

- se aplica la conducte, la orificii proiectate in peretii reyervoarelor cat in canalele deschise

b) Aparate:

Ajutajul de masurare
	este un dispozitiv cu reducere locala a sectiunii de curgere, a fluidului prin conducta de sub presiune masurand caderea de presiune in amonte si aval
Tub Venturii
	- este un despozitiv de reducere a sectiunii de trecere a unei conducte sub presiune - are forma convergent - divergent - intre cele 2 portiuni exista o zona scurta cilindrica numita gatuire
Ajutajul Venturii Eseu: CAIET DE SARCINI pentru executia infrastructurii din beton armat Referat: Manual de reabilitare termica a cladirilor prin imbunatatirea protectiei termice a peretilor exteriori
	se continua cu un difuzor care are un tub divergent de conicitate mica si de lungime redusa
Diafragma
	- este o rezistenta locala creata in interiorul unui conductor
Orificiu de masurare
	- este o deschidere amenajata in peretele unui rezervor de lichid
Duza de masurare
	- este un ajutaj calibrat convergent fixat pe peretele rezervorului

4. METODA CENTRIFUGALA

a) Definitie:

5. METODA REZISTENTEI OPUSE DE UN CORP LA INAINTAREA FLUIDULUI

a)     Definitie:

foloseste propertionalitatea care exista intre debitul trecut printr-un tub

aceste mijloace de masurare se numesc rotametre

b)     Aparate:

6. METODA EXPLORARII CAMPULUI DE VITEZA

a)     Definitie:

foloseste legatura directa dintre debit si viteza de curgere a fluidului

se aplica la lichide si gaze

b)     Aparate:

7. METODA ELECTROMAGNETICA

a)     Definitie:

se aplica la lichide cu o anumita conductibilitate

se bazeaza pe proportionalitatea dintre foita electromotoare inclusa de un curent de lichid, la trecere printr-un camp magnetic

b) Aparate:

8. METODA INJECTARII SAU DILUTIEI

a)     Definitie:

consta in introducerea unor solutii identificabile in fluid, determinata in aval o concentratie de substante

se folosesc

• tresori neradioactivi (Na₂Cr₂O₇, NaCl, LiCl)
• tresori radioactivi (brom 82, sodiu 24, crom 51, tritiu, aur 198)

Masurarea temperaturii

3.1. Notiuni introductive

O serie intreaga de procese tehnologice din industria metalurgica,chimica,constructoare de masini sunt puternic influentate de temperatura,de aceea masurarea cu precizie a acestui parametru are o importanta deosebita.

Definitie:

Temperatura este marimea fizica fundamentala ce caracterizeaza starea de incalzire a unui corp.

3.1.1 Scari de temperatura

Pentru reperarea temperaturilor era nevoie sa defineasca  doua puncte fixe ca puncte de reper.S-a convenit deci,sa se aleaga doua fenomene simple,usor de reperat si care,in conditii identice,sa se produca intotdeauna la aceleasi valori de temperatura.Fenomenele alese sunt topirea ghetii si fierberea apei,petrecute amandoua la presiunea de 1 atm(760 mm Hg).

La primul fenomen se ia in considerare temperatura de echilibru intre gheata si apa saturata cu aer,rezultata din topire,iar la cel de-al doilea,temperatura de echilibru intre apa si vaporii ei,rezultati din fierbere.

Impartindu-se intervalul dintre cele doua puncte fixe de repere intr-un anumit numar de parti egale,se determina o scara de masurare a temperaturii,numita scara termometrica.

Diviziunile unor astfel de scari termometrice se numesc grade si se noteaza cu semnul s.

Scari de temperatura

Scara international valabila ,si totodata cea mai raspandita,este scara centigrada,adica scara in care intervalul mentionat este impartit in 100 de parti egale.aceasta scara este cunoscuta si sub numele de scara Celsius.

O alta scara,folosita din ce in ce mai rar,este sca Réaumur,la care tenperatura de topire a ghetii este insemnata cu 0,iar cea la care fierbe apa,cu 80.Intervalul este impartit in 80 de parti egale.

Scara Fahrenheit,care,desi incomoda,mai este folosita curent in Anglia si SUA,noteaza temperatura la care se topeste gheata cu 32,iar cea la care fierbe apa,cu 212.Intervalul este impartit in 180 de parti egale.

Gradele de temperatura sunt denumite dupa numele scarilorExista,astfel grade Celsius,grade Réaumur si grade Fahrenheit.Ele se noteaza:sC,sR,sF.

