压力检测计算题76
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1.有一斜管压力计,其标尺刻度为0-250mmH2O 充液(酒精),ρ=0.8095g/cm3,斜管与水平线的倾角α=29°30′,Sin α=0.492,斜管断面积A1和环形容器断面积A2之比A1/A2=0.0025。
试求仪表处于这种情形的测量上限(1mm=9.806Pa) 答案:压力计常数为
K =ρ(Sin α+A1/A2)=0.8095×(0.492+0.0025)=0.4
测量上限为P =L ×K =250×0.4=100mmH2O
2.与节流装置配套的差压变送器的测量范围为0-39.24KPa ,二次表刻度为0-10t/h 。
若二次表指示50%,变送器输入差压△P 为多少?变送器输出电流I0为多少? 答案:测量与差压的关系为M =K ×△P (K 为常数)
M100%=K ×39.24=10t/hM100%=K ×△P =5t/h 则(10/5)2=(39.24/△P) △P =9.81KP a
变送器输出电流范围为4-20mA
9.8139.24=4-I 4
-200
I0=8mA
3.在工作压力P=24.5Mpa(绝压)和工作温度t=60℃下氮气流量Q=4m3/h 。
试求相应于标准下的流量QN 。
答案:将工作状态下气体的容积流量换算到标准状况下的溶积流量,
可按公式QN=Q=ρ/ρN
式中ρN —标准状态下氮气的密度,1.2506Kg/cm3(0℃)或1.165Kg/m3(20℃) ρ—工作状态下的密度,Kg/m3
ρ=ρN(P ×TN/PNTK) PN=0.1012MPa TN=273K 或293K
压缩系数K=1.15(N2)
因此0℃时ρ=1.2506×(24.5×273)/(0.1012×333×1.15)=215.76Kg/cm3 或20℃时ρ=1.165×(24.5×293)/(0.1012×333×1.15)=215.72Kg/m3
所以0℃时QN=4×215.76/1.2506=690.1Nm3/h
20℃时QN=4×215.72/1.165=740.67Nm3/h
4.一真空压力表量程范围为-100~500kPa,校验时最大误差发生在200kPa,上行程和下行程时校准表指示为194kPa 和205kPa,问该表是否满足其1.0级的精度要求? 答案:变差=[△max/(量程上限-量程下限)]×100%
=(205-194)/[500-(-100)]×100%
=1.83%>1.0%,所以不满足1.0级精度要求。
5.一台1151绝对压力变送器,量程范围为0~80kPa(绝压),校验时采用刻度范围为100~0kPa 标准真空压力计,若当地大气压力为98kPa,则当变送器输出为12mA 时,真空压力计指示的读数为多少?
答案:设变送器输入压力为P 绝时,输出电流为12mA,则P 绝/(80-0)×16+4=12,P 绝=40KPa ,根据P 真空=P 大气-P 绝=98-40=58KPa ,所以真空压力计的读数为58KPa ,变送器的输出为12mA 。
6.计算如图下所示的压力式液位计的调校量程范围及迁移量,已知h1=5m,h2=1m,ρ=1.0g/cm3
答案:由图可知,液位计测量量程为:P=pgh1=1.0×9.8×5=49KPa;迁移量A=pgh2=1.0×9.8×1=9.8KPa,所以仪表调校量程范围为9.8—58.8KPa。
7.一单法兰液位计测量开口容器液位,其最高液位和最低液位到仪表的安装距离分别为h1=3m,h2=1m,如下图所示,若所测介质密度ρ=1g/cm3,求仪表的量程及迁移量?
答案:由图可知仪表测量的有效量程高度为h1-h2=2m,所以仪表的量程△P=(h1-h2)pg=(3-1)×1×9.81=19.62KPa,当液位最低时,仪表正负压室的受力分别为P+=pgh2=1.0×9.81×1=9.81KPa,P-=0,所以液面计迁移量为P+-P-=9.81-0==9.81KPa(正迁移)
8.用一双法兰变送器测一闭口容器内液位,液面计的零点和量程均已校好,后因维护需要,仪表安装位置下移了一段距离h2=0.5m,如下图所示。
若已知h=5m,h1=1m,容器内介质密度ρ1=1.0g/cm3,变送器毛细管充油密度ρ2=0.8g/cm3,求变送器下移前后零点和量程将怎样变化?
答案:仪表安装位置下移前,仪表量程为
△P1=P1gh=1.0×9.81×5=49.05KPa,
迁移量为A1为A1=P2gh1-P2g(h1+h)=-P2gh=-0.8×9.81×5=-39.24KPa,
所以仪表的调校量程为-39.24—9.81KPa。
仪表安装位置下移后,仪表量程△P2为△P2=P1gh=1.01.0×9.81×5=49.05KPa,
迁移量为A2为A2=p2g(h1+h2)-P2g(h1+h2+h)=-p2gh=-0.8×9.81×5=-39.24KPa, 仪表调校量程为-39.24KPa至9.81KPa,即变送器位置下移后其零点和量程不变。
9.有一台气动差压变送器,表量程为25000Pa,对应的最大流量为50t/h,工艺要求40t/h时报警。
问:(1)不带开方器时,报警值设在多少?(2)带开方器时,报警值设在多少?
