Гидростатический метод измерения уровня -метод основанный на измерении гидростатического давления столба жидкости по формуле P=ρgh, где P-давление, ρ-плотность, g –ускорение свободного падения, h – высота столба жидкости. Для измерения гидростатическим методом уровня жидкости в ёмкости используют гидростатические датчики уровня (гидростатический уровнемер)
Гидростатический уровнемер (гидростатический датчик уровня) – прибор, измеряющий уровень жидкости в ёмкости методом измерения гидростатического давления столба жидкости по формуле h=P/ρg, где P-давление, ρ-плотность, g –ускорение свободного падения, h – высота столба жидкости. Главное достоинство гидростатических уровнемеров это высокая точность при относительно невысокой стоимости и простоте конструкции. Гидростатическим методом, с помощью гидростатического датчика уровня, можно измерять объём жидкости. Для цилиндрических и параллелепипедообразных емкостей используют формулу V=S*h, где V –объём, S – площадь основания, h – высота. Для конусообразных емкостей V=⅓ π(h3
3-h23) /tg2a. Для ёмкостей сложных конфигураций емкость необходимо «разделить» на части и рассчитывать по формулам для параллепипеда, цилиндра и конуса. При этом следует учитывать, что чем больше площадь поверхности жидкости, тем выше погрешность.
Существуют два основных типа ГДУ разделяемых по типу присоединения: погружные и врезные. Условно можно выделять так же гидростатические уровнемеры исходя из свойств измеряемой среды. Для сред неагрессивных к нержавеющей стали, агрессивных сред и пульпообразных сред. Химические свойства измеряемой среды, а для пищевых и фармацевтических производств - гигиенические требования к оборудованию, - обуславливают значительные конструкционные особенности гидростатических уровнемеров, требуя исполнения корпуса, мембраны и уплотнителей из соответствующих материалов.
При выборе метода измерения уровня гидростатическим уровнемером следует учитывать следующие особенности их применения.
Гидростатические уровнемеры топлива измеряют давление столба жидкости и преобразуют его в значение уровня, поскольку гидростатическое давление зависит от величины уровня и плотности жидкости и не зависит от формы и объема резервуара. Они представляют собой дифференциальные датчики давления. На один из входов, подсоединяемый к емкости подается давление среды. Другой вход соединяется с атмосферой - в случае открытой емкости без избыточного давления или соединяется с областью избыточного давления в случае закрытой емкости под давлением.
Конструктивно гидростатические датчики уровня топлива бывают двух типов: мембранные и колокольные (погружные). В первом случае тензорезистивный или емкостной датчик непосредственно соединен с мембраной и весь прибор находится внизу емкости, как правило, сбоку на фланце, при этом расположение ЧЭ (мембраны) соответствует минимальному уровню. В случае колокольного датчика чувствительный элемент погружен в рабочую среду и передает давление жидкости на тензорезистивный сенсор через столб воздуха запаянный в подводящей трубке.
Гидростатические уровнемеры топлива применяются для однородных жидкостей в емкостях без существенного движения рабочей среды. Они позволяют производить измерения в диапазоне до 250 КПа, что соответствует (для воды) 25-и метрам, с точностью до 0,1% при избыточном давлении до 10 МПа и температуре рабочей среды: – 40..+120°С. Гидростатические уровнемеры могут использоваться для вязких жидкостей и паст. Важным достоинством гидростатических уровнемеров толпива является высокая точность при относительной дешевизне и простоте конструкции.
Рисунок 1. Измерение уровня в емкости при помощи датчика избыточного давления
На рис. 1 приведена схема измерения уровня топлива датчиком избыточного давления (манометром). Для этих целей может применяться датчик любого типа с соответствующими пределами измерений.
При измерении уровня топлива гидростатическим способом погрешности измерения определяются классом точности измерительного прибора, изменениями плотности жидкости и колебаниями атмосферного давления.
Если резервуар находится под избыточным давлением, то к гидростатическому давлению жидкости добавляется избыточное давление над ее поверхностью, которое данной измерительной схемой не учитывается. Поэтому такая схема измерения для таких случаев не подходит.
В связи с этим, более универсальными являются схемы измерения уровня с использованием дифференциальных датчиков давления (дифманометров). С помощью дифференциальных датчиков давления можно также измерять уровень жидкости в открытых резервуарах, контролировать границу раздела жидкостей.
Рисунок 2. Измерение уровня в открытом резервуаре при помощи датчика дифференциального давления
Схема измерения уровня жидкости в открытом резервуаре, находящемся под атмосферным давлением, представлена на рис. 2.
Плюсовая камера дифманометра ДД через импульсную трубку соединена с резервуаром в его нижней точке, минусовая камера сообщается с атмосферой.
В такой схеме устраняется погрешность, связанная с колебаниями атмосферного давления.
Такая измерительная схема может использоваться тогда, когда дифманометр расположен на одном уровне с нижней плоскостью резервуара. Если это условие соблюсти невозможно и дифманометр располагается ниже, то используют уравнительные сосуды (УС).
Схемы измерения уровня с уравнительными сосудами для резервуаров под атмосферным давлением представлены на рис. 3.
Рисунок 3. Измерение уровня в открытом резервуаре при помощи датчика дифференциального давления с использованием уравнительного сосуда: а – с нижним расположением уравнительного сосуда; б – с верхним расположением уравнительного сосуда
Уравнительный сосуд используется для компенсации статического давления, создаваемого столбом жидкости в импульсной трубке.
Для измерения уровня в резервуарах, находящихся под избыточным давлением Ризб, применяют измерительную схему, изображенную на рис. 4.
Рисунок. 4 Измерение уровня топлива в закрытом резервуаре при помощи датчика дифференциального давления с использованием уравнительного сосуда
Более современным аналогом дифманометров являются датчики гидростатического давления. Как и у дифманометров, у них имеются две измерительные камеры. Одна из камер выполнена в виде открытой мембраны, а вторая - в виде штуцера. Такие датчики всегда можно установить непосредственно у дна резервуара, поэтому отсутствует необходимость в импульсных трубках, а значит, и в необходимости компенсации высоты импульсной трубки.
Наиболее распространенные измерительные схемы с использованием гидростатического датчика давления представлены на рис.5.
Рисунок. 5. Измерение уровня топлива в резервуарах при помощи датчика гидростатического давления: а – для открытых резервуаров; б – для закрытых резервуаров без уравнительного сосуда; в – для закрытых резервуаров с уравнительным сосудом
Схема в) используется для процессов, в которых неизбежно образование обильного конденсате и его накопление в трубе, соединяющей датчик с объемом над жидкостью.
