T. J. B. A. K. T yo’nalishi 70-20 guruh talabasi Raximov Asilbekning "sohaning texnologik o’lch ashlari va asboblari"

2 - LABORATORIYA ISHI


MANOMETRIK TERMOMETRLARNING ISHLASH PRINSIPINI O‘RGANISH.


Ishdang maqsad: Manometrik termometrlar bilan tanishish.


Asosiy qism
1. Gazli, suyuqlikli va kondensatsion manometrik termometrlar.
Manometrik termometrlar texnikaviy asbob bo‘lib, termosistemaning ish moddasi jihatidan gazli, suyuqlikli va kondensatsion (bug‘ suyuqlikli) termometrlarga bo‘linadi. Bu asboblar suyuq va gazsimon muhitlarning —150° dan +1000°S ga­cha bo‘lgan xaroratini o‘lchash uchun qo‘llaniladi.
Manometrik termometrlar ko‘rsatuvchi va o‘ziyozar qilib ishlanadi. O‘ziyozar termometrlar doiraviy yoki lentasimon diagramma qog‘ozi bilan ta’minlanadi. Diagramma qog‘ozini sinxron dvigatel, ba’zi turlarida esa soat mexanizmi ishga tushiradi.
Manometrik termometrlar xi­miya sanoatida keng qo‘llaniladi, ular portlash xavfi bor joylarda ishlatilishi mumkin. Bu holda diagramma qog‘ozi soat mexanizmi bilan yuritiladi. Manometrik termometrlarning sxemasi 3.1-rasmda ko‘rsatilgan.

3.1-rasm. Manometrik termometr.

Asbob termoballon 1, kapillyar naycha 2 va manometrik qism 3 — 9 dan iborat. Manometrik prujina 3 ning bir uchi tutqich 4 ga kavsharlangan. U kanal orqali prujinaning ichki bo‘shlig‘ini termoballon bilan ulaydi. Prujinaning ikkinchi bo‘sh uchi germetiklangan va povodok 5 yordamida sektor 6 bilan bog‘langan. Bu sektor o‘z navbatida trubka 7 bilan tishli ilashish vositasida ulangan. Tribka 7 ning o‘qiga strelka 8 o‘rnatilgan. Uzatish mexanizmidagi oraliqni to‘ldirish uchun spiral tola 9 o‘rnatilgan, uning ichki o‘ramining uchi tribka o‘qiga ulangan.

Asbob sistemasi (termoballon, kapillyar va manometrik prujina) ish moddasi, asosan, gaz (gazli termometrlarda) va suyuqlik (suyuqlikli termometrlarda) bilan boshlang‘ich bosimda to‘ldiriladi. Termoballon isishi bilan ish moddasining germetiklangan termosistemadagi bosimi oshadi, buning natijasida prujina yoyila boshlaydi va uning bo‘sh uchi siljiydi. Prujina bo‘sh uchining siljishi uzatish mexanizmi orqali (povodok, sektor va tribka) ko‘rsatkichning holati bo‘yicha hisobga olinadi. Termoballon odatda zanglamas po‘latdan ishlanadi, kapillyar esa jezdan yoki po‘latdan ishlanib, uning tashki diametri 2,5 mm, ichki diametri esa 0,35 mm ga teng bo‘ladi. Asbob vazifasiga ko‘ra kapillyar naychaning uzunligi turlicha (0,6 m dan 60 m gacha) bo‘ladi. Manometrik termometrlarda bir chulg‘amli, ko‘p chulg‘amli (chulg‘amlar soni 6 dan 9 gacha) va spiralli manometrik naychalar ishlatiladi.
Gazli manometrik termometrlarning ishlash prinsipi germetik berkitilgan termosistemadagi inert gaz bosimining xaroratga bog‘liqligiga asoslangan. Gazli termometrlardagi boshlang‘ich bosim xaroratni o‘lchash chegaralariga bog‘liq bo‘lib, odatda 0,98 ... 4,9 MN/m² (10 ... 50 kg/sm²) ni tashkil qiladi. Bu termometrlar 150° S dan +1000° S gacha xaroratlarni o‘lchash imkonini beradn. Gazli termometr­larning ish moddasi sifatida azot ishlatiladi Gazli termometrning ishi ideal gaz bosimi va xarorati orasida to‘g‘ri chiziqli munosabat o‘rnatuvchi SHarl qonuniga asoslangan:


₍₁₎

bunda R₀ va P_t — gazning 0 va t xaroratdagi bosimi — gaz kengayishining termik koeffitsienti; t₀ va t° S — da berilgan boshlang‘ich va so‘nggi temperaturalar.

