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
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