Файл: Граменицкий В.Н. Грузопоршневые измерительные приборы.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 16.07.2024

Просмотров: 130

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

ник, ареометр или нефтеденсиметр, термометр,

арифмометр и т . д . ) ,

а погрешность определения массы жидкости

в резервуарах, зави­

с я щ а я только от погрешности калибровки резервуара, погрешности

измерения высоты наполнения и погрешности

определения средней

плотности жидкости, д а ж е при строгом соблюдении всех

необходи­

мых требований может достигать 1,0—1,5%.

 

 

 

Кроме описанного метода, известен манометрический

метод

из­

мерения массы жидкостей в резервуарах. В его основе

л е ж и т

за­

висимость

 

 

 

т . ж = ^ ,

 

(IX . 13)

g

 

 

 

где Р — давление жидкости в резервуаре на

нулевом уровне; Fv

средняя площадь горизонтального сечения резервуара при данной высоте его наполнения; g — ускорение свободного падения.

Установки, основанные на манометрическом методе измерения массы жидкости, пока не получили широкого распространения на практике и применяются лишь в отдельных случаях, когда не тре­ буется высокая точность измерения.

Причина заключается в трудности обеспечения в условиях неф­ тебаз, складов и других подобных учреждений высокой точности измерения давления Р и площади Fv. Ртутные манометры, приме­ няемые обычно в таких установках для измерения давления, обес­ печивают в лабораторных условиях достаточно высокую точность измерения. В указанных условиях погрешность измерения маномет­ ров в лучшем случае составляет величину порядка 1 мм рт. ст., что соответствует ошибке в измерении уровня жидкости на 10—15 мм.

Если резервуар вертикальный и площадь сечения Fv по всей высоте постоянна, то ее легко определить с требуемой точностью. Однако практически площадь сечения резервуаров изменяется по высоте и д л я точного измерения массы жидкости, необходимой для учетных операций, следует определить величины Fv д л я различных высот наполнения, соответствующих полученным значениям Р.

Несмотря на это манометрический метод определения массы жидкости в резервуарах имеет ряд принципиальных преимуществ перед другими методами и при выполнении определенных условий, обеспечивающих необходимую точность измерения давления Р и площади Fp, может обеспечить необходимую д л я учетных операций точность измерения массы жидкости в резервуарах и значительно упростить процесс измерения.

Достаточно отметить, что манометрический метод допускает возможность дистанционных измерений, при которых все измери­

тельные

операции по определению массы жидкости в резервуаре

и

д а ж е в

группе резервуаров осуществляются централизованно

из

одного помещения, расположенного вне резервуарного парка, а вре­ мя измерений сокращается во много раз.

Во В Н Р І И Г К в течение ряда лет проводились работы по созда­ нию аппаратуры, позволяющей применить манометрический метод

101


д ля измерения массы жидкостей в резервуарах с точностью, необ­

ходимой для учетных операций.

 

 

 

 

В

результате

для указанных

целей был применен грузопоршне-

вой манометр с поршнем, уравновешенным

столбом

жидкости

[15, 57], выпускаемый в настоящее

время (в несколько

измененном

виде)

под заводским обозначением

МП-2,5. М о ж н о пользоваться и

грузопоршневым

манометром с

уравновешенным поршнем, пост­

роенным по любой из описанных

выше схем

(см. рис. 6, 8, 9 и 22).

Особенно удобно

в подобных установках использовать

манометры

с автоматизированным отсчетным устройством, так как это еще бо­ лее упрощает процесс определения массы жидкости в резервуаре.

Рис. 43. Схема установки с грузопоршневым прибором для дистанционного измере­ ния массы жидкости в вертикальных резервуарах для нефтепродуктов:

1 — датчик; 2—манометр; 3 — распределительный щит; 4— источник сжатого Боздуха

Н а рис. 43 показана схема установки

для дистанционного

изме­

рения массы жидкости в вертикальном

резервуаре.

Распредели ­

тельный щит и манометр МП-2,5 устанавливают в помещении

(вне

резервуарного п а р к а ) .

Воздухопровод,

соединяющий

манометр

с датчиком,

прокладывают

по территории базы ( с к л а д а ) .

Д а т ч и к

представляет

собой цилиндр

диаметром

140 мм, имеющий

горизон­

тальную щель шириной 1 мм.

 

 

 

 

Высота участка трубопровода, соединяющего манометр с дат­

чиком и расположенного

над крышей

резервуара,

д о л ж н а

быть

такой, чтобы жидкость из резервуара не могла попасть в трубо­ провод при повышении давления паров жидкости в пространстве над ней.

Второй воздухопровод соединяет распределительный щит с про­ странством над жидкостью в резервуаре. Воздухопровод подводит­ ся только к герметически закрытым резервуарам, в которых дав ­ ление воздуха над жидкостью может быть выше атмосферного.

102


Если резервуар заполнен горючей или взрывоопасной жид ­ костью, то при монтаже соединительного трубопровода соблюда­ ются все меры, предусмотренные техникой безопасности, в частно­

сти на

соединительном трубопроводе

устанавливаются

огневые

предохранители. С той ж е целью допускается непрерывная

подача

воздуха

(от

компрессора, баллона и

т. п.)

в трубопровод,

но при

очень малом

и по возможности постоянном

расходе.

 

Поршень манометра МП-2,5 устанавливается в нулевое положе­

ние

при сообщении резервуара манометра с атмосферой или в слу­

чае

герметизированного резервуара — при соединении его со вто­

рым

трубопроводом.

