Максимальное дифференциальное. Разводка дифференциальных сигналов

1. Основания мероприятия:

Во исполнение требований пункта 55 Правил противопожарного режима в Российской Федерации (в ред. Постановления Правительства РФ от 17.02.2014 № 113) руководитель организации обеспечивает исправность источников наружного противопожарного водоснабжения и организует проведение проверок их работоспособности не реже 2 раз в год (весной и осенью) с составлением соответствующих актов.

2. Цель испытания:

Определить возможность получения компактных струй высотой не менее 10 м при полном пожарном расходе воды и расположении стволов на уровне наивысшей точки самого высокого здания объекта (4.4. СП 8.13130.2009 в редакции 01.02.2011)

3. Условия проведения мероприятий:

Проверку пожарных гидрантов проводить при соблюдении следующих условий:
пуск воды производить только при положительных температурах; при температуре воздуха от 0 до -15 °С, допускается только внешний осмотр без пуска воды.
при температуре ниже -15 °С открывание крышек колодцев для осмотра запрещается во избежание потерь тепла самого колодца.

4. Техническая составляющая мероприятий:

4.1. При проверке пожарных гидрантов необходимо отразить:
состояние подъездов к пожарным гидрантам;
размещение гидрантов в колодцах должно обеспечивать свободную установку крышки колодца и открытие крышки гидранта и полное навертывание пожарной колонки;
наличие указателей, соответствие координат на указателе фактическому расположению пожарного гидранта;
наличие и исправность люка и крышки колодца;
целостность и исправность крышек и резьбы ниппеля, верхнего квадрата штанги и корпуса гидранта; наличие крышки стояка гидранта;
наличие воды в колодце, корпусе гидранта;
крепление корпуса гидранта к подставке;
герметичность клапана, легкость его открытия и закрытия;
состояние резьбы на гидранте (путем накручивания пожарной колонки);
проверить работу гидранта с установкой пожарной колонки и определить пропускную способность (расход воды) гидранта;
уточнить вид и диаметр водовода на котором установлен гидрант.

4.2. Минимальные расстояния до внутренних поверхностей колодца, которые должны соответствовать:
от стенок труб (при диаметре труб до 400 мм) – 0,3 метра; (от 500 до 600 мм) – 0,5 метра, (более 600 мм) – 0,7 метра;
от плоскости фланца (при диаметре труб до 400 мм) – 0,3 метра, (более 400 мм) – 0,5 метра;
от края раструба, обращенного к стене (при диаметре труб до 300 мм) – 0,4 метра, (300 мм) – 0,5 метра;
от низа трубы до дна (при диаметре труб до 400 мм) – 0,25 метра, (от 500 до 600 мм) – 0,3 метра, более 600 мм – 0,35 метра;
от верха штока задвижки с выдвижным шпинделем – 0,3 метра; от маховика задвижки с не выдвижным шпинделем – 0,5 метра;
от крышки гидранта до крышки колодца не более 450 мм по вертикали, а расстояние в свету между гидрантом и верхом обечайки не менее 100 мм;
высота рабочей части колодцев должна быть не менее 1,5 метра.

5. Испытания на водоотдачу:

5.1 Испытание объёмным способом
Этот способ измерения расхода воды из водопроводных сетей заключается в определении времени заполнения специально протарированных баков, как правило, вместимость 500-1000 л. При этом, расчет расхода воды определяется с помощью формулы:

Q = V/t (л/с)

где: V — объем бака, л; t — время заполнения бака, с.
Этот способ по сравнению с другими является наиболее точным (погрешность не превышает ± 1-2%).

5.2 Испытание (измерение) с помощью ствола-водомера
Ствол дополнительно оборудован манометром и набором сменных насадков различных диаметров. Расход воды из ствола определяется по формуле истечения жидкостей из насадков:

Q = √ H / S или Q = P ·Н -2 , (л/с)

Н — давление в водопроводной сети, м вод.ст.;
S – сопротивление насадка;
Р — проводимость насадка пожарного ствола.

Для определения проводимости Р и S пользуются следующими данными:

Таблица 1 Проводимость насадка пожарного ствола

5.3. Испытание (измерение) с помощью пожарной колонки

При использовании этого способа необходимо предварительно протарировать пожарную колонку, т.е. определить расход воды в зависимости от показания манометра. Пожарную колонку оборудуют двумя отрезками труб длиной 500 мм, диаметром 66 мм (2,5) или 77 мм (3) с соединительными головками, на корпусе колонки устанавливается манометр. Полный расход воды из колонки, установленной на пожарный гидрант, равен сумме расходов через два патрубка. Полная водоотдача сети определяется по суммарному расходу воды из нескольких колонок, установленных на пожарных гидрантах испытуемого участка водопровода.

При небольшой водоотдаче водопроводных сетей можно пользоваться одним патрубком колонки, а к другому патрубку присоединить заглушку с манометром.
Расход воды через пожарную колонку определяется по формуле:

Q = P ·Н -2 , (л/с)

Н — напор воды в сети, м;
Р — проводимость колонки.

Таблица 2 Водоотдача пожарной колонки

Количество открытых патрубков колонки Диаметр патрубка Среднее значение проводимости колонки

Таблица 3 Проводимость пожарной колонки

На участках водопроводных сетей с малыми диаметрами (100-125 мм) и незначительным напором (10-15 м) забор воды целесообразнее производить всасывающей линией насоса из колодца, заполняя его водой из гидранта на излив. В этих случаях расход воды из гидранта несколько больше расхода воды, забираемого насосом из гидранта через колонку.

Таблица 4 Водоотдача водопроводной сети

Водоотдача водопроводной сети определяется с помощью пожарной колонки и контрольно-измерительного прибора. Испытания проводят, как при обычном давлении, так и с включением насосов-повысителей (насосной станции).

