Ma’ruza Kimyo sanoati tehnologik jarayonlarini modellashtirishga misollar. Reja

Rasm.8.7 Termoballon tuzilishi prinsipial sxemasi

1 – ximoyalovchi gilьza;

2 – termoballlon;

3 – gilьzani to’ldiruvchi modda;

4 – futorka;

5 - kapillyar trubka;

6 – vtulka;

7 – pastki ajratuvchi shayba;


8 - upl

otnitelьnaya nabivka;

9 – tepadagi ajratuvchi shayba.


Rasm. 8.6 Manometrik termometrlar prinsipial sxemasi. Tizimda bosimning o’zgarishi bilan trubasimon prujinaga ta’sir etayotgan
tizimdagi bosim va atrof muxit bosimlari orasidagi farqga proportsional ravishda hosil bo’layotgan kuch o’zgarishni boshlaydi va bu o’zgarish trubasimon prujina
bikirligi bilan muvozanatlanguncha davom
etadi.

Trubasimon prujina bir o’ramli va ko’p o’ramli ko’rinishda tayyorlanishi mumkin. Termoballon (rasm.8.7) odatda zanglamas po’latdan, kapillyar trubka esa, ichki diametri 0,2-0,4 mm bo’lgan mis yoki po’lat trubkalardan tayyorlanib, tashqi tomondan u metall o’ramlar bilan ximoyalangan bo’ladi.

Manometrik termometrlarga quyidagi qo’shimcha xatoliklar mansub:

1. 
   Atmosfera bosimi o’zgarishining ta’siri – barometrik xatolik;
   
2. 
   Atrof muxit temperaturasi o’zgarishining ta’siri – temperatura xatoligi;
   

3. 
   Termaballon va trubasimon prujina o’rnatilishiga qarab suyuqlik gidrostatik bosimining ta’siri – gidrostatik xatolik.
   

Gazli manometrik termometrlar termodinamik xususiyatlari ideal gazlarga yaqin bo’lgan azot bilan to’ldiriladi. Bu o’lchov asboblarining shkalalari bir tekis bo’ladi, chunki, o’zgarmas xajmda joylashgan gazning bosimi temperatura o’zgarishiga proportsional o’zgaradi, ya’ni,

Pt = P0 [1 + ^ (t - t0)] yoki,	(8.4)
 P = Pt - P0 = P0 ^ (t - t0) bundan,

	P
P0 =	 (t - t	0 ^)	(8.5)
bu yerda, ^			- gazning temperatura kengayish koeffitsienti;

t, t0 – o’lchanayotgan va boshlang’ich (00S) temperatura; R0 – boshlang’ich bosim, t0 temperaturada;
P - temperaturani t0 dan t gacha o’zgargandagi bosimning o’zgarishi.
R0 – odatda 1,0-5,0 MPa va ba’zi xollarda 7,0 MPa gacha chegarada bo’lishi mumkin va uning qiymati qancha katta bo’lsa, barometrik xatolik shuncha kam bo’ladi.
Atrof muxit temperaturasining o’zgarishi bilan o’lchashda ma’lum xatolik paydo bo’ladi va uni quyidagicha hisoblash mumkin:

Vм			Vк
 tm = ^Vб ( tm - t0);			 tk = ^Vб		( tk - t0);	(8.6)

Vm; Vk Vb - manometrik prujina, kapillyar va termoballon xajmlari; tm, tk - manometrik prujina va kapillyar temperaturasi; t0 - graduirovka temperaturasi (200C).
Bu tenglamalardan ko’rinib turibdiki, kapillyar uzunligi qancha katta bo’lsa, xatolik shuncha katta bo’ladi. Atrof muxit temperaturasi o’zgarishining ta’sirini kamaytirish uchun, termoballon xajmini oshirish kerak.
Suyuqlikli manometrik termometrlar to’ldiriladigan suyuqliklarga quyidagi talablar qo’yiladi: xajmiy kengayish koeffitsienti katta bo’lishi kerak; issiqlik o’tkazuvchanligi katta bo’lishi kerak; kichik issiqlik sig’imiga ega bo’lishi kerak; termometr materialiga kimyoviy inert bo’lishi kerak. Bu
talablarga simob va ksilol javob beradi (simob -30 + 6000C; ksilol -40+2000C).
Temperatura o’zgarishiga mos ravishda tizimdagi bosimning o’zgarishini

quyidagicha ifodalash mumkin:

β
P = ^μ (t - t0)	(8.7)

bu yerda, ^β - suyuqlikni xajmiy kengayish koeffitsienti;

• 
  -suyuqlikni siqilish koeffitsienti.
  