答案:1.不带开方器时对应40t/h流量的差压
ΔP1=25000×(40/50)2=16000Pa
对应40t/h流量的输出
P出1=(16000/25000)×80+20=71.2KPa
所以报警值S=71.2KPa
2.带开方器时
因为ΔQ=K×ΔP
对应40t/h流量的差压
ΔP2=25000×(40/50)=20000Pa
对应40t/h流量的输出
P出2=(20000/25000)×80+20=84KPa
所以报警值S=84KPa
10.某套节流装置蒸汽流量计,原设计的蒸汽压力为2.94MPa,温度为400℃。
实际使用中,被测处蒸汽压力为2.84MPa(温度不变),当流量计指示数为102t/h,求实际流量为多少吨/小时?(水蒸汽密度表:2.94MPa、400℃时ρ=9.8668kg/m3;
2.84MPa、400℃时ρ=9.5238kg/m3)
答案:M实际=M设计×SQRT(ρ实际÷ρ设计)
=102t/h×SQRT(9.5238÷9.8668)
=102t/h×0.9825
=100.2t/h
所以:真正的流量是100.2t/h
11.有流量变送器,量程是0~400×9.8Pa,对应流量显示范围为0~200m3/h,实际运行当中发现流量经常指示在满刻度上,现需扩大显示范围,使实际流量在显示范围的2/3处,试求变送器量程如何改变?
答案:现显示表范围为:
Q=3/2×Q原=3/2×200=300m3/h
已知原变送器量程为0~400×9.8Pa,显示范围为0~200m3/h
则变送器量程更改为ΔP×9.8Pa
(400×9.8)/(ΔP×9.8)=(200/300)2
ΔP=900
所以变送器量程要更改为0~900×9.8Pa
12.与节流装置配套的差压变送器的测量范围为0~39.24KPa,二次表刻度为0~10t/h。
若二次表指示50%,变送器输入差压Δp为多少?变送器输出电流为多少?答案:流量与差压的关系为
(10/5)2=39.24/Δp
Δp=9.81KPa
变送器输出电流范围为4~20mA
39.24/9.81=(20-4)/(I0-4)
I0=8mA
13.一台节流式差压流量表,其刻度上限为320t/h,差压上限为80kPa,求(1)测量值在80t/h相应的差压是多少?(2)若差压为20kPa时相应的流量为多少?
答案:(1)设测量值为80t/h时的差压为ΔP
由流量公式得
(Q/Qmax)2=ΔP/ΔPmax即(80/320)2=ΔP/80
ΔP=5kPa
(2)设差压为20kPa时流量为Q
则(Q/Qmax)2=ΔP/ΔPmax即(Q/320)2=20/80
Q=160t/h
14.用单法兰液位计测开口容器的液位,其最高液面和最低液面到仪表的距离分别是H1=1m,H3=3m(如图),若被测介质密度ρ=980kg/m3,求:
①变送器的量程
②是否需要迁移?迁移量是多少?
③如H2=2.5m,电Ⅲ型液位计的输出是多少?
答案:
①量程ΔP=(H2-HI)ρg=(3-1)×980×9.807=19221.7Pa
②当液面最低时,液位计正负压室受力分别为
P+=H2ρg=1×980×9.807=9610.9Pa;P-=0Pa
所以,迁移量应为:P=P+-P-=9610.9-0=9610.9Pa,且为正迁移。
③当H=2.5m时,仪表输出为:
IO=[(H-H1)/(H2-H1)]×(20-4)+4=16mA
15.设某台DDZ-Ⅲ型毫伏输入变送器,其零点迁移值umin=6mVDC,量程为12mVDC。
现已知变送器的输出电流为12mADC。
试问:被测信号为多少毫伏?
答案:已知变送器umin=6mVDC,量程12mVDC
∴umax=6+12=18mVDC
因为仪表为毫伏输入变送器
∴(I-4)/(Imax-4)=(u-6)/(umax-6)
(12-4)/(20-4)=(u-6)/(18-6)
u=8×12/16+6=12mVDC
16.用差压变送器(Ⅲ)测量开口容器的液位,其最高液位和最低液位到仪表的距离分别为h1=3m,h2=1m。
若测量介质的密度为1000kg/m3,,求变送器的量程为多少Pa?是否需要迁移,迁移量?当液位h=2.5m时,变送器的输出电流;
答案:1)变送器的量程
P=(h1-h2)ρg=(3-1)×1000×9.807
=19614Pa
2)当液面最低时,变送器正负压室的受力分别为:
P+=h2ρg=1×1000×9.807=9807Pa
P-=0
迁移量
P+-P-=9807-0=9807Pa
正迁移
3)h=2.5m 时变送器输出
IC=(h-h2)/(h1-h2)(20-4)+4=(2.5-1)/(3-1)16+4=16mA
17.用差压变送器与标准孔板配套测量管道介质流量。
若差压变送器量程为0~10KPa ,对应的输出电流为4~20mADC ,相应流量为0~320m3/h 。
求差压变送器输出信号为8mADC 时,对应的差压值及流量值各是多少?