Для проведения испытания необходимо:
установить пожарную колонку на гидрант;
подсоединить к колонке гладкий патрубок контрольно-измерительного прибора;
открыть пожарный гидрант до полного перекрывания его сливного канала;
замерить свободные напоры;
сравнить показания манометров с табличными данными, определить водоотдачу из гидранта в начале водопроводного участка, затем повторить аналогичные испытания в конце водопроводного участка. Среднее арифметическое значение двух величин, полученных в ходе испытаний, будет являться водоотдачей участка водопроводной сети.

Расход воды через один патрубок пожарной колонки в зависимости от его диаметра и напора у гидранта.

6. Перечень характерных неисправностей пожарных гидрантов

Табличка:
отсутствует указатель пожарного гидранта (координационная табличка);
данные на табличке не соответствуют действительности или плохо видны.

Колодец:
засыпан грунтом, мусором и т.д.; заасфальтирован;
заставлен оборудованием, автотранспортом и т.п.;
отсутствует подъезд;
заглушен;
не закрыт (течёт);
низкое давление в сети;
разморожен;
отсутствует дренаж колодца; сдвинут комплект; нет крышки комплекта; нет подъезда;
наледь не позволяет произнести открытие.

Стояк:
нет стояка;
низко расположен стояк; сбита резьба на стояке; стояк не закреплён; стояк забит грунтом; трещина в стояке; нет крышки стояка; смещен стояк;
не работает сливное устройство.

Шток:
нет штока; шток сорван; шток изогнут;
длинный шток не позволяет произвести пуск воды; большой квадрат штока; стёрты грани штока.

Фланец:
болты па верхнем фланце препятствуют наворачиванию колонки;
течь под верхний или нижний фланец; разбит фланец.

Магистраль:
отключена;
не герметична
нет обводного кольца.

7. Термины и определения:

Водоотдача водопроводной сети – количество воды, подаваемое в единицу времени, в зависимости от напора в сети и вида водопроводной сети.
Водопровод высокого давления – водопровод свободный напор, в котором обеспечивает высоту компактной струи пожарного ствола не менее 10 м на уровне наивысшей точки самого высокого здания при полном нормативном расходе воды на пожаротушение. СНиП 2.04.02.
Запорное устройство — 1) подвижный узел клапана, предна¬значенный для перекрытия его проходного сечения; 2) устройство, предназначенное для подачи, регулирования и перекрытия потока огнетушащего вещества. ГОСТ Р 51052; НПБ 83.
Источники наружного противопожарного водоснабжения : Наружные водопроводные сети с пожарными гидрантами и водные объекты, используемые для целей пожаротушения. (3.1 СП 8.13130.2009 в редакции, Изм. N 1 от 09.12.2010)
Манометр — 1) измерительный прибор или измерительная установка для измерения давления или разности давлений; 2) прибор для измерения давлений или разности давлений. ГОСТ 8.271; СТСЭВ 4840.
Методика испытаний — организационно-методический документ, обязательный к выполнению, включающий в себя метод испытаний, средства и условия испытаний, отбор проб, алгоритмы выполнения операций по определению однородной или нескольких взаимосвязанных характеристик свойств объекта, формы представления данных и оценки точности, достоверности результатов, требования техники безопасности и охраны окружающей среды. ГОСТ 16504.
Напорный пожарный рукав — пожарный рукав для транспортирования огнетушащих веществ под избыточным давлением. ГОСТ 12.2.047.
Наружный противопожарный водопровод (НПВ) — система сооружений и устройств, доставляющая воду по трубам от водоисточника к месту потребления. (п.3.5 СП 8.13130.2009 в редакции, Изм. N 1 от 09.12.2010)
Пожарная колонка — съемное устройство, устанавливаемое на пожарный гидрант для отбора воды. ГОСТ 12.2.047.
Пожарный водоём — специальный резервуар или открытый водоем предназначенный для хранения пожарного объема воды. СНиП 2.04.02
Пожарный гидран т — устройство для отбора воды из водопроводной сети для тушения пожара. ГОСТ 12.2.047.
Пожарный насос нормального давлени я – одно- или многоступенчатый пожарный центробежный насос, работающий при давлении на выходе до 1,5 МПа (15 кгс/см2). НПБ 163.
Пожарная подставка — деталь трубопровода для установки пожарного гидранта. ГОСТ 12.2.047.
Техническое обслуживание — комплекс операций или операция по поддержанию работоспособности или исправности изделия при использовании по назначению, хранении и транспортировании. ГОСТ 18322.
Условия испытаний - совокупность воздействующих факторов и (или) режимов функционирования объекта при испытаниях ГОСТ 16504.

8. Список руководящих документов:

1. Федеральный Закон 123 «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности».
2. Правила противопожарного режима в Российской Федерации.
3. ГОСТ 12.4.009-83 “Пожарная техника для защиты объектов”.
4. ГОСТ 8220-85 “Гидранты пожарные подземные. Технические условия”.
5. ГОСТ 12.4.026-76 “Цвета сигнальные и знаки безопасности”.
6. СНиП 2.04.02-84 “Водоснабжение. Наружные сети и сооружения”.
7. ГОСТ 25151-82 “Водоснабжение. Термины и определения
8. Справочник руководителя тушения пожара. – М., Стройиздат Иванников В.П., Клюс П.П.
9. СП 8.13130.2009 Источники наружного противопожарного водоснабжения

9. Список исходящих документов:

АКТ проверки исправности и работоспособности, испытания сети наружного противопожарного водопровода
Приложение №1 Технический паспорт системы НПВ
Приложение №2 Протокол испытаний НПВ на работоспособность
Приложение №3 Протокол проверки пожарных гидрантов
Приложение №4 Протокол проверки на водоотдачу участка водопровода
Приложение №5 Дефектная ведомость

По многочисленным просьбам прикладываю форму отчётной документации

Общие сведения

В связи с тем, что в период эксплуатации водопроводных сетей диаметр труб уменьшается за счет коррозии и отложений на стенках необходимо проводить испытания для выявления фактического расхода с целью определения их максимальной водоотдачи .