Bu o’lchov asboblarining shkalasi, bosimning temperaturadan chiziqli bog’liqligi sababli bir tekisda bo’ladi.

Suyuqlikli manometrik termometrlarning temperatura xatoligi gazli termometrlarnikidan yuqoriroq bo’lganligi sababli ularning kapillyarining uzunligi 10 m dan oshmaydi.
Barometrik xatolikni kamaytirish maqsadida suyuqlik 15-20 kgs/sm2 (ba’zi xollarda 130 kgs/sm2 gacha) bosimda to’ldiriladi. Gidrostatik xatolik o’lchov asbobi prujinasi va strelkasini korrektirovkalash yo’li bilan yo’qotiladi (termoballon prujinadan yuqorida o’rnatilganda, suyuqlikning temperatura o’zgarishidan hosil bo’lgan bosimiga suyuqlik ustunining gidrostatik bosimi qo’shiladi, agar pastda bo’lsa, unda o’lchov asbobi shu miqdorga kam ko’rsatadi).

Par-suyuqlikli manometrik termometrlar odatda termoballonning 2/3 xajmi miqdorida past temperaturada qaynovchi suyuqlik bilan to’ldiriladi (xlorli metil 0 -150⁰C, atseton 60 + 200⁰C, benzol 100 - 250⁰C). Ularning ishlashi Dalьton qonuniga asoslangan bo’lib, u moddaning kritik temperaturasigacha, to’yingan bug’ning bosimi va temperaturasi orasidagi bog’liqlikni ifodalaydi. Temperaturaning ortishi bilan suyuqlikning bug’lanishi ortadi va bug’ning bosimi (uprugosti) ortadi, bu esa, bug’ning kondensatsiyalanishining ortishiga sabab bo’ladi. To’yingan bug’ temperaturaga mos ravishda, ma’lum muvozanat bosimigacha o’zgaradi.

Bu o’lchov asboblarida temperatura xatoliklari bo’lmaydi, lekin gidrostatik, ayniqsa barometrik xatoliklarning o’lchov asbobi ko’rsatishiga ta’siri sezilarli bo’ladi. CHunki tizimdagi bosimning qiymati nisbatan kichik bo’ladi. Bu o’lchov asboblariga qo’yiladigan asosiy talablardan biri shuki, kichik temperaturalarni o’lchaganda tizimda to’yingan bug’ bo’lishi kerak, yuqori temperaturalarni o’lchaganda esa, termoballonda suyuqlik qolishi kerak.
Bu o’lchov asboblarining kamchiliklariga o’lchash chegarasining kichikligi va o’lchanayotgan temperatura bilan to’yingan bug’ bosimi orasidagi chiziqsiz bog’liqlik sababli, shkalaning bir tekisda emasligi, ya’ni, shkala boshlanishida bo’limlarning zich joylashgani va oxiriga borib, bo’limlar kengayib borishi kiradi.
Katta bosimda yoki agressiv muxitda temperaturani o’lchaganda termoballon ob’ektga moy yoki mis qirindilari bilan to’ldirilgan ximoyalovchi gilzada o’rnatiladi.
Manometrik termometrlarning kamchiliklariga quyidagilarni kiritish mumkin: o’lchash aniqligining yuqori emasligi (aniqlik sinfi 1-2,5); termoballon o’lchamlarining kattaligi sababli inertsiyasining kattaligi; tizim germetikasi buzilganda ta’mirlashning qiyinligi.
Ikkilamchi o’lchov asboblari bilan ishlash uchun ma’lumotlarni masofaga uzatish tizimi bor manometrik termometrlar ishlatiladi. Bu o’lchov asboblarda temperaturaning o’zgarishi proportsional unifikatsiyalangan (pnevmatik yoki elektr) signalga aylantirilib ikkilamchi asboblarga uzatiladi (masalan: pnevmatik va elektr signal o’zgartirgichli manometrik termometrlar TPG-189P, TPG-189E yoki TPJ-189P, TPJ-189E).
5.Elektr qarshilik termometrlari. Qarshilik termometr-larining ishlash printsipi, metall o’tkazgichlarning elektr qarshiligini temperatura o’zgarishi bilan o’zgarishiga asoslangan. Metallarda temperatura ortishi bilan ularning elektr qarshiliklari ortadi. Qarshilik termometrlarining afzalligi quyidagilardir: o’lchashdagi yuqori aniqlilik; temperaturani kichik diapazonda o’lchash mumkinligi; axborotni masofaga uzatishni va avtomatik ravishda yozib borishning mumkinligi.
Qarshilik termometri materialiga quyidagi talablar qo’yiladi:
1)Fizik va kimyoviy xususiyatlarning temperatura o’zgarishi bilan o’zgarmasligi (xususan, termometr qarshiligini temperaturadan bog’lig’ligini o’zgarmasligi);