Рис. 44. Схема установки с грузопоршневым прибором для дистанцион­ ного измерения массы жидкости в горизонтальных резервуарах

Д л я передачи давления столба

жидкости к

манометру

в возду­

хопровод, соединяющий манометр

с датчиком,

нагнетается

воздух

от любого источника сжатого воздуха. Момент заполнения

системы

воздухом определяется по индикатору уровня,

представляющему

собой

пружинный технический манометр, стрелка которого в этот

момент д о л ж н а

остановиться. Прибор

обслуживается одним чело­

веком

и может

быть использован для

определения массы жидкости

внескольких резервуарах .

На рис. 44 показана схема установки с грузопоршневым прибо­

ром д л я дистанционного измерения массы жидкости в горизонталь­ ных резервуарах, заполненных ж и д к и м пищевым продуктом. Осо­ бенность схемы заключается в том, что датчик монтируется на

103


внешнем (сливном)

 

патрубке

и это облегчает его регулярную про­

мывку.

 

 

 

 

 

 

При использовании манометрического метода д л я учетных опе­

раций д о л ж н ы быть

известны

значения площади

горизонтального

сечения резервуара

Fp

д л я к а ж д о й высоты наполнения

резервуара .

Эти значения могут быть вычислены с помощью

калибровочных

таблиц на

данный

резервуар,

содержащих зависимость

объема V

от высоты

Н:

 

 

 

 

 

 

 

 

F

v = ~ .

 

(IX.14)

В вертикальных резервуарах изменения площади горизонталь­ ного сечения резервуара Fp при изменении высоты налива H незна­ чительны, поэтому для их определения в формулу (IX . 14) могут подставляться весьма приближенные значения H без ущерба для точности измерения массы жидкости в резервуаре. П р и н и м а я во внимание, что при данном давлении Р жидкости в резервуаре высо­ та H и плотность g удовлетворяют условию

P = H9g,

(IX . 15)

измерение высоты наполнения можно заменить приближенным оп­ ределением плотности Q.

Если принять для расчета приближенное

значение

плотности g,

и соответствующее значение

высоты

Я ь то

согласно

в ы р а ж е н и ю

(IX.15)

 

 

 

 

HP==JL

=

Нр,

 

(IX . 16)

g

где H и д — действительные значения соответственно высоты и плотности жидкости в резервуаре при давлении Р и ускорении g.

Если действительное значение массы жидкости в резервуаре определяется формулой

 

 

 

 

rnx

= FpHp,

 

(IX . 17)

то

значение массы,

найденное

с помощью

приближенных значений

Я ,

II Qu

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

< =

^ і

Р і

= « ж ^ ,

(IX . 18)

где Fv' — значение

площади

сечения

резервуара,

вычисленное по

формуле

(IX . 14) с

использованием

приближенного значения

и соответствующего ему значения объема .

 

 

 

Погрешность определения массы жидкости, в ы з ы в а е м а я исполь­

зованием

приближенных значений плотности,

 

 

 

S„ =

* = • - П — - ! L =

3 / , .

(IX . 19)

104


Ее величина зависит от формы резервуара .

При практическом применении манометрического метода с ис­

пользованием грузопоршневого манометра МП-2,5

нет

необходимо­

сти при к а ж д о м

определении

массы жидкости

в

резервуаре

опре­

делять

величины

Р по манометру, вычислять Нх

(по известным зна­

чениям

Р и Qi),

определять

объем V (по калибровочным

табли ­

ц а м ) , вычислять

значения Fp

для различных высот и

проводить

вычисления (на

арифмометре)

произведений

PFP.

 

 

 

Масса жидкости в резервуаре может быть легко определена по заранее составленным таблицам (основной и дополнительной) зна­ чении массы тт жидкости в резервуаре, соответствующих массе m грузов и гирь, наложенных в момент измерения на грузоприемный диск манометра . Эти таблицы составляются с помощью калибровоч­ ных таблиц на данный резервуар и уравнения, определяющего за­ висимость высоты наполнения Н\ от параметров прибора и изме­ ряемой среды:

 

 

 

m

 

 

(IX.20)

 

 

 

 

 

 

где Н\ — приближенное

значение

высоты

наполнения

резервуара,

соответствующее приближенному значению

плотности жидкости qi

и точным значениям m

массы грузов

и

приведенной

площади

поршня Рмаи; Qb плотность воздуха, соответствующая

атмосфер ­

ному давлению

В0; Q M плотность

материала грузов;

Н0 — рас­

стояние между

уровнями

расположения

щели датчика и уравнове­

шивающей жидкости в бачке манометра; g — ускорение свободного

падения.

 

 

 

 

Таблицы

составляются

в следующем

порядке. Выписываются

значения m

через к а ж д ы е

10 г от нуля до величины,

соответствую­

щей давлению жидкости в наполненном

резервуаре.

З а т е м вычис­

ляются соответствующие им значения # і

по формуле

(IX.20). П о

калибровочной таблице на данный резервуар определяются значе­

ния объема V, соответствующие вычисленным значениям Hi.

После

этого вычисляются значения тт

массы

жидкости

в резервуаре, со­

ответствующие значениям т,

по

формуле

 

 

 

 

 

 

тк

= ( V + 1/0)

Р і ,

 

 

(IX.21)

где

Ѵо — объем жидкости в резервуаре,

расположенный ниже уров­

ня

отсчета, м 3 ;

QI

приближенное значение

плотности жидкости,

кг/м 3 .

 

 

 

 

 

 

тт, соответствую­

 

Вычисленные по формуле (IX.21) значения

щие значениям

m

(через к а ж д ы е

10 г), сводятся

в таблицу

(основ­

ную) . Д л я составления дополнительной

таблицы

среднее значение

разностей соседних значений тт

из основной таблицы делится на

100 равных частей. В 1-й графе дополнительной

таблицы

указы ­

ваются значения m от 0 до 9 г (через 1 г), а в

1-й

строке — значения

105