Водопроводные сети испытываются в часы максимального водопотребления в жилом секторе (с 7 до 9 часов), на промышленных объектах при наличии хозяйственно-питьевого водопровода (в часы пересмены), при наличии производственно-противопожарного водопровода (в часы максимального его использования).

Испытанию в первую очередь должны подвергаться участки водопроводной сети:

Способ 1

Испытания проводят путем забора воды из водопроводной сети пожарными автомобилями . Забор производится через рукава диаметром 80 (65) мм и стволами с диаметром насадка 19 мм и более.

Для проведения испытания необходимо знать водоотдачу данной водопроводной сети (Таблица 1):

Таблица 1
Напор в сети, м Вид водопроводной сети Водоотдача сети, л/с, при диаметре трубы, мм
100 125 150 200 250 300 350
10 Тупиковая 10 - 20 - 25 - 30 - 40 - 55 - 65 -
Кольцевая - 25 - 40 - 55 - 65 - 85 - 115 - 130
20 Тупиковая 14 - 25 - 30 - 45 - 55 - 80 - 90 -
Кольцевая - 30 - 60 - 70 - 90 - 115 - 170 - 195
30 Тупиковая 17 - 35 - 40 - 55 - 70 - 95 - 110 -
Кольцевая - 40 - 70 - 80 - 110 - 145 - 205 - 235
40 Тупиковая 21 - 40 - 45 - 60 - 80 - 110 - 140 -
Кольцевая - 45 - 85 - 95 - 130 - 185 - 235 - 280
50 Тупиковая 24 - 45 - 50 - 70 - 90 - 120 - 160 -
Кольцевая - 50 - 90 - 105 - 145 - 200 - 265 - 325
60 Тупиковая 26 - 47 - 55 - 80 - 110 - 140 - 190 -
Кольцевая - 52 - 95 - ПО - 163 - 225 - 290 - 380
70 Тупиковая 29 - 50 - 65 - 90 - 125 - 160 - 210 -
Кольцевая - 58 - 105 - 130 - 182 - 255 - 330 - 440
80 Тупиковая 32 - 55 - 70 - 100 - 140 - 180 - 250 -
Кольцевая - 64 - 115 - 140 - 205 - 287 - 370 - 500

Исходя из водоотдачи, определяют количество пожарных автомобилей, требуемых для проведения испытаний. Автомобили устанавливают на соседние гидранты, от каждого патрубка насоса прокладывается рукавная линия длиной 20 м со стволом с диаметром насадка не менее 19 мм.

Работа стволов считается нормальной, если дальность компактной струи составляет не менее 17 метров и давление на насадке не менее 40 метров.

Если при этом на насосе имеется подпор давления воды (определяется по манометру на всасывающем патрубке насоса), насадок у одного из стволов сворачивается. Если дальность струи и давление на стволе остаются в установленных пределах, то сворачивается насадок у следующего ствола. Испытание продолжается до тех пор, пока подпор на насосе не станет равным 10 м.

В зависимости от диаметра водопровода и вида водопроводной сети (кольцевая, тупиковая) количество стволов может изменяться. При малых диаметрах сетей или тупиковых возможно использование стволов «Б» или различные комбинации «А» и «Б».

Водоотдачу водопроводной сети определяют по сумме расхода используемых стволов (таблица 2):

Таблица 2
Напор у ствола, м Расход воды, л/с, из ствола с диаметром насадка, мм
13 19 25 28 32 38 50
20 2,7 5,4 9,7 12,0 16,0 22,0 39,0
30 3,2 6,4 11,8 15,0 20,0 28,0 48,0
40 3,7 7,4 13,6 17,0 23,0 32,0 55,0
50 4,1 8,2 15,3 19,0 25,0 35,0 61,0
60 4,5 9,0 16,7 21,0 28,0 38,0 67,0
70 - - 18,1 23,0 30,0 42,0 73,0
80 - - - - - 45,0 78,0

Испытания проводят, как при обычном давлении, так и с включением насосов-повысителей .

Способ 2

Производится с помощью пожарной колонки и контрольно-измерительного прибора. Испытание проводится одной из сторон (Собственниокм или подразделением ГПС) при наличии поверенного и сертифицированного оборудования .

Для проведения испытания необходимо: установить пожарную колонку на гидрант ;

  • подсоединить к соединительным головкам колонки манометр и гладкий патрубок контрольно измерительного прибора (рисунок 1);
  • открыть пожарный гидрант до полного перекрывания его сливного канала;
  • открыть вентиль запорного устройства колонки подающей воду на манометр и замерить её давление (рисунок 2);
  • открыть вентиль запорного устройства колонки подающей воду на гладкий патрубок и замерить давление (рисунок 3);
  • по установившемуся давлению воды и вторичному показанию стрелки манометра, а также табличных данных приведенных в таблице № 3, определить водоотдачу из гидранта в начале водопроводного участка, затем повторить аналогичные испытания в конце водопроводного участка. Среднее арифметическое значение двух величин, полученных в ходе испытаний, будет
    являться водоотдачей участка водопроводной сети.