Termometr shkalasi tekis chiqadi, bu esa uning afzalligi hisoblanadi.
Xaroratlar farqi tufayli bosimning o‘zgarishi quyidagi ifodadan aniqlanadi:
(2)

Gaz bilan to‘ldirilgan termometr sistemasidagi boshlang‘ich bosim:

(3)


Termometr sistemasidagi boshlang‘ich bosim katta bo‘lgani uchun atmosfera bosimining asbob ko‘rsatishiga bo‘lgan ta’siri juda kam, shuning uchun uni amalda hisobga olmasa ham bo‘ladi.
Atrof-muhit xaroratining +20° S dan chetga chiqishi o‘lchashla xato paydo bo‘lishiga sabab bo‘ladi. Bu xatoni quyidagi taqribiy formuladan hisoblab chiqish mumkin:
(4)
bunda — manometrik prujinaning hajmi, — termoballonniig hajmi; t_m — manometr atrofidagi °S da berilgan xarorat. t₀ — asbob darajalangan vaqtdagi xarorat (20° S).
Kapillyar naycha isishidan kelib chiqqan xato:
(5)
bunda — kapillyar naychaning hajmi; — kapillyar atrofidagi °S da be­rilgan xarorat.
Termoballon hajmi termometr hajminiig 90% ini tashkil etadi. Termoballon, kapillyar va naychali prujinalarning nisbiy hajmlari to‘g‘ri tanlangan tarzda kapillyarlari 40 m uzunlikdagi termometrlar xarorat kompensatsiyasisiz etarli darajada aniq ishlay oladi. Kapillyar juda ham uzun bo‘lsa, termoballonniig kerakli hajmi haddan tashqari kattalashadi, patijada asbobning issiqlik inersiyasi oshib ketadi.
Hamma hollarda ishlatish vaqtida manometrik prujina va kapillyar naychani atrofdagi kizigan buyumlar ta’siridan ehtiyot qilish zarur. Ba’zan xarorat o‘zgarishidan kelib chitsadigan xatolikni kompensatsiya qilish uchun monometrik prujinaning uzatuvchi mexanizmi ichiga o‘rnatilgan bimetall spiral ko‘rinishidagi kompensatsion qurilmadan foydalaniladi. Bimetall spiral monometrik prujina xaroratini o‘lchashda asosiy prujinaga nisbatan teskari yo‘nalishda harakat qiladi.
Atrof-muhit havosi xaroratini o‘lchash kapillyarda va monometrik prujinada ish moddasining kengayishiga ta’sir qiladi.
Bu hol termosistema bosimini va termometrning ko‘rsatishini ham o‘zgartiradi. Bu ta’sirni kamaytirish uchun prujina va kapillyar ichki hajmining termoballon hajmiga nisbatini kamaytirishga harakat qilinadi. Buning uchun termoballon uzunligi yoki uning diametri orttiriladi. Gazli monometrik termometr termoballonining uzunligi 400 mm dan ortmasligi lozim, termoballon diametri ushbu: 5, 8, 10, 12, 16, 20, 25 va 30 mm (GOST 8624.80) katordan tanlanadi. Kapillyar uzunligi 0,6 dan to 60 m gacho bo‘lishi mumkin.
Maxsus tayyorlangan gazli manometrik termometrlar 0° S dan past xaroratlarni o‘lchash uchun ham qo‘llaniladi. Masalan, vodorod gazli termometr — 250° S gacha, geliylisi esa — 267° S gacha xaroratlarda ishlatilishi mumkin.
Gazli monometrik termometrlarning o‘ziga xos kamchiliklaridan biri, ularning issiqlik inersiyasining kattaligidir. Buning sababi termoballon devorlari bilan uni to‘ldirgan gaz o‘rtasidagi issiqlik almashish koeffitsientining kichikligi va gazning issiqlik o‘tkazish qobiliyatining kamligidir.
Suyuqlikli manometrik termometrlar sistemasi boshlang‘ich bosim ostida suyuqlik bilan to‘ldiriladi. Buning uchun simob, ksilol, propil alkogol, metanksilol va hokazolar ishlatiladi. Suyuqlikli termometrlar uchun bog‘lovchi kapillyarlar uzunligi 0,6 m dan 10 metrgacha bo‘lali. Bu termometrlar — 150°S dan +600°C gacha bo‘lgan xaroratlarni o‘lchashga imkon beradi.
Termoballon xarorati t₀ dan t gacha orttirilganda undagi suyuqlik kengayadi, ortiqcha hajm kapillyarga va monometrik prujinaga siqiladi. Termoballon va kapillyar qattiqligi monometrik prujinanikidan anchagina ko‘p, shuning uchun sistema hajmining orttirilishi monometrik prujina hajmining o‘zgarishi hisobidan bo‘ladi. Monometrik naychaning deformatsiyalanishi natijasida uning erkin uchi siljiydi.
Suyuqlik uchun xarorat ta’sirida o‘zgargan bosimni quyidagi tenglama orqali topish mumkin:
(6)
bunda — berilgan bosimning o‘zgarishi. N/m²; β — berilgan suyuqlikning hajmi kengayish koeffitsienti, 1/grad; - berilgan suyuqlik hajmining kamayish koeffitsienti, m²/N; — xaroratning o‘zgarishi, °S.
Termoballondan siqib chiqarilgan ortikchya suyuqlik hajmi quyidagi formula yordamida hisoblaiishi mumkin:
(7)

bunda V₀ — t₀ xarorataa termoballondagi suyuqlik hajmi; α — termoballon materiali chiziqli kengayishining xarorat koeffitsienti; β —suyuqlik hajmiy kengayishining xarorat koeffitsienti.

(7) tenglamadan ko‘rinadiki, qizdirishda suyuqlik hajmining o‘zgarishi temperaturaning chiziqli funksiyasidan iborat ekan. SHuning uchun suyuqlikli termometrlarning shkalasi gazli termometrniki kabi tekis bo‘ladi.