Гидростатический метод. При использовании этого метода измеряют величину гидростатического давления столба 71 )одукта, определяют среднюю площадь заполненной части резервуара иа уровне, относительно которого производят измерение, и рассчитывают массу продукта как произведение значений этих величия, деленное на ускорение силы тяжести. При этом формула для определении массы продукта М (в кг) имеет вид [c.16]
Погрешность измерения при гидростатическом методе должна быть 1не более [c.18]
Модель погрешности гидростатического метода в случае применения формулы (13) имеет вид [c.21]
Гидростатические методы измерения уровня основаны на измерении давления, создаваемого столбом жидкости, или массы жидкости, находящейся в конкретном сосуде. [c.387]
Определение плотности резин ускоренным и гидростатическим методами [c.91]
СОВ. На самом деле кристаллиты нефтяного кокса, так же как и фракции нефтяных остатков, имеют различные плотности. Исходя из этих положений, Зеленина [44] разработала гидростатический метод изучения качественного и количественного состава измельченных нефтяных коксов. По этому методу к раствору жидкости плотностью 1420 кг/м в присутствии частиц испытуемого кокса добавляют более тяжелую жидкость. Доля частиц, всплывших при зафиксированной плотности жидкости, обладает этой плотностью. [c.198]
Гидростатический метод прессования позволяет получать втулки с донышком, фланцы послойного изготовления и т. д. [101, 108]. [c.205]
Получение отпрессованных заготовок без наполнителя, кроме того, значительно упрощает процесс их дальнейшего спекания. Фильтрующие элементы из титана, полученные гидростатическим методом, спекают в атмосфере инертного газа (аргона) при температуре 1000° С в течение 1 ч. Спекание фильтрующих элементов, отпрессованных с применением наполнителя статическим методом предусматривает удаление наполнителя при 400° С в течение 1 ч. Пол- [c.218]
Можно осуществить второе спекание в печах с индукционным нагревом, что особенно удобно в работе с крупными брикетами, спрессованными гидростатическим методом. Масса спекаемых в такой печи брикетов до 300 кг. Температура спекания в индукционной печи 1800—1850° при этом достигается плотность 9,6—9,7 г/см . Спеченные при 1360—1800° заготовки плавят в вакуумных дуговых печах с расходуемым электродом. Для плавки могут использоваться отдельные штабики и пакеты из них, а также скрап, отходы металла и крупнозернистый порошок. Расходуемый электрод сваривают из штабиков или их пакетов. [c.220]
Все системы измерения уровня жидкостей гидростатическим методом требуют тщательного анализа измерительной системы, соединительных линий, их температурного режима, особенностей работы измерительных преобразователей. Например, для одной и той же схемы измерения уровня в барабане котла в результате применения мембранных дифманометров вместо поплавковых существенно уменьшаются возможные погрешности измерения уровня. [c.387]
Чтобы измельчить конгломераты, восстановленный порошок молибдена размалывают. Затем его просеивают и прессуют определенными навесками на гидравлических прессах в стальных пресс-формах или гидростатическим методом в водонепроницаемых оболочках и в жидкой среде (масло, вода и др.), находящейся в специальных сосудах высокого давления. В последнем случае создаются условия для всестороннего сжатия порошка, при котором он намного равномернее уплотняется по всему объему изделия. Давление на плоскость прессования на гидравлических прессах 2—5 т/см . При всестороннем прессовании в оболочках изделие равномерно прессуется по всему объему при более низком давлении. Благодаря этому требуется меньшее общее давление. Прессованное изделие спекают сначала при 1300—1400° в среде водорода, затем подают либо на второе спекание (также в восстановительной среде) при температуре на 800—400° ниже температуры плавления, либо переплавляют в плавильных печах. [c.220]
Гидростатический метод определения плотности основан на том, что давление жидкости Р на глубине Я определяется формулой [c.127]
Сущность гидростатического метода заключается в определении массы образца на воздухе и в воде. Работу ведут на аналитических весах, имеющих дополнительное устройство (рис. 7.15). [c.92]
Определение плотности резин гидростатическим методом [c.92]
В гидростатическом методе проба вводится в капилляр за счет перепада уровней растворов, находящихся на входном и выходном концах капилляра. Ошибка ввода может достигать 3%. Гидростатический эффект может вносить определенные погрешности как при вводе пробы, так и при анализе. Необходимо при выполнении измерений следить, чтобы уровни растворов во входных и выходных пробирках были одинаковы. [c.345]
Системы с применением гидростатических методов измерения уровня жидкости в закрытых и открытых сосудах можно классифицировать следующим образом [c.405]
НИИ гидростатических методов, так как изменения удельного веса при неизменной высоте столба жидкости искажают величину гидростатического напора. В манометрах некоторых типов компенсация изменения удельного веса достигается специальным приспособлением (иногда называемым устройством скользящей [c.406]
Различные приборы, сконструированные для измерения разности давлений или расхода жидкости, можно довольно легко приспособить для измерения уровня жидкости гидростатическим методом. В число таких приборов входят ртутные манометры и некоторые расходомеры, описанные в этой главе. Способы применения и принципы работы систем с этими приборами [c.406]
Измерения в открытых сосудах. Простой и-образный манометр можно использовать для измерения уровня в открытом сосуде гидростатическим методом, присоединив манометр к крану, расположенному на минимальном уровне, так же. как это описано ниже для [c.406]
Плотность неодима, определенная гидростатическим методом, 6,908 г/сжз [470]. [c.792]
Гидростатический метод измерения применяют для определения полной статической массы нефти и жидких нефтепродуктов в вертикальных цилиндрических резервуарах. [c.802]
При гидростатическом методе измерения используют высокоточные датчики давления, установленные в определенных местах оболочки резервуара. [c.802]
Международный стандарт ИСО 11223 служит руководством по установке, пуску, эксплуатации и калибровке систем определения полной статической массы нефти гидростатическим методом. Указанный метод с применением датчиков давления используют для прямого измерения статической массы нефти в нефтяных резервуарах. [c.802]
Система гидростатического измерения резервуара (гидростатический метод измерения) содержит до трех датчиков давления, установленных на оболочке резервуара. Кроме того, могут быть установлены датчики для измерения температуры содержимого резервуара и окружающего воздуха. Для высокоточных измерений может быть установлен один датчик атмосферного давления. [c.802]
Гидростатический метод. Давление постоянного по высоте столба анализируемой среды зависит от плотности и представляет собой однозначную функцию определяемого компонента при неизменной температуре. [c.51]
Водонепроницаемость по гидростатическому методу при высоте столба воды [c.78]
ВОЛЮМОМЕТРИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ (от лат. volumen — объем и греч. (гетреш — измеряю) — анализ физических и физико-химических св-в материалов (преим. твердых), основанный на измерении их удельного объема или плотности. При В. а. используют зависимость удельного объема (плотности) материалов от их хим. и фазового со става, наличия несовершенств кристаллического строения. Различают методы В. а. пикнометрическип, гидростатический (метод гидростатического взвешивания), флотационный и дилатометрический (см. Дилатометрический анализ). П и к -но метрический метод В. а. основан на определении объема жидкости, вытесненной из спец. сосуда (пикнометра) при погружении в [c.214]
Плотность прессованных или литых полимеров может быть определена гидростатическим методом с помощью прибора, изображенного на рис. 6. [c.88]
Одним из источников ошибок гидростатического метода определения плотности являются капиллярные силы, действующие на платиновую проволоку, служащую подвесом. Мы производили двойное взвешивание поплавка и подвеса, а затем только подвеса, [c.140]
Модель гидростатического метода измерения массы нсфт1Г или нефтепродукта рекомендуют представлять в виде [c.20]
Установка для измерения плотности жидкостей гидростатическим методом при давлениях до 10 000 кгс/см . — Тр. ин-тов Комитета Стандартов, мер и нзме]И1тельных приборов, 1964, т. 75 (135), с. 134—142. [c.466]
Из двух перечисленных методов гидростатический метод проще и находит более широкое применение. Аппаратура для измерения плотности часто приспосабливается также для измерения вязкости, электропроводности или поверхностного натяжения. На рис. 13 показано устройство, применявшееся Джэнзом и Лоренцем [112] для измерения плотности и поверхностного натяжения. Методика измерения плотности подробно рассмотрена в обзоре Уайта [113]. [c.250]
Гидроперит , применение в качественном анализе 3356 Гидростатический метод весового анализа 6023 Гидросульфит метод анализа 3068 определение в кубовых ваннах 4663 [c.358]
Основным принципом действия данных уровнемеров является измерение гидростатического давления, оказываемого жидкостью.
Величина гидростатического давления Рг зависит от высоты столба жидкости h над измерительным прибором и от плотности этой жидкости ρ.
Измерение гидростатического давления может осуществляться различными способами, например:
- манометром или датчиком давления, которые подключаются к резервуару на высоте, равной нижнему предельному значению уровня;
- дифференциальным манометром, который подключается к резервуару на высоте, равной нижнему предельному значению уровня, и к газовому пространству над жидкостью;
- измерением давления воздуха, прокачиваемого по трубке, опущенной в жидкость на фиксированное расстояние, и другими.
Рис. 1. Измерение уровня в резервуаре при помощи датчика избыточного давления
На рис. 1 приведена схема измерения уровня датчиком избыточного давления (манометром). Для этих целей может применяться датчик любого типа с соответствующими пределами измерений.
При измерении уровня гидростатическим способом погрешности измерения определяются классом точности измерительного прибора, изменениями плотности жидкости и колебаниями атмосферного давления.