Расход воды через один гладкий патрубок пожарной колонки в зависимости от его диаметра и напора у гидранта: Таблица 3
Показания манометра,
м (атм.)
Q
л/сек;
Показания манометра,
м (атм.)
Q
л/сек;
Показания манометра,
м (атм.)
Q
л/сек;
Показания манометра,
м (атм.)
Q
л/сек;
65 мм 77 мм 65 мм 77 мм 65 мм 65 мм
1(0,1) 5,2 8,3 13(1,3) 18,9 29,9 25 (2,5) 26,2 37 (3,7) 31,9
2 (0,2) 7,4 11,7 14(1,4) 19,6 31,0 26 (2,6) 26,7 38 (3,8) 32,3
3 (0,3) 9,0 14,3 15(1,5) 20,3 32,1 27 (2,7) 27,2 39 (3,9) 32,7
4 (0,4) 10,5 16,6 16(1,6) 21,0 33,2 28 (2,8) 27,7 40 (4,0) 33,2
5 (0,5) 11,7 18,5 17(1,7) 21,6 34,2 29 (2,9) 28,2 41 (4,1) 33,6
6 (0,6) 12,8 20,3 18(1,8) 22,2 35,2 30 (3,0) 28,7 42 (4,2) 34,0
7(0,7) 13,8 21,9 19(1,9) 22,8 36,1 31 (3,1) 29,2 43 (4,3) 34,4
8 (0,8) 14,8 23,4 20 (2,0) 23,4 37,1 32 (3,2) 29,6 44 (4,4) 34,8
9 (0,9) 15,7 24,9 21 (2,1) 24,0 38,0 33 (3,3) 30,1 45 (4,5) 35,2
10(1,0) 16,6 26,2 22 (2,2) 24,6 38,9 34 (3,4) 30,6 46 (4,6) 35,6
11(1,1) 17,4 27,5 23 (2,3) 25,1 39,8 35 (3,5) 31,0 47 (4,7) 35,9
12(1,2) 18,1 28,7 24 (2,4) 25,7 40,6 36 (3,6) 31,5 48 (4,8) 36,3

Формула для расчета значений, не вошедших в таблицу:


Операции математического анализа

Суммы

Для нахождения сумм предназначена функция sum. Синтаксис функции:

Sum(выражение, переменная, нижняя граница изменения переменной, верхняя граница изменения переменной)

Например:

Если присвоить последнему аргументу значение системной переменной положительной бесконечности "inf", то это станет признаком отсутствия верхней границы и будет рассчитываться бесконечная сумма. Так же бесконечная сумма будет рассчитываться, если присвоить аргументу "нижний предел изменения переменной" значения системной переменной отрицательной бесконечности "minf". Эти же значения используется и в других функциях математического анализа.

Например:


Произведения

Для нахождения конечных и бесконечных произведений используется функция product. Она имеет такие же аргументы, что и в функции sum.

Например:


Пределы

Для нахождения пределов используется функция limit.

Синтаксис функции:

limit(выражение, переменная, точка разрыва)

Если аргументу "точка разрыва" присвоить значение "inf", то это будет признаком отсутствия границы.

Например:

Для вычисления односторонних пределов используется дополнительный аргумент, который имеет значение plus для вычисления пределов справа и minus - слева.

Например, выполним исследование непрерывности функции arctg(1/(x - 4)). Эта функция неопределенна в точке x = 4. Вычислим пределы справа и слева:

Как видим, точка x = 4 является точкой разрыва первого рода для данной функции, поскольку существуют границы слева и справа, которые равняются соответственно -PI/2 и PI/2.


Дифференциалы

Для нахождения дифференциалов используется функция diff. Синтаксис функции:

diff(выражение, переменная1, порядок производной для переменной1 [,переменная2, порядок производной для переменной2,…])

где выражение - это функция, которая дифференцируется, второй аргумент является переменной, по которой нужно брать производную, третий (необязательный) - порядок производной (по умолчанию - первый порядок).

Например:

Вообще обязательным для функции diff является только первый аргумент. В таком случае функция возвращает дифференциал выражения. Дифференциал соответствующей переменной обозначается через del(имя переменной):

Как видим из синтаксиса функции, пользователь имеет возможность определить одновременно несколько переменных дифференцирования и задать порядок для каждой из них:

Если использовать параметрическую функцию, то форма записи функции изменяется: после имени функции записываются символы ":=", а обращение к функции осуществляется через ее имя с параметром:

Производная может быть вычислена в заданной точке. Это осуществляется так:

Функция diff используется также и для обозначения производных в дифференциальных уравнениях, о чем идет речь ниже.


Интегралы

Для нахождения интегралов в системе используется функция integrate. Для нахождения неопределенного интеграла в функции используются два аргумента: имя функции и переменная, по которой происходит интегрирование. Например:

В случае неоднозначного ответа Maxima может задать дополнительный вопрос:

Ответ должен содержать текст из вопроса. В данном случае, если значение переменной y больше "0", это будет "positive" (положительное), а иначе - "negative" отрицательное). При этом допускается ввод только первой буквы слова.

Для нахождения определенного интеграла в функции следует указать дополнительные аргументы: пределы интеграла:

Maxima допускает задания и бесконечных пределов интегрирования. Для этого для третьего и четвертого аргументов функции используются значения "-inf" и "inf":

Для нахождения приближенного значения интеграла в численном виде, как отмечалось ранее, следует выделить результат в ячейке вывода, вызывать на ней контекстное меню и выбрать из него пункт "To Float" (преобразовать в число с плавающей точкой).

Способна система вычислять и кратные интегралы. Для этого функции integrate вкладываются одна в другую. Ниже приводятся примеры вычисления двойного неопределенного интеграла и двойного определенного интеграла :


Решения дифференциальных уравнений

По своим возможностями в части решения дифференциальных уравнений Maxima ощутимо уступает, например, Maple. Но Maxima все же позволяет решать обычные дифференциальные уравнения первого и второго порядков, а также их системы. Для этого - в зависимости от цели - используют две функции. Для общего решения обычных дифференциальных уравнений используется функция ode2, а для нахождения решений уравнений или систем уравнений по начальным условиям - функция desolve.