答案:1)输出8mADC 时对应的差压值
根据差压变送器的输入和输出的关系有
(20-4)/(I-4)=(10-0)/(ΔP-0)
已知I=8mADC
∴ΔP=40/16=2.5KPa
2)输出8mADC 时对应的流量值
因为流量与差压为关系为
Q=K ΔP1/2
∴Qmax/Q=ΔPmax1/2/ΔP1/2
Q=Qmax ΔP1/2/ΔPmax1/2=320×(2.5/10)1/2=160m3/h
18.现用一单管水银压力计测某空气罐内的压力。
若当地的重力加速度为标准重力加速度(即g=980.665㎝/s2)当环境温度为30℃时,从压力计上读得的表压值为420mmHg ,试求罐内的绝对压力为多少mmHg ?折合多少Pa?(大气压力为760mmHg ,0℃时,汞的密度为13.5951g/cm3,30℃时,汞的密度为13.52g/cm3)
答案:罐内的绝对压力为
P 绝=P 大气+P 表=760+420×=760+417.68
=1177.68mmHg=156.984kPa
所以罐内的绝对压力为1177.68mmHg ,约等于156.984kPa
1毫米汞柱(mmHg)=133.322Pa
19.有一台电动差压变送器,表量程为25000Pa ,对应的最大流量为50t/h ,工艺要求40t/h 时报警,问:(1)不带开方器时,报警值设定在多少?(2)带开方器时,报警信号设定在多少
答案:不带开方器时,对应40t/h 流量的差压
p1=25000×(5040
)2=16000Pa
对应40t/h 流量的输出
P 出1=(2500016000
)×16+4=12.24mA
报警值S=12.24mA
(2)带开方器时,
∆Q=K ∆p
对应于40t/h 的差压
∆P2=25000×5040
=20000Pa
对应于40t/h 的输出值
P 出2=2500020000
×16+4=16.8Ma
报警值S=16.8Mpa
20.线材液压站油箱液位是1.5m ,选用15KPa 投入式液位计,问液位1m 时,投入式液位计应输出多少mA 电流?(液压油比重为0.87t/m3)
答案:每m油柱压力为0.87×10=8.7KPa
8.7/15×100%=58%
16×58%+4=13.28MA
21.锅炉上水流量孔板的满量程为25t/h ,差压上限为40kPa ,现差压变送器输出8mA ,请问此时的流量显示应为多少?
答案:解1:
25=K √40;K=25/√40
(8-4)/20-4)=4/16=1/4;1/4×40=10kPa
F ’=25/×√10=25/2=12.5(t/h)
解2:
F=25×√(8-4)/20-4)=12.5(t/h)
此时流量显示应为12.5t/h 。
22.试计算1mm H 2O 等于多少帕斯卡,1mm Hg 等于多少帕斯卡?标准状况下水的密度=O H 2ρ103kg/3cm ,汞的密度
=Hg ρ13595.1kg/3cm ,=g 9.80665(保留有效数字4位)。
答案:答案:1mm H 2O ==gH O H 2ρ103×9.80665×103
-Pa=9.807Pa 1mm Hg=13.59511mm H 2O=13.5951×9.80665Pa=133.3Pa
23.有一块压力表,量程为0~25MPa ,精确度等级为1级。
校验时,在20MPa 点,
上升时读数为19.85,下降时读数为20.12,求该表的变差。
此表是否合格?
答案:变差=|20.12-19.85|=0.27(MPA.此表的允许误差=±25×1%=0.25(MPA.
由于变差大于允许误差,所以此表不合格.
24.一水箱距离底面垂直向上10米处装有一块压力表,其示值是1.9MPa,问水箱底部压力是多少?(求底部表压示值).
答案:P底=P表+P液柱因为P液柱=10mH2O≈0.1MPA.所以P底=1.9+0.1=2.0(MPA.25.一单法兰液位计测量开口容器液位,其最高液位和最低液位到仪表的安装距离分别为hl=3m,h2=1m,如图所示,若所测介质密度ρ=1g/cm3,求仪表的量程及迁移量?
答案:由图知仪表测量的有效量程高度为h1-h2=2m,所以仪表的量程Δp为
ΔP=(h1-h2)ρg=(3-1)×1×9.8l=19.62kPa
当液位最低时,仪表正负压室的受力分别为P+=ρgh2=l×9.81×1=9.81kPa,P-=O
所以液面计的迁移量为P+-P-=9.81-0=9.81kPa(正迁移)
26.某一流量表显示范围为0∽160T,Ⅲ型差压变送器差压范围为0∽100Pa,问当流量为80T时,差压为多少?电流为多少?(二次仪表开方)
答案:因为根据公式:Hx=(Qx/Qmax)2×HmaxIx=(Qx/Qmax)2×16+4
(注:Qx=80T、Qmax=160T、Hmax=100Pa)
所以Hx={(80/160)2×100}Pa=25Pa
Ix={(80/160)2×16+4}mA=8mA
当流量为80T时,差压为25Pa,电流为8mA。
27.在差压变送器,开方器,显示仪,累积器流量测量系统中,差压△P=25kPa,二次表量程为0~200吨/小时,累积器在满量程时每小时走1000字,变送器输出电流为4~20mA。
求:(1)流量为80吨/小时,变送器对应的△Px值和电流值?
(2)在(1)给的条件下,累积器每小时走的字数和每个字表示的流量数?
答案:(1)根据差压流量关系式:
△Px/△P=(QX/QMAX)2(QX/QMAX)2=(IX-4)/(IMAX-4)
△Px=4kPaI=6.56mA
(2)所走的数字为K
K=(80/200)×1000=400字/小时
每个字表示的流量数为:200÷1000=0.2(吨/字)
28.孔板测量气体流量,孔板计算参数如下:(差压变送器未开方)
流量0~800Nm3/h;差压0~22000Pa;设计表压力2.0MPa;设计温度25℃。
求:差压△p=5500Pa,压力变送器压力pf=2.2MPa,Pt100测量温度Tf=30℃对
应的流量。
答案:(1)根据差压计算对应设计流量值:
QN =QNmax max p p ∆∆=800×220005500
=400(Nm3/h)
(2)用补正公式求得实际测量流量:
Q ′N =QN T p T p ''=400×))(())((15.2731.00.215.273251.0++++Tf pf
=400×))(()
)((15.273301
.00.215.273251.02.2++++ ≈430.87(Nm3/h)
对应的实际流量是430.87(Hm3/h)。
29.某塔气相压力为2MPa(表压),液相高度为20m ,液体的相对密度为1.1,一隔离膜片式压力表P1装在塔底,另一充有相对密度为0.8的隔离液的压力表P2装在距塔底10m 高的位置上。
问P1、P2两只压力表的指示值各是多少?