Если резервуар находится под избыточным давлением, то к гидростатическому давлению жидкости добавляется избыточное давление над ее поверхностью, которое данной измерительной схемой не учитывается. Поэтому такая схема измерения для таких случаев не подходит.
В связи с этим, более универсальными являются схемы измерения уровня с использованием дифференциальных датчиков давления (дифманометров). С помощью дифференциальных датчиков давления можно также измерять уровень жидкости в открытых резервуарах, контролировать границу раздела жидкостей.
Рис. 2. Измерение уровня в открытом резервуаре при помощи датчика дифференциального давления
Схема измерения уровня жидкости в открытом резервуаре, находящемся под атмосферным давлением, представлена на рис. 2.
Плюсовая камера дифманометра ДД через импульсную трубку соединена с резервуаром в его нижней точке, минусовая камера сообщается с атмосферой.
В такой схеме устраняется погрешность, связанная с колебаниями атмосферного давления, т.к. результирующий перепад давления на дифманометре равен:
ΔР = (Рг + Ратм) – Ратм = Рг.
Такая измерительная схема может использоваться тогда, когда дифманометр расположен на одном уровне с нижней плоскостью резервуара. Если это условие соблюсти невозможно и дифманометр располагается ниже на высоту h2, то используют уравнительные сосуды (УС).
Схемы измерения уровня с уравнительными сосудами для резервуаров под атмосферным давлением представлены на рис. 3.
Рис. 3. Измерение уровня в открытом резервуаре при помощи датчика дифференциального давления с ис¬пользованием уравнительного сосуда: а – с нижним расположением уравнительного сосуда; б – с верхним расположением уравнительного сосуда
Уравнительный сосуд используется для компенсации статического давления, создаваемого столбом жидкости h2 в импульсной трубке.
Для измерения уровня в резервуарах, находящихся под избыточным давлением Ризб, применяют измерительную схему, изображенную на рис.4.
Рис. 4. Измерение уровня в закрытом резервуаре при помощи датчика дифференциального давления с использованием уравнительного сосуда
Избыточное давление Ризб поступает в обе импульсные трубки дифманометра, поэтому измеряемый перепад давления ΔР можно представить в виде:
ΔР = ρgHmax – ρgh, где:
ρ - плотность жидкости,
g = 9,81 м/с2 – ускорение свободного падения.
При h = 0, ΔР = ΔРmax, а при h = Hmax , ΔР = 0.
То есть из уравнения следует, что шкала измерительного прибора уровнемера будет обращенной.
Более современным аналогом дифманометров являются датчики гидростатического давления. Как и у дифманометров, у них имеются две измерительные камеры. Одна из камер выполнена в виде открытой мембраны, а вторая - в виде штуцера. Такие датчики всегда можно установить непосредственно у дна резервуара, поэтому отсутствует необходимость в импульсных трубках, а значит, и в необходимости компенсации высоты импульсной трубки.
Наиболее распространенные измерительные схемы с использованием гидростатического датчика давления представлены на рис.5.
Рис. 5. Измерение уровня в резервуарах при помощи датчика гидростатического давления: а – для открытых резервуаров; б – для закрытых резервуаров без уравнительного сосуда; в – для закрытых резервуаров с уравнительным сосудом
Схема в) используется для процессов, в которых неизбежно образование обильного конденсате и его накопление в трубе, соединяющей датчик с объемом над жидкостью.
Гидростатический метод контроля плотности и влажности грунтов основан на том, что отобранный образец уплотненного грунта подвергают взвешиванию в воде. В СССР изготовляют соответствующий модернизированный прибор Н. П. Ковалева, основанный, как и хорошо известный его же прибор, на использовании закона Архимеда (рис. 16.10). Пользуясь прибором определяют: плотность влажного и сухого грунтов, естественную и оптимальную влажность с соответствующими значениями плотности, а также предел его текучести. По результатам испытания строят кривую зависимости плотности грунта от влажности.
Прибор состоит из поплавкового приспособления включающего корпус 7, к верхней крышке которого припаяна трубка 3 с четырьмя шкалами (рис. 16.11).
Рис. 16.10. Пробобратель для отбора образцов грунтов
:
1 — шток; 2— сбрасываемая гиря; 3 — пятка штока; 4 — режущее кольцо-цилиндр; 5 — крышка режущего кольца — цилиндра; 6 — отверстие в крышке для нижнего конца штока
Рис. 16.11. Модернизированный плотномер-влагомер Н. П. Ковалева
:
а — прибор; б — шкала для отсчетов (ρ — плотность влажных грунтов; рс — плотность сухого грунта; r — для гумусового грунта; n — для песчаного; г — для глинистого)
Одна шкала служит для определения плотности влажных грунтов изменяющейся в пределах 1,4— 2,2 г/см3 и три шкалы — для измерения плотности сухих гумусовых, песчаных и глинистых грунтов в предела; 1,2—2,2 г/см3. Сверху трубку закрывают крышкой 2, на которую при определении его плотности помещают пробу грунта 1. Внутрь трубки укладывают тарировочный груз 6. К низу корпуса поплавка с помощью трех стоек 8 прикреплен поддон 9 в виде массивного диска, обеспечивающего устойчивость поплавка в вертикальном положении. При определении плотности диск служит для установки сосуда 1. Для создания щели, через которую могли бы поступать вода в сосуд и выходить воздух, ко дну корпуса поплавка приварены три уголка 8.
Для отбора и уплотнения проб применяют режущий цилиндр 4 и ударник, состоящий из пятки 3, стержня 1 и гири 2. В пятке имеется отверстие 6, в которое вставляется стойка, по которой поднимают и опускают гирю (см. рис. 16.11).
Принцип определения плотности состоит в гидростатическом взвешивании пробы грунта в кольце путем ее размельчения в воде. Максимальную плотность и соответствующую оптимальную влажность можно определять и непосредственно в полевых условиях с отбором образцов. Точность определения степени уплотнения зависит от содержания в грунте песчаных зерен крупнее 2 мм. Но при отборе проб режущим кольцом все же нарушается сложение грунта, особенно песчаного, что тоже влияет на точность испытания. При использовании прибора в полевых условиях требуется вода, что относится к его недостаткам.
Измерение уровня приборами WIKA - это огромная линейка контрольно-измерительных приборов, которая охватывает как датчики измерения уровня, так и предельные выключатели. Измерение уровня осуществляется через применение различных принципов его измерения:
Гидростатическое давление, создаваемое столбом неподвижной жидкости, увеличивается пропорционально высоте этого столба. Поэтому, например, давление воды в резервуаре будет увеличиваться на 100 мбар при погружении на каждый метр по сравнению с эффективным атмосферным давлением на поверхности.
Измерение уровня косвенно задействует средства измерения давления. В зависимости от применения либо погружной датчик давления устанавливается в резервуар, либо через отверстие в днище резервуара снаружи крепится другой прибор измерения давления.
Измерение уровня для резервуаров, находящимся под давлением, требует учета давления газа над поверхностью жидкости, значение которого при расчете вычитается из значения гидростатического давления. Это может выполняться двумя путями: либо с использованием двух измерительных приборов с помощью создания дифференциального давления в стоящем ниже по потоку устройстве управления, или с использованием специальных приборов измерения дифференциального давления с двумя технологическими присоединениями, разработанными для конкретного применения.
Рассмотренные выше средства измерения давления, применяемые для измерения уровня, характеризуются стойкостью к воздействию среды и относительно небольшим диапазоном измерения. Следующим требованием погружных датчиков давления является то, что измеряемая среда не должна проникать ни в кабель, ни в сам датчик, даже при глубине погружения в несколько сотен метров. Для применения в опасных зонах, таких как буровые скважины или переработка, измерительные приборы должны иметь соответствующее искробезопасное исполнение. Для использования на скважинах, шахтах и буровых конструкция датчика должна быть как можно тоньше, а также к ним предъявляются повышенные требования по физической прочности кабелей (обычно очень большой длины).