Функция ode2 имеет такой синтаксис:

ode2(уравнение, зависимая переменная, независимая переменная);

Для обозначения производных в дифференциальных уравнениях используется функция diff. Но в этом случае с целью отображения зависимости функции от ее аргумента она записывается в виде "diff(f(x), x), а сама функция - f(x).

Пример. Найти общее решение обычного дифференциального уравнения первого порядка y" - ax = 0.

Если значение правой части уравнения равняется нулю, то ее вообще можно опускать. Естественно, правая часть уравнения может содержать выражение.

Как видим, во время решения дифференциальных уравнений Maxima использует постоянную интегрирования %c, которая с точки зрения математики является произвольной константой, определяемой из дополнительных условий.

Осуществить решение обычного дифференциального уравнения можно и другим, более простым для пользователя, способом. Для этого следует выполнить команду Уравнения > Solve ODE (Решить обычное дифференциальное уравнение) и в окне "Решить ОДУ" ввести аргументы функции ode2.

Maxima позволяет решать дифференциальные уравнения второго порядка. Для этого также применяют функцию ode2. Для обозначения производных в дифференциальных уравнениях используется функция diff, в которой добавляют еще один аргумент - порядок уравнения: "diff(f(x), x, 2). Например решение обычного дифференциального уравнения второго порядка a·y"" + b·y" = 0 будет иметь вид:

Совместно с функцией ode2 можно использовать три функции, применение которых позволяет найти решение при определенных ограничениях на основании общего решения дифференциальных уравнений, полученного функцией ode2:

  1. ic1(результат работы функции ode2, начальное значение независимой переменной в виде x = x 0 , значение функции в точке x 0 в виде y = y 0). Предназначена для решения дифференциального уравнения первого порядка с начальными условиями.
  2. ic2(результат работы функции ode2, начальное значение независимой переменной в виде x = x 0 , значение функции в точке x 0 в виде y = y 0 , начальное значение для первой производной зависимой переменной относительно независимой переменной в виде (y,x) = dy 0). Предназначена для решения дифференциального уравнения второго порядка с начальными условиями
  3. bc2(результат работы функции ode2, начальное значение независимой переменной в виде x = x 0 , значение функции в точке x 0 в виде y = y 0 , конечное значение независимой переменной в виде x = x n , значение функции в точке x n в виде y = y n). Предназначена для решения краевой задачи для дифференциального уравнения второго порядка.

Подробно с синтаксисом этих функций можно ознакомиться в документации к системе.

Выполним решение задачи Коши для уравнения первого порядка y" - ax = 0 с начальным условием y(п) = 1.

Приведем пример решения краевой задачи для дифференциального уравнения второго порядка y""+y=x с начальными условиями y(o) = 0; y(4)=1.

Следует иметь в виду, что достаточно часто система не может решить дифференциальные уравнения. Например при попытке найти общее решение обычного дифференциального уравнения первого порядка получаем:

В таких случаях Maxima или выдает сообщение об ошибке (как в данном примере) или просто возвращает значение "false".

Другой вариант решения обычных дифференциальных уравнений первого и второго порядков предназначен для поиска решений с начальным условиями. Он реализуется с помощью функции desolve.

Синтаксис функции:

desolve(дифференциальное уравнение, переменная);

Если осуществляется решение системы дифференциальных уравнений или есть несколько переменных, то уравнение и/или переменные подаются в виде списка:

desolve([список уравнений], [переменная1, переменная2,...]);

Так же как и для предыдущего варианта, для обозначения производных в дифференциальных уравнениях используется функция diff, которая имеет вид "diff(f(x), x).

Начальные значения для переменной предоставляются функцией atvalue. Эта функция имеет такой синтаксис:

atvalue(функция, переменная = точка, значение в точке);

В данном случае предусматривается, что значения функций и (или) их производных задаются для нуля, потому синтаксис функции atvalue имеет вид:

atvalue(функция, переменная = 0, значение в точке "0");

Пример. Найти решение дифференциального уравнения первого порядка y"=sin(x) с начальным условием.

Заметим, что и при отсутствии начального условия функция также сработает и выдаст результат:

Это позволяет осуществить проверку решения для конкретного начального значения. Действительно, подставляя в полученный результат значение y(0) = 4, как раз и получаем y(x) = 5 - cos(x).

Функция desolve дает возможность решать системы дифференциальных уравнений с начальными условиями.

Приведем пример решения системы дифференциальных уравнений с начальными условиями y(0) = 0; z(0) = 1.


Обработка данных

Статистический анализ

Система дает возможность рассчитать основные статистические описательные статистики, с помощью которых описываются наиболее общие свойства эмпирических данных. К основным описательным статистикам относят среднюю, дисперсию, стандартное отклонение, медиану, моду, максимальное и минимальное значение, размах вариации и квартили. Возможности Maxima в этом плане несколько скромны, но большинство этих статистик с ее помощью рассчитать достаточно просто.

Самым простым способом расчета статистических описательных статистик является использование палитры "Statistics" (Статистика).

Панель содержит ряд инструментов, сгруппированных в четыре группы.

