(50)
де
Drном - абсолютна погрішність визначення r по таблицях, кг/м3.
Середня квадратична відносна погрішність виміру витрати розраховується:
(51)
Гранична погрішність виміру витрати знаходиться з рівняння (3.35):
(52)
Розрахунок діафрагми за допомогою вищенаведеного алгоритму проведено на ЕОМ. Результати розрахунку приведені нижче. По отриманим даним вибираємо діафрагму камерну ДК6-50 ДСТ 14321-73.
Розрахунок виконують у такій послідовності. За видом середовища та його параметрами визначають необхідні дані для розрахунку густини r (кг/м3), кінематичної в’язкості υ (м2/с) і показника адіабати æ.
Знаходять надлишок тиску в лінії ΔРΛ при максимальній витраті:
ΔРΛ=ΔРПР+ΔРМ (53)
При цьому значення ΔРПР і ΔРМ визначають за рівняннями
(54)
(55)
де ΔРПР - надлишок тиску на прямих ділянках трубопроводу при VМАКС, Н/м2;
ΔРМ - надлишок тиску в місцевих опорах при VМАКС, Н/м2;
λі - коефіцієнти гідравлічних опорів тертя, що залежать від режиму руху потоку;
ξj - коефіцієнти місцевих гідравлічних опорів;
Lі - довжина прямих ділянок трубопроводів, м;
Dі - умовні діаметри прямих ділянок трубопроводів, м; ωі, ωj - середні за перерізом швидкості потоку в трубопроводі чи місцевому опорі, м/с.
Величина ω визначається з рівняння:
ω = 4V / πDi23600 (56)
Коефіцієнт λ для круглих шорстких сталевих і чавунних трубопроводів знаходять за формулою, що справджується при Rе >2320:
(57)
де ε = е/Di - відносна шорсткість; е - середня висота виступів, мм.
При величині Rе < 2320 коефіцієнт:
λ = 64/ Rе (58)
Для круглих труб число
Rе = ω iD / υ (59)
Надлишок тиску DРромакс у РО обчислюють при VМАКС за формулою:
(60)
де ΔРГ = ρgΔh, а Δh - різниця рівня верхньої і нижньої відміток трубопроводу.
Визначають за одним із наступних рівнянь значення пропускної здатності КVМАКС залежно від V МАКС і DРромакс.
Для потоку газу при його докритичному режимі течії, коли ΔРρо <ΔРКР = 0,5Р1:
(61)
При критичному режимі течії газу (ΔРρо >0,5Р1):
(62)
де - максимальна об’ємна витрата газу при нормальних умовах, нм3/с; r - густина рідини, кг/м3; rн - густина газу при нормальних умовах, кг/м3; Т1 - температура газу перед РО, К; Р1 - тиск газу перед РО, Н/м2; Р2 - тиск газу після РО, Н/м2; К' - коефіцієнт стисливості, що враховує відхилення газу від закону ідеального газу.
Коефіцієнт стисливості визначається з наступних умов: якщо (Р1-Р2) /Р1<0,08, то К’=1; при (Р1 - Р2) /Р1>0,08 його розраховують із співвідношення
К’=1-[0,46 (Р1 - Р2) /Р1] (63)
За знайденим значенням Кvмакс обчислюють умовну пропускну здатність Кvy, яка перевищує розрахункове значення на 20%, за формулою:
Кvy = 1,2 Кv макс. (63)
Беруть найближче більше значення Кvy, вибирають характеристику РО і визначають діаметр умовного проходу Dу.
Розрахунок регулюючого органу за допомогою вищенаведеного алгоритму проведено на ПЕОМ. Результати розрахунку приведені нижче.
Засоби вимірювання технологічних параметрів необхідно обирати у відповідності до вимог технологічного регламента виробничого процесу. При цьому норми і показники технологічних параметрів у регламентах можуть бути представлені двома способами: номінальним значенням (ХН) з межево-припустимими відхиленнями (e), чи діапазоном припустимих значень параметра (s). Межево-припустиме відхилення - це межі відхилень від ХН, усередині яких припустимо вести технологічний процес з достатньою ефективністю. Діапазон припустимих значень параметра - це область значень технологічного параметра, у якій припустимо вести технологічний процес без суттєвої зміни ефективності. Дані технологічного регламенту є початковими для визначення похибки вимірювання вимірювальних засобів, яка має бути притаманна їм при експлуатації у складі системи автоматизації. Визначення похибки вимірювання здійснюється у відповідності з наступним правилом: похибка вимірювання параметра не повинна перевищувати e/3 чи s/6.
Як правило вимірювання технологічного параметра здійснюється за допомогою вимірювального комплекту, до складу якого входять первинний перетворювач (датчик), проміжний перетворювач (в окремих випадках) і вторинний прилад. Тому похибка вимірювання такого вимірювального комплекту буде залежати від похибки усіх складових.