Измерение уровня на основе поплавковых систем - выбор делается между поплавковыми выключателями, датчиками уровня или байпасными указателями уровня. Поплавковые выключатели используются для определения точки достижения одного или нескольких конкретных уровней. Простой и надежный принцип действия поплавковых выключателей подходит для огромного количества применений. Этот принцип работает независимо от наличия пены, изменения электропроводности, диэлектрической постоянной, присутствия давления, вакуума, температуры, испарений, конденсации, пузырьков, наличия эффектов кипения и вибраций.
В зависимости от требований по точности такие приборы измерения уровня поставляются в виде систем с герконовой цепью или в виде систем с магнитострикционным принципом измерения.
Байпасные указатели уровня монтируются сбоку резервуара и часто комбинируются с магнитным роликовым индикатором для визуализации значений уровня.
Оптоэлектронные переключатели осуществляют измерение уровня дискретно. Они состоят из инфракрасного излучающего светодиода и фотоприемника, встроенного в стеклянную призму. Оптоэлектронные переключатели привлекательны благодаря своей компактной конструкции и отсутствию движущихся частей. Учитывая, что измерительный наконечник изготавливается из боросиликатного или кварцевого стекла, а корпус из нержавеющей стали, такие датчики совместимы с широким спектром измеряемых сред.
.
Вам нужна дополнительная информация? Напишите нам:
В добыче цветных металлов ключевую роль играет обогатительная установка, представляющая собой ряд флотационных камер. Пенная флотация происходит каскадом от камеры к камере. Для ведения максимально эффективного процесса извлечения и увеличения производительности нужно поддерживать необходимую постоянную высоту слоя пены в каждой камере. Слишком тонкий слой пены не может выносить на поверхность достаточное количество диспергированных или взвешенных частиц. Слишком толстый пенный слой указывает на замедленное действие химических реагентов, что также снижает производительность.
Уровень пульпы традиционно измеряется посредством достаточно сложной системы, состоящей из поплавка со стержнем с закрепленной на нем плоской мишенью, на которую сверху направлен ультразвуковой уровнемер. В свою очередь, толщина слоя пены определяется путём вычитания показаний уровня пульпы из значения высоты переливного порога камеры флотации.
Плотность пульпы контролируется либо по таблице концентраций исходных компонентов смеси, либо посредством дополнительного радиоизотопного плотномера. Чтобы поплавок держался на определенной высоте относительно поверхности измеряемой среды, поплавковую систему подбирают и настраивают для некоторой ожидаемой усредненной плотности пульпы, но из-за неизбежных изменений плотности в ходе процесса поплавок может погружаться ниже или всплывать выше опорной линии. Вследствие того, что поплавок стоит на очень неспокойной поверхности пульпы под пеной, изменения высоты положения мишени быстрые, что приводит к некорректным показаниям датчика. К тому же поплавок, погруженный в липкую пену, приходится периодически очищать от накопившихся на нем отложений. Со временем накопление осадка пены на стержне может затруднить перемещение поплавковой системы с мишенью вверх и вниз. Все это приводит к значительным отклонениям показаний уровня, снижению эффективности процесса и необходимости частого обслуживания системы измерения.
| Задача измерения: | Измерение уровня и плотности |
| Место измерения: | Флотомашина |
| Диапазон измерения: | до 1 метра |
| Среда: | Взвешенные твердые частицы в жидкости |
| Рабочая температура: | +15 ... +25 °C |
| Рабочее давление: | +80 ... +200 мбар |
| Основные проблемы: | Изменение плотности, налипания, абразивное воздействие, турбулентность |
VEGA предлагает инновационное решение для данного применения, позволяющее измерять общий уровень жидкой фазы (пульпы) и тем самым определять высоту слоя пены с помощью удобного в обслуживании устройства без механически подвижных частей, способного дополнительно контролировать плотность и температуру смеси в реальном времени.
Преобразователи давления типа VEGABAR 80 в конфигурации для электронного измерения разности давлений обеспечивают именно такое решение. Система из двух соединенных между собой независимых преобразователей гидростатического давления легко размещается во флотационной емкости и монтируется сверху. Электронная разность давлений исключает то внешнее влияние на измерение, которому подвержены традиционные средства измерения перепада давления. В системе электронного измерения разности давлений VEGA два датчика «ведущий» и «ведомый» соединены между собой коротким кабелем цифровой шины IIC. От ведущего датчика выходной сигнал 4 … 20 мА с цифровым сигналом HART по двухпроводной линии передает измеренные значения на систему управления.
Гидростатический метод измерения уровня с погружными датчиками давления позволяет получать гораздо больше информации. Система электронной разности давлений непрерывно рассчитывает плотность пульпы и использует её для коррекции выдаваемого значения общего уровня. Интегрированные в измерительную ячейку датчики дополнительно обеспечивают измерение температуры измеряемой среды. Измерение уровня с компенсацией плотности позволяет контролировать уровень пульпы, а из него – высоту пены.
Ведущий датчик может быть оснащён дополнительным аналоговым токовым выходом 4 … 20 мА, а цифровой сигнал HART обеспечивает передачу одновременно до 4 контролируемых параметров, например:
- уровень пульпы
- толщина пены
- плотность пульпы
- температура пульпы
Керамические мембраны измерительных ячеек подвесных датчиков гидростатического давления VEGABAR 86 прочные и стойкие к абразивному износу. Перемешивание в емкости и переменные условия на поверхности не влияют на измерение. Отсутствие подвижных частей исключает необходимость частого обслуживания.
| Диапазон измерения давления: | 0 ...25 бар |
| Рабочая температура: | -20 ... 100°C |
- Надежное измерение без капилляров, импульсных линий и механически подвижных частей
- Высокая эффективность процесса благодаря поддержанию оптимального уровня пены
- Низкие эксплуатационные расходы, износостойкость при работе с керамическими измерительными элементами
Измерение уровня жидкости гидростатическим методом широко используется в различных отраслях промышленности, а также в системах водоснабжения и водоотведения. С его помощью можно измерять уровень жидкостей разной плотности в технологических и складских емкостях, напорных или безнапорных емкостях. Измерения проводятся с помощью устройств, называемых гидростатическими зондами
Гидростатический метод заключается в определении гидростатического давления, то есть массы столба жидкости заданной высоты.Используемая здесь формула P = h * g * p, где h - высота столба жидкости, g - ускорение свободного падения (которое является постоянным), а p - плотность измеряемой жидкости, которая в большинстве случаев также одинаков для всей жидкости в данном резервуаре. Гидростатический зонд, запрограммированный на измерение давления жидкости с заданной плотностью, способен определять ее уровень в данном резервуаре. Важным преимуществом этого метода измерения является тот факт, что на результаты измерения не влияет движение жидкости внутри резервуара, ее вспенивание или другие механические факторы (например,работа других устройств в резервуаре).
Гидростатический зонд, как уже упоминалось, представляет собой устройство для считывания гидростатического давления жидкости в данном резервуаре. Каков принцип его работы? Наиболее важным элементом датчика является кремниевый пьезорезистивный датчик (это означает, что его электрическое сопротивление изменяется в зависимости от действующей на него механической силы, в данном случае гидростатического давления) - он отвечает за выполнение измерения.Между датчиком и средой (т. Е. Измеряемой жидкостью) имеется гибкая диафрагма. Именно здесь, а не непосредственно на жидкости, измеряется давление. Кроме того, диафрагма защищает датчик и другие элементы зонда от воздействия жидкости. Полученное измерение связано с атмосферным давлением с помощью капилляра в подводящем кабеле, выходящем за пределы резервуара.
Широкий выбор гидростатических датчиков можно найти в предложении Poltraf, дистрибьютора продукции таких брендов, как STS, Trafag, Stiko и Rueger.
.