2. 
   O’lchov asbobi sezgirligini oshirish uchun, qarshilik termometri materiali elektr qarshiligi temperatura koeffitsienti yuqori bo’lishi kerak;
   

3. 
   Termometrni kichik razmerda tayyorlash maqsadida, o’tkazgich katta solishtirma qarshilikga ega bo’lishi kerak;
   

3. 
   Tayyorlanadigan termometrlarni o’zaro almashinuvchanligini ta’minlash maqsadda metallni toza xolda olish mumkin bo’lishi kerak.
   

Toza xolda olish mumkin bo’lgan metallardan qarshilik termometrlari tayyorlashga yaroqligi platina (pt) va mis (Cu) hisoblanadi.

Eng yaxshi material bo’lib platina hisoblanadi, chunki u oksidlanish muxitida kimyoviy inert bo’lib, uni toza xolda olish mumkin. Platinining elektr qarshiligi temperatura koeffitsienti -3,94.10-3 grad-1 va solishtirma qarshiligi - 0,099 om mm2/m.

1. 
   Platinali qarshilik termometri yordamida temperaturani -200⁰C+650⁰C chegarada o’lchash mumkin. Platinani Rt qarshiligi temperaturani 0⁰SC+650⁰C chegarasida quyidagi tenglama bo’yicha aniqlanadi
   
2. 
   
   

   Rt = R0 (1+At+Bt2)

   (8.8)

3. 
   
   
4. 
   A va B - o’zgarmas koeffitsientlar, ularning qiymati graduirovkalashda aniqlanadi;
   
5. 
   R0 - 0⁰C dagi qarshilik.
   
6. 
   Platinali qarshilik termometri (TSP-1, Gr21) qurilmasini ko’ramiz (rasm.3.8-3.9).
   
7. 
   
   
8. 
   100x10x0,3 mm o’lchamli, yon tomonida tish ko’rinishida qirqilgan, slyudali plastinkadan (1) tayyorlangan karkasga bifillyar ravishda 2 m uzunlikdagi, 0,007 diametrli platina simi (2) o’ralgan. Platina o’ramlari uchiga ulash korobkasidagi latun qisqichlarga ulash uchun ikkita chiqish-kumush simlari (3) kovsharlangan.
   

Platinali qarshilik termometri yordamida temperaturani -200⁰C+650⁰C chegarada o’lchash mumkin. Platinani Rt qarshiligi temperaturani 0⁰SC+650⁰C chegarasida quyidagi tenglama bo’yicha aniqlanadi

Rt = R0 (1+At+Bt2)

(8.8)

A va B - o’zgarmas koeffitsientlar, ularning qiymati graduirovkalashda aniqlanadi;

R0 - 0⁰C dagi qarshilik.

Platinali qarshilik termometri (TSP-1, Gr21) qurilmasini ko’ramiz (rasm.3.8-3.9).

100x10x0,3 mm o’lchamli, yon tomonida tish ko’rinishida qirqilgan, slyudali plastinkadan (1) tayyorlangan karkasga bifillyar ravishda 2 m uzunlikdagi, 0,007 diametrli platina simi (2) o’ralgan. Platina o’ramlari uchiga ulash korobkasidagi latun qisqichlarga ulash uchun ikkita chiqish-kumush simlari (3) kovsharlangan.
S lyudali plastinka o’ramlari bilan o’zidan kengroq bo’lgan slyudali yopqichlar (4)
bilan ikki tomondan izolyatsiyalanib umumiy paket ko’rinishida kumush lenta (5) bilan bog’langan.
Bu sezgir element alyumin idishga-vkladishga (6), u esa, alyumindan yasalgan
trubasimon qobig’ga (7) tushiriladi. Kumush chiqish simlari forforli busalar (8) bilan izolyatsiyalangan.