S-a convenit ca temperaturile aflate sub diviziunea 0 sa fie precedate de semnul"+"(minus),oar cele de deasupra lui cu semnul "+"(plus).Pentru conversiunea intre cele trei scari de temperatura,se tine seama de urmatoarea relatie:

5sC=4sR=9sF

Raportate la unitate,relatiile de echivalenta au urmatoarea forma:

1sC=0,8sR=1,8sF

Scara termodinamica absoluta (scara Kelvin) este tot o scara centigrada,determinata pe baza legilor gazului perfect.Astfel,s-a stabilit ca presiunea unui gaz perfect este nula atunci cand temperatura la care se afla acel gaz atinge valoarea de - 273,16sC.Deoarece presiunea nu poate fi mai mica decat 0,se ajunge la concluzia ca - 273,16sC este o temperatura limita inferioara,adica o valoare care nu mai poate fi depasita.

Aceasta limita inferioara,sub care temperatura nu mai poate cobora,poarta numele de 0 absolut.

3.2. Masurarea temperaturilor

Toate proprietatile fizice ale corpului depind,intr-o masura mai mica sau mai mare,de temperatura,insa,pentru masurarea acesteia,se aleg,pe cat posibil,proprietati care variaza in acelasi sens cu temperatura,nu sunt supuse influentei altor factorisi se pot masura cu precizie.Proprietatile care corespund acestor conditii sunt:dilatarea volumica,aparitia fortelor termoelectromotoare,variatia rezistentei electrice si variatia intensitatii de radiatie si ele stau la baza constructiei aparatelor pentru masurarea temeperaturilor.

1.Termometre de dilatare cu lichid

Termometrele cu lichid sunt formate dintr-un tub capilar de sticla terminat la partea inferioara printr-un mic rezervor de forma alungita sau sferica umplut cu mercur,alcool sau alt lichid termometric.(de exemplu toluen).Tubul capilar este inchis la capatul superior,dupa ce a fost vidat.Sub efectul cresterii sau scaderii temperaturii,lichidul se dilata sau se contract,avand ca efect urcarea,respectiv coborarea coloanei de lichid in tubul capilar,de-a lungul unei scati gradate.

Termometrele cu mercur sunt folosite pentru  masurarea temperaturilor ridicate,in timp ce termometrele cu alcool pot masura temperaturi.

Termometru cu

lichid

2.Termometre mecanice de dilatare

a)Termometrul cu tija este compus din tubul 1,cu coeficient de dilatare 1 si din tija 2 cu coeficient de dilatare

Introducand termometrul in mediul a carui temperatura o masuram,tija se va dilata si va deplasa acul indicator pe scara gradata.Diferenta de dilatare optima se poate obtine daca,de exemplu,tubul este din portelan iar tija din aluminiu.

Termometru cu tija Termometru bimetalic

b)Termometrul bimetalic este alcatuit dintr-o lama bimetalica incastrata la un                   

capat si libera la celalalt.Lama se obtine prin sudarea a doua lamele metalice,1 si

2,cu coeficienti de dilatare diferiti, 2> 1.Prin incalzire,lama se indoaie deoarece lamela 2 se alungeste mai mult decat lamela 1.Pe acest principiu se bazeaza functionarea termometrului cu lama bimetalica in forma de U.

3.Termometre manometrice

Aceste aparate sunt alcatuite din trei parti egale si anume:un tub metalic 1,care se va aseza in mediul a carui temperatura se masoara,un tub capilar flexibil 2,a carui lungime poate atinge pana la 25-30m,si un aparat cu cadran construit pe principiul manometrului cu element elastic.Elementul elastic 3,prin intermediul parghiei 5,actioneaza acul 4 care se deplaseaza pe o scara gradata.

Tubul metalic 1,tubul capilar 2 si elementul elastic 3 sunt umplute cu un fluid.Functionarea termometrului manometric se bazeaza pe faptul ca,variatia de temperatura a mediului pentru care efectuam masurarea determina in mod proportional o modificare a presiunii fluidului din interior.

Termometrele manometrice sunt folosite pentru masurarea temperaturii la masini si agregate mobile sau fixe.

Termometru manometric Schema unui termometru manometric

4.Termometre cu termocupluri

Acest tip de termometru functioneaza ca un traductor care transforma variatia temperaturii in variatia unei marimi electrice ce poate fi masurata.

Termometru cu termocuplu

si afisare digitala

5.Termometre cu rezistenta electrica

Functionarea acestor termometre se bazeaza pe proprietatea unor conductoare electrice de a-si modifica rezistenta electrica odata cu modificarea temperaturii mediului in care se gasesc.