Плотность d - это отношение массы образца материала к его объему при данной температуре, т. Е. Масса (в граммах) 1 см 3 данного вещества
d = м / В
где m - масса, V - объем
Удельный вес D определяется по перемычке
D = P / V
где P = m * g - вес, g = ускорение свободного падения
Определение удельного веса сводится к определению веса и объема образца исследуемого материала.Оба измерения выполняются отдельно, либо с использованием разных методов с одним и тем же прибором (с использованием гидростатических весов), либо с помощью одного теста, в котором обе измеренные величины учитываются одновременно (аэрометрические измерения). Чаще всего они проводятся при температуре 230 o C. Измерение плотности наиболее полезно при контрольных испытаниях пластмассовых изделий, особенно в случае изделий с наполнителями, таких как формованные изделия из фенольных и карбамидных формовочных композиций и т. Д., химически твердеющие шпатлевки, напольные покрытия и др.
Образцы для определения плотности готовят:
- литье отливок из термопластов прессованием,
- литье отливок из термопластов прессованием,
- литье отливок из термопластов методом литья под давлением.
Методы определения плотности:
- определение плотности твердых тел правильной формы,
- определение плотности твердых тел неправильной формы с помощью гидростатических весов,
- определение плотности сыпучих тел,
- определение плотности фольги и подобных материалов,
- определение плотности с помощью градиентной колонки,
- определение плотности жидкостей,
- определение плотности с помощью ареометра,
- определение плотности с использованием гидростатических весов Вестфаля-Мора,
- определение плотности с помощью пикометра.
Наиболее распространенные методы определения плотности полимерных материалов:
1. Измерение объема и массы - используется для определения плотности полимерных материалов, сформированных в виде стержней, балок, труб (образцов любой правильной геометрической формы, объемом не менее 1 см 3 и массой не более 180г).
2. Гидростатический метод - заключается в сравнении массы единичных объемов образца испытуемого материала и жидкости известной плотности (например,дистиллированная вода) (образцы произвольной формы массой 0,2 - 5 г). Для определения используются гидростатические весы, иммерсионная жидкость для погружения образцов, термометр и термостат.
3. Пикнометрический метод - заключается в вычислении отношения массы образца к его объему, то есть объема иммерсионной жидкости с известной плотностью, вытесняемой образцом. Этот метод используется для определения плотности полимерных материалов в виде порошков, гранул и хлопьев.
p t = m p и / (m 1 - m 2 )
где:
п т - плотность испытуемого образца
м - масса образца, г
м 1 - масса жидкости для заполнения пикнометра, г
м 2 - масса жидкости, заливаемой в пикнометр с образцом, г
p и - плотность иммерсионной жидкости, г / см
4. Метод флотации - заключается в сравнении плотности образца исследуемого материала с плотностью иммерсионной жидкости в момент суспендирования образца. Суть метода состоит в том, чтобы приготовить несколько растворов разной известной плотности и затем погрузить исследуемый образец в каждый из этих растворов. Плотность жидкости, с которой испытываемый материал находится в равновесии, также является плотностью материала.
Ниже в таблице указана плотность наиболее важных полимеров и пластиков:
90 129 90 130 90 131 90 132
Плотность
[г / см 3 ]
символ
наименование
0.80
SI
силиконовая резина
0,83
PMP
полиметилпентен
0,85–0,92
PP
полипропилен
0,89–0,93
ПВД
полиэтилен высокого давления
0.91-0,92
ПБ
полибутен-1
0,91–0,93
ПИБ
полиизобутилен
0,92–1,0
NR, PI
натуральный каучук
0,94–0,98
ПНД
полиэтилен низкого давления
1.01-1.04
PA12
полиамид 12
1.03–1.05
PA11
полиамид 11
1.04–1.06
АБС
акрилонитрилбутадиенстирол
1.04–1.08
PS
полистирол
1.05-1.07
ППО
полиоксифенилен
1.06–1.10
SAN
стирол-акрилонитрил
1.07–1.09
PA6.10
полиамид 6.10
1,1–1,4
ER
смолы эпоксидные
1.12-1,15
PA6
полиамид 6
1,13–1,16
PA66
полиамид 6,6
1,14–1,17
PAN
полиакрилонитрил
1,15–1,25
КАБИНА
бутират ацетата целлюлозы
1.16-1.20
PMMA
поли (метилметакрилат)
1,17–1,20
PVA
поли (винилацетат)
1,18–1,24
CP
пропионат целлюлозы
1,19–1,35
ПВХ-С
поли (винилхлорид) мягкий
1.20-1,22
ПК
поликарбонат
1,20–1,26
PUR
Полиуретаны сшитые
1,21–1,31
PVAL
поли (виниловый спирт)
1,25–1,35
CA
ацетат целлюлозы
1.26-1,28
ПФ
смолы фенолформальдегидные
1,3–1,4
ПВФ
поли (винилфторид)
1,30–1,41
ПФ
смолы фенолформальдегидные (наполненные)
1,34–1,40
CN
целлулоид (нитрат целлюлозы)
1.38-1,41
ПЭТ
поли (этилентерефталат)
1,38–1,41
ПВХ (-U)
поли (винилхлорид)
1,41–1,43
ПОМ
полиоксиметилен
1,47–1,52
UF
Смолы карбамидоформальдегидные
1.47-1,55
ПВХ-С
хлорированный поливинилхлорид
1,5–2,0
фенопласты и аминопласты (заполненные)
1,5–2,9
полиэфирные и эпоксидные смолы (наполненные стекловолокном)
1,7–1,8
ПВДФ
поли (винилиденфторид)
1.86-1,88
ПВДХ
поли (винилиденхлорид)
2,1–2,2
PCTFE
политрифтормонохлорэтилен
2,1–2,3
ПТФЭ
политетрафторэтилен
Анализируя плотность отдельных полимеров, можно констатировать, что она практически не меняется с изменением степени полимеризации или сшивки.Таким образом, из одного и того же полимера можно получить изделия разной прочности, не различающиеся по плотности. Поэтому плотность не является показателем исправности изделий. В тех немногих случаях, когда полимер имеет несколько разновидностей с очень похожими химическими и физическими свойствами, измерение плотности может использоваться для определения разновидности полимера, например, для полиэтиленов или полиамидов.
.