  1. Статистические показатели (описательные статистики):
    • mean (средняя арифметическая);
    • median (медиана);
    • variance (дисперсия);
    • deviation (среднее квадратичное отклонение).
  2. Тесты.
  3. Построение пяти типов графиков:
    • гистограмма (Histogram). Используется в первую очередь в статистике для изображения интервальных рядов распределения. Во время ее построения по оси ординат откладывают части или частоты, а на оси абсцисс - значения признака;
    • диаграмма рассеяния (диаграмма корреляции, поле корреляции, Scatter Plot) - график по точкам, когда точки не соединяются. Используется для отображения данных для двух переменных, одна из которых является факторной, а другая - результативной. С ее помощью осуществляется графическое представление пар данных в виде множества точек ("тучи") на координатной плоскости;
    • ленточная диаграмма (Bar Chart) - график в виде вертикальных столбцов;
    • секторная, или круговая, диаграмма (Pie Chart). Такая диаграмма разделена на несколько сегментов-секторов, площадь каждого из которых пропорциональна их части;
    • коробочная диаграмма (коробка с усами, шкатулка с усами, Box Plot, box-and-whisker diagram). Именно она чаще всего используется для изображения статистических данных. Информация такого графика является очень содержательной и полезной. Он одновременно отображает несколько величин, которые характеризуют вариационный ряд: минимальное и максимальное значение, среднюю и медиану, первый и третий квартиль.
  4. Инструменты для считывания или создания матрицы. Для использования инструментов палитры необходимо иметь начальные данные в виде матрицы - одномерного массива. Его можно создать в документе с текущей сессией и в дальнейшем подставлять его название как входные данные в окнах инструментов палитры аналогично решению уравнений с помощью панели общих математических действий (General Math). Можно и непосредственно задавать в данные в окнах ввода входных данных. В этом случае они вводятся в принятом в системе виде, то есть в квадратных скобках и через запятую. Понятно, что первый вариант является значительно лучшим, поскольку он требует только одноразового введения данных.

Кроме панели, все статистические инструменты могут быть использованы также и с помощью соответствующих функций.

(differential pressure): Разница между давлением на входе и выходе испытуемого компонента в заданных условиях.

11 gaslift differential pressure

12 bottomhole differential pressure

13 differential pressure switch

14 differential pressure gage


Рис. 2.23

а - схема привода стрелки;
1 - «плюсовый» сильфон;
2 - «минусовый» сильфон;
3 - шток;
4 - рычаг;
5 - торсионный вывод;
7 - компенсатор;
8 - плоскостный клапан;
9 - основание;
10 и 11 - крышки;
12 - подводящий штуцер;
13 - манжета;
14 - дросселирующий канал;
15 - клапан;
16 - рычажная система;
18 - стрелка;
19 - регулировочный винт;
20 - натяжная пружина;
21 - пробка;





Рис. 2.24

1 - мембранная коробка;

4 - корпус;
5 - передаточный механизм;
6 - стрелка;
7 - цифербла




Рис. 2.25


1 - «плюсовая» камера;
2 - «минусовая» камера;
4 - передающий шток;
5 - передаточный механизм;


Рис. 2.26

1 - «плюсовая» камера;
2 - «минусовая» камера;
3 - входной блок;
5 - толкатель;
6 - сектор;
7 - трибка;
8 - стрелка;
9 - циферблат;
10 - разделительный сильфон


Рис. 2.27

1 - «плюсовая» камера;
2 - «минусовая» камера;
3 - передающий шток;
4 - сектор;
5 - трибка;
6 - коромысло


Рис. 2.28.

1 - поворотный магнит;
2 - стрелка;
3 - корпус;
4 - магнитный поршень;
6 - рабочий канал;
7 - пробка;
8 - диапазонная пружина;
9 - блок электроконтактов





1 и 2 - держатели;
3 и 4 - трубчатые пружины;
5 и 8 - трибки;

Тематики

Синонимы

EN

DE

FR

  • 15 differential pressure indicator

    Малые значения дифференциального давления могут измеряться приборами на основе мембран и сильфонов.
    Манометры дифференциальные сильфонные показывающие типа ДСП-160 нашли широкое применение на территории СНГ. Принцип их действия основан на деформации двух автономных сильфонных блоков, находящихся под воздействием «плюсового» и «минусового» давления. Эти деформации преобразовываются в перемещение указательной стрелки прибора. Перемещение стрелки осуществляется до установления равновесия между «плюсовым» сильфоном, с одной стороны, и «минусовым» и цилиндрической пружиной - с другой.

    Рис. 2.23

    Дифференциальный сильфонный манометр:

    а - схема привода стрелки;
    б - блок первичного преобразования;
    1 - «плюсовый» сильфон;
    2 - «минусовый» сильфон;
    3 - шток;
    4 - рычаг;
    5 - торсионный вывод;
    6 - цилиндрическая пружина;
    7 - компенсатор;
    8 - плоскостный клапан;
    9 - основание;
    10 и 11 - крышки;
    12 - подводящий штуцер;
    13 - манжета;
    14 - дросселирующий канал;
    15 - клапан;
    16 - рычажная система;
    17 - трибко-секторный механизм;
    18 - стрелка;
    19 - регулировочный винт;
    20 - натяжная пружина;
    21 - пробка;
    22 - уплотнительное резиновое кольцо

    «Плюсовый» 1 и «минусовый» 2 сильфоны (рис. Рис. 2.23, б) соединены между собой штоком 3, функционально связанным с рычагом 4, который, в свою очередь, неподвижно закреплен на оси торсионного вывода 5. К концу штока на выходе «минусового» сильфона присоединена цилиндрическая пружина 6, закрепленная нижним основанием на компенсаторе 7 и работающая на растяжение. Каждому номинальному перепаду давления соответствует определенная пружина.

    «Плюсовый» сильфон состоит из двух частей. Его первая часть (компенсатор 7, состоящий из трех дополнительных гофр и плоскостных клапанов 8) предназначена для уменьшения температурной погрешности прибора из-за изменения объема жидкости-наполнителя, обусловленного варьированием температуры окружающего воздуха. При изменении температуры окружающей среды и соответственно рабочей жидкости ее увеличивающийся объем перетекает через плоскостный клапан во внутреннюю полость сильфонов. Вторая часть «плюсового» сильфона рабочая и идентична по конструкции «минусовому» сильфону.