答案:根据流体静力平衡原理可得:
P1=P2+[(20×1.1)/10]×0.0981=2.2158Mpa
P2=P1-[(10×0.8)/10]×0.0981=2.2158-0.0785=2.1373Mpa
31.用差压变送器测流量,差压为25KPa ,二次表量程为0~200t/h ,差压变送器输出电流为4~20mA ,试求流量为80t/h 、100t/h 时对应的差压值和电流值是多少? 答案:根据差压流量公式:
F2=K×△p
△px/△p =(Fmax/F)2
△px =△p(Fmax/F)2=25000×(80/200)2=4000Pa
I =(Fmax/F)2×16+4=6.56Ma
△px =25000×(100/200)2=6250Pa
I =(100/200)2×16+4=8 mA
32.有一台气动差压变送器,表量程为25000Pa ,对应的最大流量为50t/h ,工艺要求40t/h 时报警。
问:(1)不带开方器时,报警值设在多少?(2)带开方器时,报警值设在多少?
答案:(1)不带开方器时对应40t/h 流量的差压:
ΔP1=25000×(40/50)2=16000Pa
对应40t/h 流量的输出
P 出1=(16000/25000)×80+20=71.2 Kpa
所以报警值S =71.2 Kpa
(2)带开方器时,因为ΔQ=K×ΔP
对应40t/h 流量的差压:ΔP2=25000×(40/50)=20000Pa
对应40t/h 流量的输出:P 出2=(20000/25000)×80+20=84 Kpa
所以报警值S =84 Kpa 。
33.有人在校验1151AP 绝对压力变送器时,发现只要通上电源,仪表就有12mA 输出。
这种现象是正常的吗?(如果仪表的测量范围是50~150 KPa 绝压,当时的大气压为100 Kpa)。
答案:绝对压力变送器测的是绝对压力,该仪表的测量范围是50~150 Kpa ,也就是说,输入50 KPa 绝压时,仪表输出4mA ;
输入150 KPa 绝压时,仪表输出20mA ;
仪表在大气压下,即输入的是大气压力100 Kpa 时
仪表的输出×(100-50)+4=12mA
现仪表输出正好12mA ,所以是正常的。
34.孔板和差压变送器配套测流体流量,变送器的测量范围为0~80kPa ,对应的流量为0~100t/h 。
仪表投用后发现,管道内的实际流量很小,变送器的输出只有5.5mA 左右。
如果希望变送器的输出在8mA 左右,则如何更改变送器的测量范围,更改后测得的最大流量是多少?
答案:(1)变送器输出5.5mA 时的差压△p 按公式:△p =△pmax(I0-4)/16 已知变送器的量程差△pmax =80kPa ,输出电流I0=5.5mA 。
故:
△p =80(5.5-4)/16=7.5kPa
(2)变送器更改后的量程△p 改,因为变送器输入7.5kPa 时输出为8mA ,所以: △p 改=7.5/[(8-4)/16]=30kPa
(3)变送器△p 改=30kPa 的流量,因为流量和差压的关系为:
M =K p ∆(K 为比例系数)
所以MMAX/M =max p ∆/改p ∆
已知:MMAX =100t/h ;△pmax =80kPa ;△p 改=30kPa ,所以得变送器量程更改后测得的最大流量为:100/M =80/30
M =61.23t/h 。
35.孔板和差压变送器配套测流体流量,变送器的测量范围为0~80kPa ,对应的流量为0~100t/h 。
仪表投运后发现,管道内的实际流量很小,变送器的输出只有5.5mA 左右。
如果希望变送器输出在8mA 左右,则如何更改差压变送器的测量范围,更改后测得的最大流量是多少?
答案:①变送器输出5.5mA 时的差压△p 按公式△p =△pmax(I0-4)/16 已知:变送器的量程差压△pmax =80kPa ,输出电流I0=5.5mA 。
故:
△p =80(5.5-4)/16=7.5kPa
②变送器更改后的量程△p 改因为变送器输入7.5kPa 时的输出为8mA ,所以: △p 改=7.5/(8-4)/16=30kPa
③变送器△p 改=30kPa 时的流量,因为流量和差压的关系为:
M =K p ∆(K —比例常数)
所以:Mmax/M =max p ∆/改p ∆
已知:Mmax =100t/h ;△pmax =80kPa ,△p 改=30kPa ,所以M =61.23t/h
36.有一套DDZ-Ⅲ型电动单元组合仪表组成的差压流量测量系统,当开方器输入为1V 时,开方器输出为多少V ?当开方器输入为2V 时,输出为多少V ?
答案:答案:将已知条件代入公式:I 出=21-I 入+1
即:当I 入=1V 时,I 出=1V ;
当I 入=2V 时,I 出=3V 。
37.有节流器的流量测量系统,变送器量程为0~39.42KPa ,二次表刻度为0~10t/h ,若将二次表刻度改为0~7.5t/h ,则变送器应变为多大量程?
答案:因为节流装置未变,所以K 仍为原来常数。
M100%=K 42.39⋅=10(t/h)
M100%=K P ∆⋅=7.5(t/h)
两式相比(10/7.5)2=39.42/ΔP ,ΔP =22.17KPa
∴只需将量程改为0~22.17KPa 。
38.差压变送器测量范围0~2500Pa ,求输出电流为12mA 时压差为多少? 答案:△P =p ×2500=1250Pa
39.已知标准大气压为9.869MPa ,液柱到A 点高度为p100m ,液体密度为1.0×103kg/m3,重力加速度为10N/kg ,是求A 点所受的压力为多少?