Материаловедение - Лаборатория 1 Упражнение 4 Определение плотности и пористости материалов методом гидростатического взвешивания 1.1. ЦЕЛЬ УПРАЖНЕНИЯ Определение кажущейся плотности и общей пористости материалов с помощью гидростатического взвешивания. 1.2. ВВЕДЕНИЕ Плотность Одним из основных параметров любого материала является его плотность, выражаемая как отношение массы материала к его объему при определенных условиях температуры и давления.d = м / В (1) Единица измерения плотности в системе СИ - кг / м3 или г / см3. Керамические материалы обычно имеют более низкую плотность, чем металлические материалы, хотя есть несколько исключений (алюминий и его сплавы, титан и его сплавы). Полимерные материалы характеризуются самой низкой плотностью. В таблице 1 показаны плотности выбранных материалов. Таблица 1 Плотность выбранных материалов в (г / см3) при 20 ° C Плотность тела в г / см3 Плотность тела в г / см3 Алюминий (алюминий) 2,72 Кирпич 1,40-2,20 Магний 1,74 Бетон 180-24 Кремний 2,33 Мел 1,80-2,60 Дуралюминий (сплав алюминия и меди) 2,80 Фарфор 2,30-2,50 Титан 4,5 Графит 2,30-2,72 Сталь 7,50-7, 90 Стекло 2,40-2,80 Латунь 8,40-8,70 Гипс 2,31-2,33 Кобальт 8,90 Мрамор 2,67 Медь 8,93 Сиалон 2,96 + 3,95 Никель 8,35 A1203 3,99 Серебро 10,500 SiC 3,2 Свинец 11,30–11,40 TiN 5,43 Золото 19,28 ZrO2 5,6 Платина 21,450 WC 15,62 Древесный уголь 0,30–0,60 Лед при 0 ° C 0, 88–0,92 - дуб 0,60–0,90 Нейлон 1,14 - липа 0,40–0,60 Оргстекло 1,18–1,20 Пробка 0.22-0.26 Материаловедение - Лаборатория 2 Для характеристики плотности материала были введены следующие понятия: реальная плотность и кажущаяся плотность.Фактическая плотность (dn) материала определяется как отношение веса образца к его объему без пор, выраженное в г / см3 или кг / м3. Плотность рентгеновского излучения (также называемая теоретической) - это плотность, рассчитанная на основе знания размеров элементарной ячейки, определенной методом дифракции рентгеновских лучей, а также количества и типа атомов, составляющих элемент. клетка. Кажущаяся плотность (dp) материала определяется как отношение веса образца к общему объему образца, включая поры, выраженное в г / см3 или кг / м3.Относительная плотность, обычно выражаемая в%, представляет собой отношение кажущейся плотности к истинной плотности. Пористость Наличие пор в материалах существенно влияет на их физико-химические свойства и, следовательно, на их характеристики. Степень изменения данного свойства зависит от количества, размера, формы и расположения пор в материале. В отличие от типичных металлических материалов, керамика содержит поры в количестве от нескольких процентов до нескольких десятков процентов по объему (даже до прибл.90%). Пористость материала очень часто является результатом технологических трудностей (снижения затрат) при получении материала без пор или сознательных действий технолога, стремящегося получить, например, легкие строительные материалы, теплоизоляцию. , термостойкие материалы, керамические фильтры, подложки для катализаторов и др. разрабатывает и оптимизирует технологии производства материалов с точки зрения получения материала с соответствующей пропорцией и размером пор.Следует помнить, что с увеличением пористости механические свойства материала снижаются. Взаимосвязь между пористостью и свойствами пластмасс обычно носит эмпирический характер и строго применима только к материалам одного и того же метода производства. Во многих случаях это связано с трудностями при количественном определении пористости. Полная информация о пористости включает не только общий объем пор, но и распределение пор по размерам, которое может быть определено с помощью ртутной порометрии (поры с диаметром от единичных нанометров до нескольких сотен микрометров), а для пор меньше 1 микрометра - путем капиллярной конденсации.В таблице 2 перечислены наиболее важные методы измерения пористости. Среди пор, присутствующих в материале, есть поры, контактирующие с окружающей атмосферой - открытые поры, и поры, окруженные со всех сторон твердым телом - закрытые поры. Следовательно, используются термины: открытая пористость (P0) и закрытая пористость (Pz). Эти размеры представляют собой отношение объема пор конкретного типа к общему объему материала (включая поры) и обычно выражаются в процентах. Суммарное значение открытой и закрытой пористости называется общей пористостью (Pc).Материаловедение - Лаборатория 5 1.3. ВЫПОЛНЕНИЕ УПРАЖНЕНИЯ Инструменты, материалы и образцы для определений - образцы: металлические, керамические и полимерные - сушилка лабораторная электрическая с контролем температуры, - весы технические, - весы аналитические с точностью взвешивания 0,0001 г, - подставка для размещения стакана над аналитическим чаша весов, - металлическая тонкая проволока для подвешивания образцов, - градуированный термометр 0,5 ° C, - эксикатор с осушителем, - варочная емкость вместимостью прибл.0,4 и 0,61, - мягкая ткань, впитывающая воду. Определение кажущейся плотности и открытой пористости. 4 штуки каждого типа полученного материала (образцы: металл, полимер, керамика) очищают и сушат до постоянного веса, а затем взвешивают на аналитических весах с точностью до 0,0001 г - получение значения РС. Затем взвесьте образцы в воде. Для этого поместите на аналитические весы подходящую подставку и стакан с дистиллированной водой известной температуры (рис.1). Подвесьте образцы на балансир на тонкой проволоке так, чтобы во время взвешивания весь образец был погружен в воду. Убедитесь, что подставка и стакан не касаются чашки весов. Измерения следует проводить с точностью до 0,0001 г. Таким образом мы получаем значение mw. Во время измерения следует контролировать температуру воды и вносить поправку на mw с учетом веса проволоки, на которой подвешен образец. Затем образцы вынимают из воды и, удалив излишки воды с их поверхности влажной тканью, немедленно взвешивают.Обозначим так значение массы mn. Рассчитайте кажущуюся плотность по формуле (7), а открытую пористость - по формуле (10). Результаты измерений Перечислите результаты измерений кажущейся плотности и открытой пористости для каждого материала в таблицах. Определенное значение Образец I Образец II Образец III Образец IV ms [г] mn [г] mw [г] dp [г / см 3] PO [%] Примечание! Чтобы определить плотность тела с плотностью ниже, чем у воды, это тело следует взвесить в воздухе, а затем взвесить вместе с телом (прикрепленным) с плотностью большей, чем у воды (например,металл, плотность которого была определена ранее). Из закона Архимеда находим общий объем обоих тел. (ms1 + ms2) - mw12] · g = do · g · V12 (11) Материаловедение - Лаборатория 6 Где: индекс 1 относится к первому телу (с плотностью большей, чем у воды), индекс 2 относится ко второму тело (с плотностью ниже, чем у воды), а индекс 12 - это суммарное значение для обоих тел. Следовательно: V12 = (ms1 + ms2 - mw12) / do (12) Чтобы найти объем V2 тела с более низкой плотностью, объем тела с большей плотностью следует вычесть из общего объема V12.V2 = V12 - V1 (13) где: V1 = (ms1 –mw1) / do (14) Формула для определения плотности тела легче воды будет: d2 = ms2 / V2 = (ms2 do) / (mw1 + ms2 - mw12) (15) Обработка результатов измерений Рассчитайте средние значения кажущейся плотности и открытой пористости, а также доверительные интервалы для этих значений на уровне значимости α = 0,05 согласно следующим зависимостям: dp = dp ± ∆ Po = Po ± ∆ Рассчитайте значения ∆ согласно соотношению: ∆ = tn-1, α s (x) где: t n-1, α - критическое значение tr, α распределения Стьюдента, s (x ) - стандартное отклонение среднего, НЕОБХОДИМО ЗНАНИЕ СЛЕДУЮЩИХ ВОПРОСОВ: - закон Архимеда, - элементарная ячейка, - рентгеновская плотность, - фактическая плотность, - плотность гелия, - кажущаяся плотность, - общая пористость, - открытая пористость, - закрытая пористость, - гидростатическое (вытеснительное) взвешивание.Материаловедение - Лаборатория 7 Литература [1] Хойнацкий Ю.: Элементы химической и физической кристаллографии. Варшава, PWN 1971 [2] Pampuch R., Haberko K., Kordek K .: Наука о керамических процессах. Варшава, PWN 1992, гл. [3] Стандарт PN-79 / H-04185 [2] Стандарт PN-82 / 7001-08 [3] Стандарт PN-85 / H-04184 Инструкция разработана на основе скрипта «Лаборатория материаловедения» под редакцией Автор: Jerzy Lis, AGH, Kraków 2000 Приложение 1 Таблица 3 Плотность воды в диапазоне температур 10–30 ° C [г / см3] Температура [° C] Плотность [г / см3] Температура при ° C] Плотность [г / см3] Температура [° C] Плотность [г / см3] 10 0,99973 17 0,9988 24 0,99733 11 0,99963 18 0,99862 25 0,99708 12 0,99952 19 0,99843 26 0,99682 13 0,9994 20 0,99823 27 0,99655 14 0,99927 21 0,99802 28 0,99627 15 0,99913 22 0,9978 29 0,99598 16 0,99897 23 0,99757 30 0,99568