6.Termometre cu radiatii infrarosii

Acestea sun aparate moderne,cu precizii ridicate,concepute sa masoare temperatura diferitelor materiale cum ar fi:asfaltul,materiale ceramice,suprafete vopsite,suprafete metalice oxidate,materiale de constructie.

               

Termometru cu radiatii infrarosii

7.Pirometrul

Un termometru folosit pentru masurarea temperaturilor inalte.

Pirometrul cu rezistenta de platina- se foloseste de faptul ca rezistenta electrica a firului de platina creste odata cu temperatura. Acesta, inchis intr-o carcasa de silica (bioxid de siliciu-SiO2), e pus in contact cu corpul cald. Rezistenta electrica e masurata cu ajutorul Puntii Wheatstone (un circuit electric ce foloseste trei rezistente cunoscute pentru a o afla pe cea a unui al patrulea component necunoscut), aflandu-se de aici temperatura. Un pirometru cu rezistenta de platina poate fi folosit pentru temperaturi de pana la 1200˚C, cu o acuratete de 0,01˚C.

8.Termoculori

Pentru masurarea temperaturii pieselor in miscare sau a pieselor supuse frecarii,precum si a distribuirii temperaturii pe suprafetele intinse ale conductelor sau ale carcaselor de motoare,tirbine,compresoare se folosesc creioane si vopsele indicatoare de temperatura.

Bibliografie

Ciocardia, C. : Ungureanu, I., bazele cercetarii experimentale in tehnologia constructiilor de masini, Editura Didactica si Petagogica, Bucuresti, 1979.

Ciocarlea-Vasilescu, A., Constantin, Mariana, Masurari tehnice, Editura Cvasidocumentatia PROSER & Printech, Bucuresti, 2005.

Ciocarlea-Vasilescu, A., Metologia industriala, Editura Cvasidocumentatia PROSER & Printech, Bucuresti, 2005.

Ciocarlea-Vasilescu, A., Constantin, Mariana, Ciocarlea-Vasilescu, Ioana, Elemente de tehnologie mecanica, Editura PRINTECH, Bucuresti, 2004.

Dodoc, P., Metologia generala, Editura Didactica si Pedagogica, Bucuresti, 1979.

Gheorghiu, Tatiana, Constantin, N., Auxiliar curricular pentru ciclul superior a liceului, profilul ethnic, modulul: Tehnici de masurare in Domeniu, Ministerul Educatiei si Cercetarii, 2006, Programul PHARE TVET RO 2005/005-551.05.01-02.

Ghitescu, D., Mirea, A., Istalatii tehnico-sanitare si de gaze, Manual pentru scoli profesionale, anul I si II, Editura Didactica si Pedagogica, Bucuresti, 1972.

Iliescu, C si col., Masuarea electrica a marimilor neelectrice; indrumar de laborator, Institutul Politehnic, Bucuresti, 1992.

Ionescu,G., si col., Traductoare; principii si metode de proiectare, Istitutul Politehnic Bucuresti, 1980.

Ionescu, G., Masurari tehnice si traductoare, Institutul Politehnic Bucuresti, 1975.

Micu, C. si col., Aparate si sisteme de masurare in constructia de masini,Editura Tehnica, Bucuresti, 1980.

Millea, A., Cartea metrologului-Metrologie generala, Editura Tehnica, Bucuresti, 1985.

Neagu, I., Cercetari privind utilizarea optima a mijloacelor de masurare dupa 2(3)coordinate in laboratoarele de metrologie, lucrare metodico-stiintifica pentru obtinerea gradului didactic I, Univesitatea Politehnica Bucuresti, 2004.

Neagu,I.,Constantin,Mariana,Ciocarlea-Vasileascu,A., Masuratori si legislatie metrological,Editura Cvasidocumentatia PROSER & Printech,Bucuresti,2007.

Popescu,D.,Sgarciu,V.,Echipamente pentru masurarea si controlul parametrilor de proces,Editura Electra,Bucuresti,2002.

Sturzu,A. si col., Indrumator practice uzinal si de labortor pentru controlul preciziei de prelucrare in constructia de masini,Editura Tehnica,Bucuresti,1976.

Sturzu,A.,Ionescu,Mihaela,Controlul preciziei dimensionale si geometrice,Editura PRINTECH ,Bucuresti,2006.

Udrea,C.,Dobos,F., Panaitopol,H.,Indrumar de laborator si proiectare la automate de control si servire,Institutul Politehnic Bucuresti,1980.

Lazarescu, I., si col.,Tolerante si masurari tehnice,Editura Didactica si Pedagogica,Bucuresti ,1969.