答案:PA =9.869+ρgh=9.869+1.0×103×10×100=10.869MPa
40.某检测一般压缩空气的流量孔板,设计参数:绝压0.198Mpa 、介质工作温度30℃,孔板量程差压15Kpa 、满度量程15000Nm3/h 。
试计算绝压为0.198Mpa 、孔板差压为10Kpa 、工作温度为35℃时空气流量。
答案:
h Nm Q /121501510308303150003≈= 41.用标准孔板测量某气体流量,设计参数如下:最大流量Qmax =8000Nm3/H ,最大差压ΔPmax =16Kpa ,基准温度tn =27℃,基准压力Pn =0.5Mpa ,在实际工作中测得差压ΔP =8Kpa ,温度t =127℃,压力P =1.5Mpa ,计算此时流量的流量?(大气压取0.1MPa)
)16/8(*)273127/27327(*)1.05.0/()1.05.1(*8000++++=
答案:
)/(*)273/273(*)1.0/()1.0(max max p P t tn Pn P Q Q ∆∆++++= )16/8(*)273127/27327(*)1.05.0/()1.05.1(*8000++++=
=8000m3/h
42.如图所示,通过双室平衡容器来测量锅炉汽包水位。
已知:P1=3.82MPa ,ρ
汽=19.78kg/m3,ρ液=800.4kg/m3,ρ冷=915.8kg/m3,h1=0.6m,h2=1.5m,求答案:差压变送器的量程及迁移量。
答案:差压液位计的量程△P
P=h1(ρ液-ρ汽)×g=0.6×(800.4-19.7)×9.807=4593.8Pa
当液位最低时,差压液位计的正、负压室的受力为:
P+=P1+h1×ρ汽×g+h2×ρ水×g
=3.82×106+0.6×19.6×9.087+h2×ρ水×g=3820115.3+h2×ρ水×g
P-=P1+h1×ρ冷×g+
=3.82×106+0.6×915.8×9.087+h2×ρ水×g=3825388.8+h2×ρ水×g
于是迁移量△P=P+-P-=-5273.5Pa
因为P+<P-,故为负迁移。
变送器的量程为△P=-5273.5-(5273.5+4593.8)=679.7Pa
43.管道内取样处的水压为1.2Mpa,压力表装在取样点下方5m处,求压力表的示值。
答案:因为压力表装在测压点下方,压力表的示值将高于水管内压力:
Ρ=5×1000×9.81=49050(Pa)≈0.05(MPa)所以压力表示值=1.2+0.05=1.25(MPa)
答:压力表的示值为1.25MPa
44.有一块EJA差压变送器差压上限值为80kPa,流量上限值为320t/h,求变送器输出电流为13.6mA时差压是多少?相应的流量为多少?
答案根据流量与差压的平方成正比,而差压与输出电流成正比,则
△P/△Pmax=I。
/Imax
△P=(I。
×△Pmax)/Imax=(13.6-4)×80/16=48kPa
q2/q2max=△P/△Pmax
q=qmax×√P/△Pmax=320×√48/80=247.9(t/h)
答:差压变送器输出为13.6mA时,差压为48kPa,流量为247.9t/h。
45.用标准节流装置测量过热蒸汽流量,已知设计条件:最大流量qm=512.5t/h、最大差压ΔPm=40kPa、过热蒸汽压力17.0MPa、过热汽温540℃(设计密度为ρ0=
51.177kg/m3)。
试求当过热蒸汽压力为16MPa 、过热汽温为500℃(运行密度为ρ1=51.840kg/m3),产生差压为ΔP1=32kPa 时,只考虑蒸汽密度修正,管道内实际蒸汽流量为多少? 答案:∵q k P =Δ
设流量计测得的流量为q1 则q q P
P 115125=·ΔΔ=×=m m /.32/40458.4(t /h) 考虑蒸汽密度修正,设实际蒸汽流量为q ′1根据公式
''q q /.. /..(t /h) 111458451840511774613=·=×=1ρρ
答:管道内实际蒸汽流量为461.3t/h 。
46.已知扩散硅压力变送器输出电流为4~20mA ,原测量范围0~1MPa 改为测量范围1~2.5MPa 后,则原来0.6MPa 压力的电流表工作点对应于改测量范围后的被测压力为多少MPa ?
答案:设原0.6MPa 压力对应的电流为Ix ,对应改测量范围后的被测压力为Px , 因为输出电流与被测压力成正比,则有0.6010
4x
----=I 204得Ix =13.6mA 由P x ..----1251
1364204=得Px =1.9MPa 答:0.6MPa 压力是13.6mA ,其相应量程改变后的读数压力为1.9MPa 。
47.有一台节流式差压流量表,其刻度上限为320t/h ,差压上限为80kPa ,问:
(1)当仪表流量测量值在80t/h 时,相应的差压时多少?
(2)若差压为40kPa 时,相应的流量为多少?
答案:设仪表流量测量值q =80t/h 时,差压为△P ,由公式q =k √△P,得 △P =q2/qmax2.△Pmax =802/3202×80=5(kPa)
设差压为△=40kPa 时,流量为q
则q =√△P/△Pmax.qmax =√40/80×320=226.3(t/h)
答:相应得流量为226.3t/h 。
48.为了测量地下室水管压力,由于环境原因变送器安装在距取压点10米的厂房内(地平面),选用的差压变送器测量范围为0-1MPa 。
试计算差压变送器的迁移量,变送器应如何调整?
答案:因为高度差为10米水柱即10000mmH2O,而1mmH2O=9.80665Pa,
则迁移量为10000mmH2O=98066.5Pa≈0.098MPa.
为了克服高度差,则此表应负迁移,迁移量为0.098MPa,变送器的测量范围改为:-0.098-0.902MPa 。
49.用1151DP4E 型变送器测量氧气流量,已知变送器的测量范围0-30kPa,对应最大流量为120000m3/h,现测量得电流为13mA,其对应的流量是多少m3/h ?对应的差压为多少Pa ?