. ЛАБОРАТОРИЯ ЖИДКОСТНОЙ МЕХАНИКИ Упражнение № 7 Гидростатическое равновесие, плавучесть. Цель упражнения - определить плотность твердых тел с помощью гидростатических весов и сравнить этот метод с методами измерения объема тел. 1. Введение 1.1. Теоретическая часть. Одной из основных величин, характеризующих данное тело, является плотность ρ в [кг / м 3]. ρ = V m [7.1] где: m - масса тела [кг], V - объем тела [м 3].Плотность жидкости легко определить с помощью ареометра, хотя следует помнить, что он рассчитан на определенную температуру. Другой способ измерения плотности жидкостей - использование пикнометра - здесь возможны точные измерения при различных температурах. С другой стороны, для твердых тел удобнее всего определять вес тела и измерять его объем. Последний может быть рассчитан путем измерения индивидуальных размеров тела (если это реально возможно) или путем измерения его объема с помощью, например,мерный цилиндр, либо путем измерения объема вытесняемой жидкости. Также возможно измерить плотность твердого тела, в котором мы не измеряем объем тела. В этом методе - с использованием гидростатических весов мы измеряем только массу тела, а также нам нужно знать плотность жидкости, в которую погружено тело. Теперь разберемся с этим методом более подробно. 1.2 Сила плавучести. Рассмотрим (как показано на рисунке 1) тело цилиндрической формы с площадью поперечного сечения S и высотой h, погруженное в жидкость с удельным весом γ.Рис. 1 Верхняя поверхность цилиндра лежит на глубине h2 ниже свободной поверхности жидкости. Жидкость оказывает давление на погружаемый цилиндр, чем больше - тем больше глубина погружения. Давление на боковые стенки - из-за симметрии они компенсируют друг друга, и мы не будем их здесь рассматривать. Следующее давление действует на нижнюю поверхность цилиндра: F1 = S · (h + h2) · γ [7.2] и на верхнюю поверхность: F2 = S · h2 · γ [7.3] Результатом этих давлений является сила, действующая вертикально вверх (в отличие от силы тяжести), называется плавучестью - Fw.Fw = F1 - F2 = S · (h + h2) · γ - S · h2 · γ = S · h · γ [7.4] Произведение S · h определяет объем погруженного тела Vzan или объем вытесненной жидкости. этим телом. Fw = Vzan · γ [7.5] В свою очередь, произведение Vzan · γ также равно весу Qwyp жидкости, вытесняемой погружаемым телом. Если обозначить массу тела через Q, а массу тела, полностью погруженного в жидкость, через Qw, то известный закон Архимеда примет вид: Q - Qw жидкость = Qwyp = Fw [7.6] 1.3 Плавание тел Поведение однородного тела, погруженного в жидкость, зависит от отношения массы тела к плавучести.Здесь есть три случая (рис. 2): Рис. 2 ►1. Тело тонет в жидкости, когда его вес превышает силу плавучести: Q> Fw и в то же время γbody> γ liquid [7.7] ►2. Тело плавает частично погруженным в жидкость: Q Гидростатическое подводное взвешивание или гидростатическое тестирование - это метод определения состава тела (соотношение жировой ткани к мышечной массе). Он измеряет общую плотность тела человека с использованием принципа смещения Архимеда. Гидростатическое подводное взвешивание признано золотым стандартом оценки состава тела. Однако новые, более сложные методы могут в ближайшем будущем сделать подводное взвешивание устаревшим. Подводное взвешивание основано на принципе Архимеда, который гласит, что сила плавучести на погруженном объекте равна массе жидкости, которая движется через объект. Вы можете использовать это правило для определения процентного содержания жира в организме, потому что плотности жировой массы и безжировой массы постоянны. Постные ткани, такие как кости и мышцы, плотнее воды, а жировые отложения менее плотны, чем вода. В основном увеличивается мышечное и жировое истощение.Таким образом, человек с большим количеством жира в организме будет меньше весить под водой и иметь большую плавучесть. Кто-то с большим количеством мышц весит больше под водой. Для проведения подводного взвешивания человека сначала взвешивают на суше. После этого человек попадет в большую емкость с водой. Сидя на специальных весах, его опускают под воду и просят выпустить весь воздух из легких и оставаться неподвижным, пока измеряют подводную массу. Эту процедуру повторяли трижды и усредняли. Затем применяются специальные расчеты для определения вашего безжирового веса и веса жира, а также для определения процентного содержания жира в организме. По объему жир весит меньше, чем мышцы, а фунт за фунтом, жир и мышцы имеют постоянную массу и вытесняют определенное количество воды. Этот метод анализа состава тела считается очень точным и используется для оценки точности других методов. Обычно он согласован и поэтому может использоваться для измерения прогресса.Однако лицо, проводящее тест, должно понимать правила и правильно выполнять расчеты. Источником ошибок в тесте является необходимость выпустить воздух из легких пациента во время взвешивания под водой, так как оставшийся воздух поднимет легкие и приведет к аннулированию результатов. Это одна из причин, по которой учитываются три подводных весов, чтобы они соответствовали друг другу. Многие университеты предлагают испытания на гидростатическую прочность, а несколько компаний предлагают испытания для населения.Некоторые из них, такие как Body Fat Test, предоставляют мобильные услуги по тестированию гидростатического состава тела. Отсутствие легкого доступа к этому тесту не идеально для его использования, тем более что измерение биоэлектрического импеданса теперь широко доступно. Гидростатическое взвешивание считается точным, но есть другие технологии, которые могут его заменить. Один из них - это капсула Bod, в которой используется вытеснение воздухом, так же как при гидростатическом взвешивании используется плавучесть воздуха. Другой метод - двухэнергетическая рентгеновская абсорбциометрия (DEXA), которая измеряет содержание минералов в костях, а также оценивает жировые отложения и мышцы. Измерители жира с биоэлектрическим импедансом широко доступны для домашнего использования и в фитнес-клубах. В них используется электрический ток низкого напряжения. Однако они менее точны и зависят от многих переменных. Также возможно использование зажимов для жира и выполнение нескольких измерений. 1 Цель упражнения: ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОТНОСТИ ЖИДКОСТЕЙ С ПОМОЩЬЮ ГИДРОСТАТИЧЕСКОЙ ВЕСЫ Определение плотности жидкостей с помощью гидро шкалы ... Перечень инструментов: технические (панорамированные) весы, набор гирь, гиря, скамья. Вопросы: 1. Масса, масса, удельный вес и плотность тел. 2. Влияние температуры на плотность. 3. Методы определения плотности. 4. Определение момента силы. 5. Состояние баланса сил на двустороннем рычаге. 6. Закон Архимеда. 7. Техника взвешивания на технических весах. 8. Ход упражнения и способ достижения результата. Литература 1. Пиекар А. Общая механика. 2. Завадски А., Хофмокль, Физическая лаборатория. PWN, W-wa, 1964. 3. Дрыньски Т. Лабораторные занятия по физике.PWN, Варшава, 1978. 4. Х. Шидловский, Физическая лаборатория. PWN, W-wa 1989. Гидростатические весы 1 Выполнение упражнения: 1. На пластинчатых весах определите массу груза - m1 (масса массы в воздухе - m1). 2. Определите массу погруженной в дистиллированную воду массы - m2, поставьте скамейку над левым поддоном технических весов, поместите на нее стакан с дистиллированной водой и подвесьте массу (рис.1). 3. Определите массу погруженной в испытуемую жидкость массы - м3. 1 - вес, 2 - стакан, 3 - скамья. Рис. 1. Гидростатические весы Гидростатические весы 2 4. Рассчитайте плотность ρ исследуемой жидкости. - масса жидкости, вытесняемой грузилом: эталонная жидкость - m1– m2 исследуемой жидкости, m1– m3. - рассчитать объем погруженной массы по формуле: V = м1 - м 2 ρo где ρo - плотность дистиллированной воды. - плотность испытуемой жидкости рассчитывается по соотношению: ρ = Гидростатическая масса м м1 - м 3 ⋅ ρo = V м1 - м 2 3 Теоретическое введение Плотность ρ (удельная масса) - масса единицы объема вещества.Для однородных тел это выражается соотношением ρ = м V где: m - масса тела, V - его объем. В системе СИ единица плотности - кг 1 3. м. Удельный вес γ - масса единицы объема вещества. γ = θ V где: θ = m⋅⋅g - масса тела, V - объем тела, g - ускорение свободного падения. Единица измерения удельного веса в системе СИ - 1 Н. м3 Плотность может быть связана с удельным весом тела соотношением: γ = ρ ρ⋅g Для однородных тел плотность одинакова в каждой точке.