Розрахунок загальної похибки вимірювального комплекту температури передбачає визначення характеристик складових, що утворюють комплект. Вимірювальний комплект складається з термоелектричного перетворювача типу ТХА-2088 з основною похибкою 0,5% і вторинного приладу класу точності 0,5 з діапазоном шкали 0¸500 0С та ціною поділки 5 °С, а вимога технологічного регламенту до вимірювання температури задана умовою - (210±10) 0С.
У відповідності з рис.5 позначення складових похибки наступні: D - вимірювального комплекту; Dвп - вторинного приладу; Dд - термомерта; Dсл - з’єднувальних ліній; Dм - методична; Dсч - зчитування; D1 - основна вторинного приладу; D2 - додаткова внаслідок коливань температури навколишнього повітря для вторинного приладу; D3 - додаткова внаслідок коливань напруги живлення у мережі для вторинного приладу; D4 - додаткова внаслідок впливу магнітних полів; D5 - основна датчика; D6 - додаткова внаслідок нагріву датчика вимірювальним струмом; D7 - динамічна для датчика.
Рисунок 5 - Складові похибки вимірювального комплекту температури.
Визначають границі основної похибки:
(64)
Додаткові похибки вторинного приладу визначаються згідно технічних умов на вторинний прилад. При цьому відомо, що додаткова похибка D2 не перевищує 0,2 основної похибки на кожні 10 0С від нормальної температури (20 0С) у межах робочої області вимірювання. Приймаючи до уваги, що у місцях встановлення приладу температура повітря може змінюватись (Dt) від 15 до 35 0С, величина D2 становить:
(65)
Додаткова похибка D3 обчислюється за формулою:
(66)
де gU = 0,25% - додаткова похибка внаслідок коливань напруги у мережі у межах В встановлена технічними умовами на прилад.
Додаткова похибка D4 для вторинного приладу А-542 не нормована, тому D4=0.
Границі основної похибки D5 датчика становить
(67)
Додаткова похибка D6 для всіх класів ТСП встановлена на рівні 0,1% при температурі 0 0С, що відповідає ±0,25 0С. Похибкою D7 найчастіше зневажають, припускаючи інерційність датчика невелику і достатньо добрі умови теплообміну, тобто D7=0.
Похибка від лінії зв’язку обумовлюється в основному відхиленням номінального опору лінії зв’язку вторинного приладу з ТСП, припустиме значення відхилення якого складає до 0,01 Ом чи приблизно Dлс=±0,2 0С. Вважаючи умови перемішування достатніми можна додаткову похибку Dм не ураховувати.
Похибка зчитування Dсч для показуючих приладів, що пов’язана з неточністю відліку показань оператором, приймається у практичній роботі на рівні половини ціни поділки, тобто Dсч=±0,5 0С. Таким чином, підсумкова похибка вимірювального комплекту становить
Отримане значення похибки вимірювання обраними приладами не перевищує e/3 = 1,0 0С, що відповідає вимогам технологічного регламенту.
Розрахувати надійність контуру регулювання - це означає визначити її кількісні характеристики надійності за відомими характеристиками елементів, з яких складається контур регулювання.
При розрахунку контурів регулювання, що складаються з кількох елементів, ймовірність безвідмовної роботи контуру (Рс) дорівнює добутку ймовірностей безвідмовної роботи окремих елементів:
, (68)
де: - кількість елементів контуру;
- ймовірність безвідмовної роботи і-го елемента.
Однак на практиці частіше всього для розрахунку ймовірності безвідмовної роботи використовується середня інтенсивність відмов λі тому, що цей параметр присутній в паспортах приладів.
, (69)
де Ті - середній час безвідмовної роботи;
Тоді ймовірність безвідмовної роботи контуру регулювання можна розрахувати за формулою:
,
де - час роботи елемента контуру;
- інтенсивність відмов і-го елементу;
- кількість елементів в контурі.
Під час розрахунку ймовірності безвідмовної роботи контуру регулювання треба враховувати, що середня кількість днів роботи контуру протягом року - 300, контур працює 24 години на добу. (300·24=7200 год на рік).
Розглянемо контур регулювання температури. Порівняємо ймовірність безвідмовної роботи контуру, розробленого на локальних засобах та з використанням мікропроцесорного контролеру Р-130 терміном за 1 рік.
(2.70)
де 1-1 - термоелектроперетворювач;
перетворювач;
Реміконт Р-130
підсилювач потужності;
виконавчий механізм.
(71)
Висновок: застосування мікроконтролера збільшує надійність контуру регулювання на 2%
Страницы: 1, 2, 3