答案:根据流量与差压的关系式:Q=K p ∆ Qm/Q=I Im/120000/Q=())413/(420--
得出:Q=90000m3/h
根据:Δpm/Δp=Im/I30/Δp=(20-4)/(13-4)
得出:Δp=16.875kPa=16875Pa
50.与节流装置配套的差压变送器的测量范围为0-39.24kPa ,二次表刻度为0-10t/h 。
问:(1)若二次表指示为50%,变送器输入的差压为多少?变送器输出电流Io 为多少?(2)若将二次表刻度改为0-7.5t/h ,变送器应如何调整? 根据流量与差压的关系式:Q=K p ∆
(10/5)2=39.24/Δp
得出Δp=9.81kPa
根据:39.24/9.81=(20-4)/(Io-4)
得出:Io=8mA
根据流量与差压的关系式,对差压变送器进行更改量程。
(10/7.5)2=39.24/Δp 得出:Δp’=22.07kPa
变送器应调整量程为:0-22.07kpa.
答案:略
51.C1:运用标准孔板测量蒸汽流量时,已知设计时的参数如下:压力P1=1MPa,温度t1=200℃,最大流量Qm1=50t/h,最大差压ΔPm1=40kPa。
实际测量时未进行补正,测出其参数值为Q2=30t/h,P2=1.3MPa,t2=220℃,则其实际的流量为多少? 答案:根据补正经验公式:Q’=Q '/'pT T p
本题中:Q=30t/hp’=1.3+0.1=1.4MPa(应为绝对压力)
T=220+273.15=493.15K(应为绝对温度)
p=1+0.1=1.1MpaT=200+273.15=473.15K
将以上数值代入公式,并计算得出:
Q=33.15t/h
52.现有一台1151DP 型变送器,经二次表显示流量,变送器的测量范围为20-100kPa ,最大允许误差160Pa ,二次表显示范围0-1200m3/h ,最大允许误差6m3/h ,试计算当输入信号为80kPa 时,变送器的输出为多少?二次表显示为多少?若要对系统进行联校,其允许的最大系统误差为多少?
答案:根据题意有:(80-20)/(100-20)=(I-4)/(20-4)
求得:I=16mA
求二次表显示值,根据:Q=K p ∆
有:Q/1200=)20100/()2080(--Q=1039m3/h
先求出变送器和二次表的精度等级,再求系统误差。
变送器精度等级为:80000160×100%=0.2%为0.2级。
二次表的精度等级为:12006
×100%=0.5%为0.5级
最大系统误差=225.02.0 (以百分数表示)=0.539%
±0.539%×(100-20)=±0.4312kPa
53.如图所示,已知p1=4.52MPa ,ρ汽=19.7kg/m3,ρ液=800.4kg/m3,ρ冷=915.8kg/m3,h1=0.8m ,h2=1.7m 。
试求差压变送器的量程,并判断零点迁移的正负方向,计算迁移量。
答案:由题意:p+=p1+ρ汽g(h1-h)+ρ液gh+ρ水gh2
P_=p1+ρ冷gh1+ρ水gh2
所以Δp=p+-p_=(ρ汽g-ρ冷g)h1-(ρ汽g-ρ液g)h
由上式,当h=0时,Δp=(ρ汽g-ρ冷g)h1=-7025Pa
当h=h1时,Δp=(ρ汽g-ρ冷g)h1-(ρ汽g-ρ液g)h1
Δp=(-ρ冷g+ρ液g)h1=-905Pa
所以,差压变送器的量程为7025-905=6120Pa
零点迁移方向为负迁移。
迁移量为6120Pa ,即当输入差压为-6120Pa 时输出为4mA ,当输入差压为0时输出为20mA 。
54.若采用差压变送器测量流量,差压变送器的量程为0-1Mpa ,变送器输出4-20mA ,
对应流量范围为(0-1000m3/h),差压变送器选择了开方功能,若测量差压变送器输出信号为12mA,则对应显示的流量F为多少?
答案:F=1000×(12-4)/(20-4)=500m3/h
55.电动Ⅲ型差压变送器,量程为36Kpa对应最大流量为80T/h要求60T/h时报警。
问(1)不带开方器时报警值设定在多少?(2)带开方器时报警值设定在多少?
答案:(1)
ΔP=36×(60/80)2=20,25Kpa
I=(20,25/36)×16+4=13(mA)
(2)ΔP=36×(60/80)=27Kpa
I=(27/36)×16+4=16(mA)
56.EJA型差压变送器测量范围0--2500Pa,求输出电流为12mA时压差为多少?
答案:
因输出电流与压差成正比,即:△P/(12-4)=2500/(20-4)
所以△P=2500/2=1250(Pa)
57.用孔板和智能差压变送器对管道内的介质进行流量测量,差压变送器测量范围为0~100kPa,对应的介质流量为0~200立方米/小时。
当变送器测得差压值为50kPa时,其输出电流为多少毫安?介质的流量是多少?
答案:
①因变送器输出电流与差压值成正比,即:50/(I-4)=100/(20-4)
变送器的输出电流是:I=16/2+4=12(mA)
②因介质的流量与差压值的平方根成正比
所以介质的流量Q是:
Q=SQRT(8/16)×200=141(立方米/小时)
58.用单法兰液位计测量开口容器的液位,其最高液位和最低液位到仪表的距离分别为h1=1m,h2=3m,若被测介质的密度为ρ=980kg/m3,求
①变送器的量程是多少?
②是否需要迁移,迁移量为多少?
③如液面高度h=2.5m,液位计的输出为多少?