В случае неоднородных тел следует говорить о распределении плотности в заданном объеме тела. Поскольку объем тела изменяется в зависимости от температуры следующим образом: Vt = V0 (1 + βt) , следовательно, плотность зависит от температуры: ρt = м ρ0 = V0 (1 + βt) 1 + βt Из-за небольшого значения коэффициента объемного расширения можно использовать приближенную формулу: ρt = ρ0 (1 - βt) Гидростатический баланс 4 где: V0, ρ0 - объем и плотность при 0oC Vt, ρt - объем и плотность при toC β - коэффициент объемного расширения выражает относительное увеличение объема на на единицу увеличения температуры: β = ∆V 1 ⋅.V ∆t Коэффициент β показывает, на какую долю исходного объема объем данного тела увеличится на 1 градус при нагревании. Зная плотность, можно определить тип материала, качество продукции и концентрацию растворов. По этой причине было разработано несколько методов для определения плотности тел: • определение плотности жидкостей или твердых тел с помощью гидростатических весов, • определение плотности жидкостей или твердых тел с помощью пикнометра, • определение плотности жидкостей с помощью шкалы Мора. остаток средств.• определение плотности жидкостей с помощью трубок Гарри. • определение плотности жидкостей с помощью ареометра. Гидростатические весы 5 Момент силы r M является векторной физической величиной, равной векторному произведению вектора положения r точки, в которой приложена приложенная сила r F, и этой силы. r r r M = r × F Силовой момент Вектор момента силы перпендикулярен плоскости, определяемой вектором r и вектором силы F, и его смысл определяется правилом правого винта.Согласно этому правилу, если мы повернем первый вектор (здесь: r) по кратчайшему пути так, чтобы он совпал со вторым (здесь: F), то винт по часовой стрелке, повернутый в том же направлении, будет двигаться (он будет вкручен или откручивается) в направлении, определяющем направление вектора M. Модуль момента силы равен M = F · r sinα = F · ro , где: α - угол между векторами r и F, ro - проекция вектора r на перпендикуляр к F, т. е. на силовое плечо. Рис.2. Момент r силы M, действующей на материальную точку массой m; сила F и ее плечо ro лежат в одной плоскости. Гидростатические весы 6 Состояние баланса сил на двустороннем рычаге. Рис. Двусторонний рычаг Двусторонний рычаг находится в равновесии, когда значения моментов сил, приложенных к обоим рычагам, равны: r1 ⋅ F1 = r2 ⋅ F2 или, точнее, когда сумма векторов моментов сил относительно оси вращения O равна нулю: yyyy r1 × F1 + r2 × F2 = 0 Закон Архимеда Тело, полностью или частично погруженное в жидкость, выталкивается вверх силой, равной весу жидкости, вытесняемой телом.(На тело, погруженное в жидкость, действует направленная вертикально вверх выталкивающая сила, равная произведению объема погруженного тела на удельный вес жидкости, то есть вес вытесняемой им жидкости.) Вт = Q жидкость W = ρ жидкость ⋅ г ⋅ V [Вт] = кг ⋅ м ⋅ м м Гидростатический баланс 3 с2 3 кг ⋅ м = s 2 = [N] 7 Определение плотности жидкости с помощью гидростатических весов Для определения неизвестной плотности жидкости с помощью гидростатических весов определите массу грузила (пробоотборника): в воздухе - m1 в эталонной жидкости известной плотности - ρo (чаще всего дистиллированная вода) - m2 в исследуемой жидкости - m3.Масса вытесняемой грузилом эталонной жидкости: m1– m2 исследуемой жидкости m1– m3. Объем погруженной массы рассчитывается по зависимости V = м1 - м 2 ρo Используя определение плотности, получаем следующую формулу плотности исследуемой жидкости: ρ = м m1 - m 3 ⋅ ρo = V m1 - m 2 Используемая гиря не должна быть изготовлена из материала, растворяющегося в используемых жидкостях, и ее плотность должна быть больше плотности эталонной жидкости ρo и плотности испытательной жидкости. . Гидростатические весы 8 Двойная пропитка - еще одна форма экономичной пропитки древесины. Он заключается в том, что на первом этапе древесина насыщается водными растворами дешевых и легкодоступных химикатов (например, хлорид цинка), а затем ее второй раз насыщают дорогим и дефицитным креозотовым маслом (программа лицензирования компьютерного строительства). . Растворы солей, используемые на первом этапе, увлажняют капилляры и вызывают разбухание древесины, тем самым открывая путь для трудно проникающей масляной пропитки.Схема пропитки включает следующие этапы: создание вакуума, сжатие солевого раствора под давлением, создание вакуума (удаление излишков пропитки), сжатие масла под давлением, возврат к нормальному давлению и слив пропитки из автоклава. В зависимости от породы дерева и используемого метода время пропитки железнодорожных шпал составляет 2,5-5 часов (программа лицензирования строительства ANDROID). На первом этапе двойной пропитки используют хлорид цинка или фторид натрия в водных растворах с температурой 60-100 С и концентрацией 2-3%.Таким образом, примерно 4,5 кг фторида натрия или примерно 6 кг хлорида цинка используется на 1 м 2: пропитанной древесины; абсорбция раствора 200-300 кг / м3. На втором этапе пропитки впрыскивается примерно 15 кг / м3 креозотового масла. В целом древесина полностью пропитана, солевые растворы легко проникают в древесину и играют роль наполнителя, в то время как поглощение дефицитного креозотового масла (строительная квалификация) ограничено. Эмульсионные методы. Эмульсионные методы заключаются в полном пропитывании древесины эмульсиями растворов солей с креозотовым маслом; дубильные вещества используются в качестве эмульгаторов, напримертанин или другие соединения. Кроме того, в эмульсию вводятся смачивающие вещества, которые способствуют проникновению маслянистой пропитки в древесину. Эмульсии дают большую свободу в дозировании креозотового масла, которое можно использовать с более мелкими или крупными добавками. Обычно креозотовое масло используется в количестве около 2 кг на 1 основу, т.е. около 20 кг на 1 м3 древесины. Поглощение эмульсии составляет 200-300 кг на м3 древесины (программа устного экзамена). Гидростатический метод, введенный Бушери в 1841 году, используется для пропитки свежесрезанных круглых лесоматериалов, в основном из ели и пихты.Пропитку следует начинать в течение 10 дней после распила древесины. Незакоренные столбы из летних срубов устанавливаются на наклонные подмости из деревянных балок. На лбу надевается плотно прилегающая резиновая маска, соединенная резиновым шлангом с источником пропитки. Для пропитки используется 1,0-1,5% раствор медного купороса, стекающий из резервуара, расположенного на деревянной башне высотой 10-12 м; проникает в древесину при давлении 1,0-1,2 атм (отзывы о программе). Пропитка выдавливает сок и занимает его место; пропитка считается завершенной, когда пропитка начинает течь через верх насыщенной колонки.Сульфат меди прочно связывается с древесиной и является хорошим пропитывающим средством. По словам Буб-Боднара, насыщение жердей длиной 12 м занимает 8-14 дней. Окорку следует производить через 5 дней после насыщения; после 4 недель выдержки жерди готовы к употреблению. Срок службы пропитанных таким образом колонн 14-18 лет. Преимущество гидростатического метода - дешевизна, невысокие капитальные затраты и возможность быстро установить устройства в любом месте в непосредственной близости от леса; поэтому он хорошо подходит для установки в лесных массивах, удаленных от железных дорог.Этот метод широко применялся в прошлом и стал применяться в последнее время (связующее звено правовых актов). Диффузионные методы. Методы диффузии основаны на использовании явлений диффузии для распределения антисептических составов в древесине. Измерение жира с помощью
гидростатического взвешивания под водой Rules
метод
Precision
Где получить испытание на гидростатическое взвешивание под водой
Другие формы тестирования жировых отложений
[PDF] Определение плотности жидкостей с помощью гидростатических весов. Список инструментов: технические весы (чаша), набор гирь, гиря, скамья.
Двойное насыщение - Разрешение на строительство
Двойная пропитка
Гидростатический метод. Гидростатический метод
Метод Кобры основан на том, что с помощью соответствующего аппарата делается 150-200 проколов в телекоммуникационных столбах глубиной 5-7 см, расположенных в полосе шириной 1 м над землей (наиболее опасное сечение столба ) и в верхней части шеста (продвижение 3 в 1).