    «Плюсовый» и «минусовый» сильфоны присоединены к основанию 9, на котором установлены крышки 10 и 11, образующие вместе с сильфонами «плюсовую» и «минусовую» камеры с соответствующими подводящими штуцерами 12 давления р + и р

    Внутренние объемы сильфонов, так же как и внутренняя полость основания 9, заполняются: жидкостью ПМС-5 для обычного и коррозионно-стойкого исполнений; составом ПЭФ-703110 - в кислородном варианте; дистиллированной водой - в варианте для пищевой промышленности и жидкостью ПМС-20 - для газового исполнения.

    В конструкциях дифманометров, предназначенных для измерения давления газа, на шток одета манжета 13, движение среды организовано через дросселирующий канал 14. Регулированием размера проходного канала с помощью клапана 15 обеспечивается степень демпфирования измеряемого параметра.

    Дифманометр работает следующим образом. Среды «плюсового» и «минусового» давления поступают через подводящие штуцеры в «плюсовую» и «минусовую» камеры соответственно. «Плюсовое» давление в большей степени воздействует на сильфон 1, сжимая его. Это приводит к перетоку находящейся внутри жидкости в «минусовый» сильфон, который растягивается и разжимает цилиндрическую пружину. Такая динамика происходит до уравновешивания сил взаимодействия между «плюсовым» сильфоном и парой - «минусовый» сильфон - цилиндрическая пружина. Мерой деформации сильфонов и их упругого взаимодействия служит перемещение штока, которое передается на рычаг и соответственно на ось торсионного вывода. На этой оси (рис. 2.23,а) закреплена рычажная система 16, обеспечивающая передачу вращения оси торсионного вывода к трибко-секторному механизму 17 и стрелке 18. Таким образом, воздействие на один из сильфонов приводит к угловому перемещению оси торсионного вывода и затем к повороту указательной стрелки прибора.
    Регулировочным винтом 19 с помощью натяжной пружины 20 производится корректировка нулевой точки прибора.

    Пробки 21 предназначены для продувки импульсных линий, промывки измерительных полостей сильфонного блока, слива рабочей среды, заполнения измерительных полостей разделительной жидкостью при вводе прибора в работу.
    При односторонней перегрузке одной из камер происходит сжатие сильфона и перемещение штока. Клапан в виде уплотнительного резинового кольца 22 садится в гнездо основания, перекрывает переток жидкости из внутренней полости сильфона, и таким образом предотвращается его необратимая деформация. При непродолжительных перегрузках разность «плюсового» и «минусового» давления на сильфонный блок может достигать 25 МПа, а в отдельных типах приборов не превышать 32 МПа.
    прибор может выпускаться как в общетеническом, так и в аммиачном (А), кислородном (К), коррозионно-стойком-пищевом (Пп) исполнениях.


    Рис. 2.24

    Показывающий дифференциальный манометр на основе мембранной коробки:

    1 - мембранная коробка;
    2 - держатель «плюсового» давления;
    3 - держатель «минусового» давления;
    4 - корпус;
    5 - передаточный механизм;
    6 - стрелка;
    7 - цифербла

    Достаточно широкое распространение получили приборы на основе мембран и мембранных коробок . В одном из вариантов (рис. 2.24) мембранная коробка 1, внутрь которой через подводящий штуцер держателя 2 поступает «плюсовое» давление, является чувствительным элементом дифманометра. Под воздействием этого давления смещается подвижный центр мембранной коробки.
    «Минусовое» давление через подводящий штуцер держателя 3 подается внутрь герметичного корпуса 4 прибора и воздействует на мембранную коробку снаружи, создавая противодействие перемещению ее подвижного центра. Таким образом «плюсовое» и «минусовое» давления уравновешивают друг друга, а перемещение подвижного центра мембранной коробки свидетельствует о величине разностного - дифференциального давления. Этот сдвиг через передаточный механизм передается на указательную стрелку 6, которая на шкале циферблата 7 показывает измеряемое дифференциальное давление.
    Диапазон измеряемого давления определяется свойствами мембран и ограничивается, как правило, в пределах от 0 до 0,4…40 кПа. При этом класс точности может составлять 1,5; 1,0; 0,6; 0,4, а в некоторых приборах 0,25.

    Обязательная конструктивная герметичность корпуса определяет высокую защищенность от внешних воздействий и определяется в основном уровнем IP66.

    В качестве материала для чувствительных элементов приборов используется бериллиевая и другие бронзы, а также нержавеющая сталь, для штуцеров, передаточных механизмов - медные сплавы, коррозионно-стойкие сплавы, включая нержавеющую сталь.
    Приборы могут изготавливаться в корпусах малых (63 мм), средних (100 мм), и больших (160 мм) диаметров.

    Мембранные показывающие дифференциальные манометры, как и приборы с мембранными коробками, используются для измерения малых значений дифференциального давления. Отличительная особенность - устойчивая работа при высоком статическом давлении.


    Рис. 2.25

    Мембранные показывающие дифференциальные манометры с вертикальной мембраной:

    1 - «плюсовая» камера;
    2 - «минусовая» камера;
    3 - чувствительная гофрированная мембрана;
    4 - передающий шток;
    5 - передаточный механизм;
    6 - предохранительный клапан

    Дифманометр с вертикальной мембраной (Рис. 2.25) состоит из «плюсовой» 1 и «минусовой» 2 рабочих камер, разделенных чувствительной гофрированной мембраной 3. Под воздействием давления мембрана деформируется, в результате чего перемещается ее центр вместе с закрепленным на нем передающим штоком 4. Линейное смещение штока в передаточном механизме 5 преобразуется в осевое вращение трибки, и соответственно указательной стрелки, отсчитывающей на шкале прибора измеряемое давление.