答案:①仪表量程为(h2-h1)ρg=(3-1)×980×9.807=19221.7(Pa)
②当液位最低时,液位计正负压室的受力分别为
P+=h2×ρ×g=1×980×9.807=9610.9(Pa)
P-=0
所以液位计的迁移量9610.9Pa
因P+>P-,所以仪表为正迁移
③因(h2- h1)/(h- h1)=(20-4)/(I-4)
即2/1.5=16/(I-4)
所以I=16mA
59.如图所示,用差压变送器测量闭口容器液位。
已知h1=50cm,h2=200cm,h3=140cm,被测介质的密度ρ1=0.85g/cm3,负压管内的隔离液为水,求变送器的调校范围和迁移量。
答案:仪表的量程∆p为
∆p=h2×ρ1×g=200×0.85×980.7×100/1000=16671.9Pa
当液位最低时,变送器正、负压室的受力为(不考虑容器内的工作压力)
p+=h3×ρ1×g=140×0.85×980.7×100/1000=11670.3Pa
p-=(h1+h2+h3)×ρ0×g=(50+200+140)×1×980.7×100/1000=38247.3Pa(ρ0水的密度)
于是仪表的迁移量p为
p=p+-p-=11670.3-38247.3=-26577Pa
因p+<p-,故为负迁移。
仪表的调校范围为
-26577~(-26577+16671.9)=-9905.1Pa
60.某型号压力变送器的测量范围原为0~100KPa,现零位负迁移50%,则①仪表的测量范围变为多少?②仪表的量程是多少?③输入压力为-40、40KPa时,仪表的输出是多少?
答案:①仪表的测量范围成为-50~50KPa
②仪表的量程是50-(-50)=100KPa
③输入压力为-40KPa时:输出为(20-4)(50-40)/100+4=5.6mA
输入压力为40KPa时:输出为(20-4)(50+40)/100+4=18.4mA
61.某Ⅲ型差压变送器的量程范围是0~50KPa。
,当时间t≥0时,差压变送器的输入信号△P=12.5KPa。
问:(1)此时差压变送器、开方器的输出电流各为多少?
答案:(1)设差压变送器输出电流是I01,开方器的输出电流是I02,则
(I01—4)/16=12.5/50
I01=8mA
8-/16求得:I02=12Ma
而(I02—4)/16=4
62.1151GP压力变送器的测量范围原为0—100kPa,现零位迁移100%,则
仪表的测量范围变为多少?
仪表的量程是多少?
输入多少压力时,仪表的输出为4、12、20mA?
答案:仪表的原测量范围为0—100kPa,现零位迁移了100%,所以
测量范围成为100—200kPa。
仪表的量程是200-100=100kPa。
输入为100kPa时,输出为4mA
输入为150kPa时,输出为12mA
输入为200kPa时,输出为20mA
63.用差压变送器测流量,差压ΔP=25kpa,二次表表程为0~200t/h,计数器在满量程时每小时走1000个字,变送器输出电流为4~20mA。
求(1)流量为80t/h,100t/h,对应的ΔPx值和电流值?
(2)如在给定条件下,计数器每小时走的数字和每个字所表示的流量数。
∆
答案:(1)由差压流量基本公式:Qx=k×Px
得:ΔPx=(Qx/Qmax)2×ΔPmax
其中:Qx------对应ΔPx的流量值
Qmax----流量表的最大刻度值
ΔPx-----任意检验点对应的差压值
ΔPmax--流量表最大刻度值对应的差压刻度值
所以,流量为80t/h时:ΔPx=(Qx/Qmax)2×ΔPmax
=(80/200)2×25kPa
=4kPa
对应的电流值:I=4mA+(20mA-4mA)×(ΔPx/ΔPmax)
=4mA+16mA×4kPa/25kPa
=6.56mA
流量为100t/h时:ΔPx=(100/200)2×25
=6.25kPa
对应的电流值:I=4mA+16mA×(6.25/25)
=8mA
(2)设所走的字数为X,
流量数为:200(t/h)/1000(字/每小时)=0.2t/字
则流量为80t/h时:X=(80/200)×1000=400(字/每小时)
流量为100t/h时:X=(100/200)×1000=500(字/每小时)
64.有一台气动差压变送器,表量程为25000Pa,对应的最大流量为50t/h,工艺要求40t/h时报警。
问:不带开方器时,报警值设在多少?
答案:1.不带开方器时对应40t/h流量的差压
ΔP1=25000×(40/50)2=16000Pa
对应40t/h流量的输出
P出1=(16000/25000)×80+20=71.2KPa
所以报警值S=71.2Kpa
65.用差压变送器测流量,差压为25Kpa,二次表量程为0-200T/h,差压变送器输出电流为4—20mA,试求流量为80T/h时对应的差压值和电流值是多少?
答案:根据差压流量公式:F2=K×△p
△px/△p=(Fmax/F)2
△px=△p(Fmax/F)2=2500(80/200)2=4000Pa
I=(Fmax/F)×16+4=6.56mA
答:对应的差压值为4000Pa,电流值为6.56mA。
66.有一台气动差压变送器,表量程为25000Pa,对应的最大流量为50t/h,工艺要求40t/h时报警。
问:带开方器时,报警值设在多少?
答案:带开方器时
因为ΔQ=K×ΔP
对应40t/h流量的差压
ΔP2=25000×(40/50)=20000Pa
对应40t/h流量的输出
P出2=(20000/25000)×80+20=84KPa
所以报警值S=84Kpa
答:报警值设在84Kpa。
67.用一双法兰变送器测一闭口容器内液位,液面计的零点和量程均已校好,后因维护需要,仪表安装位置下移了一段距离h2=0.5m,如图所示.若已知h=5m,hl =lm,容器内介质密度ρl=1.Og/cm3,变送器毛细管充油密度ρ2=0.8g/cm3,求变送器下移前后零点和量程将怎样变化?
答案:仪表安装位置下移前,仪表的量程为ΔP1=ρ2gh=l×9.81×5=49.05kPa 迁移量A1为
A1=ρ2gh1-ρ2g(h1+h)=-ρ2gh=-O.8×9.81×5=-39.24kPa
所以,仪表的调校量程为-39.24~9.81kPa。
仪表安装位置下移后,仪表的量程为ΔP2=ρ1gh=l×9.81×5=49.05kPa
迁移量A2为A2=ρ2g(h1+h2)-ρ2g(h1+h2+h)=-ρ2gh=-O.8×9.81×5=-39.24kPa。
仪表调校量程为-39.24~9.81KPa,即变送器位置下移后其零点和量程不变68.如图用差压变送器检测液位。
已知,ρ1=1500kg/m3,ρ2=850kg/m3,h1=1.0m,h2=4.5m,液位变化范围为0~3m,当地的重力加速度为9.8m/s2,试确定差压变送器的量程和迁移量。
答案:当液位在0~3米变化时,差压的变化量为
3.0×1500×9.8=44100Pa
ρ2
迁移量为△p=-(h2-h1)ρ2g=-(4.5-1.0)×850×9.8=-29155Pa
69.一单法兰液面计测量开口容器液位,其最高液位和最低液位到仪表的安装距离分别为h1=3m,h2=1m,若所测介质密度ρ=1g/cm3,求仪表的量程及迁移量?答案:仪表量程为:△P=ρg(h1-h2)=1×9.81 (3-1)=19.62KPa。
当液位最低时,仪表正负压室的受力分别为:
P+=ρgh2=1×9.81×1=9.81KPa
P_=0KPa
所以液面计的迁移量为P+-P_=9.81-0=9.81KPa,正迁移。
70.用双法兰差压变送器测密闭液位如下图所示,液位变化范围h=1m,图中h1=2m,h2=1m,H=3m,所测介质密度ρ1=1200kg/cm3,变送器毛细管中充液密度ρ2=850kg/cm3,求变送器的量程和迁移量。
答案:变送器的量程为△P=ρ1gh=1200×9.81×1=11.77KPa
变送器正压室:P+=P1+ρ1gh2+ρ2gh1
变送器负压室:P_=P1+ρ2gH+ρ2gh1
则:P+-P_=ρ1gh2-ρ2gH=1200×9.81×1-850×9.81×3=-13.25KPa
所以:变送器量程为11.77KPa,迁移量为负迁移13.25KPa。
71.用一双法兰变送器测一闭口容器内液位,液面计的零点和量程均已校好,后因维护需要,仪表安装位置下移了一段距离h2=0.5m,若已知h=5m,h1=1m,容器内介质密度ρ1=1.0g/cm3,变送器毛细管充油密度ρ2=1g/cm3,求变送器下移前后零点和量程将如何变化?
答案:下移前:量程:△P=ρ1gh=1×9.81×5=49.05KPa
迁移量:A1=ρ2g h1-ρ2g(h+h1)=-ρ2gh
=-0.8×9.81×5=-39.24KPa
所以:仪表的调校量程为-39.24~9.81KPa。
下移后:量程:△P=ρ1gh=1×9.81×5=49.05KPa
迁移量:A1=ρ2g (h1+h2)-ρ2g(h+h1+h2)=-ρ2gh
=-0.8×9.81×5=-39.24KPa
所以:仪表的调校量程仍为-39.24~9.81KPa。
所以:变送器位置下移后其零点和量程不变。
72.与节流装置配套的差压变送器的量程为0~25Kpa,二次表刻度为0~10t/h,
①若二次表指示50%,变送器输入差压△P为多少?
②若将二次表刻度改为0~20t/h,应如何调整?
答案:①流量与差压的关系式为:
M=K√△P(K—为一常数)
M100%=K×√25=10(t/h)
M50%=K×√ΔР=5(t/h)
ΔP=2.5=6.25KPa
②因节流装置及流量特性不变,K仍为常数,若二次表刻度为20t/h,只需将差压变送器的量程扩展即可,
M100%=K×√25=10(t/h)
M100%=K×√ΔP′=20(t/h)
ΔP=100(Kpa)
只需将变送器量程改为0~100KPa,二次表刻度改为0~20t/h即可。
73.EJA型流量变送器测量范围0--8000Pa,输出电流为12-16mA时压差变化范围为多少?
答案:[(12-4)/(20-4)]2×8000=2000Pa
[(16-4)/(20-4)]2×8000=4500Pa
△P =2000--4500Pa
74.仪表的测量范围0--40pKpPa,对应的流量范围0-25t/h,介质密度设ρ介=0.7t/m3,隔离液的密度ρ隔=1.2t/m3,孔板取压点在差压变送器的上方,并与正负压室的距离为2000mm,由于某些因素,造成负压隔离液全漏完。
问(1)当管道中无流量时,仪表指示多少?(2)当满量程时,仪表指示多少?
答案:(1)△P=(ρ隔-ρ液)gh=(1.2-0.7)×2000×10=10KPa
M=Mmaxp
(2)△P实=40-10=30KPa
M=Mmaxp
75.EJA型差压变送器测量范围0--2500Pa,求输出电流为12mA时压差为多少?答案:△P=p×2500=1250Pa
76.已知标准大气压为9.869MPa,液柱到A点高度为p100m,液体密度为1.0×103kg/m3,重力加速度为10N/kg,是求A点所受的压力为多少?
答案:PA=9.869+ρgh=9.869+1.0×103×10×100=10.869Mpa。