    Для сохранения работоспособности чувствительной гофрированной мембраны при превышении максимального допустимого статического давления предусмотрен открывающийся предохранительный клапан 6. Причем конструкции этих клапанов могут быть различны. Соответственно такие приборы не могут использоваться, когда не допускается контакт сред из «плюсовой» и «минусовой» камер.


    Рис. 2.26

    Мембранный показывающий дифференциальный манометр с горизонтальной мембраной:

    1 - «плюсовая» камера;
    2 - «минусовая» камера;
    3 - входной блок;
    4 - чувствительная гофрированная мембрана;
    5 - толкатель;
    6 - сектор;
    7 - трибка;
    8 - стрелка;
    9 - циферблат;
    10 - разделительный сильфон

    Дифманометр с горизонтальной чувствительной мембраной показан на рис. 2.26. Входной блок 3 состоит из двух частей, между которыми устанавливается гофрированная мембрана 4. В ее центре закреплен толкатель 5, передающий перемещение от мембраны, через сектор 6, трибку 7 к стрелке 8. В этом передаточном звене линейное перемещение толкателя преобразуется в осевое вращение стрелки 8, отслеживающей на шкале циферблата 9 измеряемое давление. В этой конструкции применена сильфонная система вывода толкателя из зоны рабочего давления. Разделительный сильфон 10 своим основанием герметично закрепляется на центре чувствительной мембраны, а верхней частью также герметично прикрепляется к входному блоку. Такая конструкция исключает контакт измеряемой и окружающей сред.
    Конструкция входного блока предусматривает возможность промывки или продувки «плюсовой» и «минусовой» камер и обеспечивает применение таких приборов для работы даже в условиях загрязненных рабочих сред.


    Рис. 2.27

    Мембранный двухкамерный показывающий дифманометр:

    1 - «плюсовая» камера;
    2 - «минусовая» камера;
    3 - передающий шток;
    4 - сектор;
    5 - трибка;
    6 - коромысло

    Двухкамерная система измерения дифференциального давления применена в конструкции прибора, показанного на рис. 2.27. Измеряемые потоки среды направляются в «плюсовую» 1 и «минусовую» 2 рабочие камеры, основными функциональными элементами которых являются автономные чувствительные мембраны. Преобладание одного давления над другим приводит к линейному перемещению передающего штока 3, которое через коромысло 6 передается соответственно на сектор 4, трибку 5 и систему стрелочной индикации измеряемого параметра.
    Дифманометры с двухкамерной системой измерения используются для измерения малых дифференциальных давлений при высоких статических нагрузках, вязких сред и сред с твердыми вкраплениями.


    Рис. 2.28.

    Дифманометр с магнитным преобразователем:

    1 - поворотный магнит;
    2 - стрелка;
    3 - корпус;
    4 - магнитный поршень;
    5 - фторопластовый сальник;
    6 - рабочий канал;
    7 - пробка;
    8 - диапазонная пружина;
    9 - блок электроконтактов

    Принципиально иной показывающий дифманометр изображен на рис. 2.28. Поворотный магнит 1, на торце которого установлена стрелка 2, размещен в корпусе 3, выполненном из немагнитного металла. Магнитный поршень, уплотненный фторопластовым сальником 5, может передвигаться в рабочем канале 6. Магнитный поршень 4 со стороны «минусового» давления подпирает пробка 7, в свою очередь поджимаемая диапазонной пружиной 8.
    Среда «плюсового» давления через соответствующий подводящий штуцер воздействует на магнитный поршень и сдвигает его вместе с пробкой 7 по каналу 6 до уравновешивания такого смещения противодействующими силами - «минусовым» давлением и диапазонной пружиной. Движение магнитного поршня приводит к осевому вращению поворотного магнита и соответственно указательной стрелки. Такой сдвиг пропорционален перемещению стрелки. Полное согласование достигается подбором упругих характеристик диапазонной пружины.
    В дифманометре с магнитным преобразователем предусмотрен блок 9, замыкающий и размыкающий соответствующие контакты при прохождении вблизи его магнитного поршня.

    Приборы с магнитным преобразователем устойчивы к воздействию статического давления (до 10 МПа). Они обеспечивают относительно невысокую погрешность (примерно 2 %) в диапазоне функционирования до 0,4 Мпа и используются для измерения давления воздуха, газов, различных жидкостей.


    Показывающий дифференциальный манометр на основе трубчатой пружины

    1 и 2 - держатели;
    3 и 4 - трубчатые пружины;
    5 и 8 - трибки;
    6 - стрелка «плюсового» давления;
    7 и 9 - шкалы избыточного давления;
    10 - стрелка «минусового» давления

    В приборах такого типа на автономных держателях 1 и 2, соединенных вместе, установлены трубчатые пружины. Каждый держатель вместе с трубчатым чувствительным элементом образовывают автономные измерительные каналы. Среда «плюсового» давления поступает через входной штуцер держателя 2 в трубку 4, деформирует ее овал, в результате чего перемещается наконечник трубки и это перемещение через соответствующий зубчатый сектор передается на трибку 5. Эта трибка соответственно приводит к отклонению указательной стрелки 6, которая показывает на шкале 7 значение «плюсового» избыточного давления.

    «Минусовое» давление посредством держателя 1, трубчатой пружины 3, трибки 8 приводит к перемещению циферблата 9, объединенного со стрелкой 10, которая на шкале 7 отслеживает значение измеряемого параметра.

    Дифференциальные манометры (далее - дифманометры), как отмечалось в п.1.3, являются названием отнесенным в нашей стране к показывающим приборам. (Устройства, обеспечивающие электрический выходной сигнал, пропорциональный измеряемому дифференциальному давлению имеют название измерительных преобразователей разности давлений). Хотя отдельные производители, а также некоторые специалисты-эксплуатанционщики измерительные преобразователи разности давлений также называют дифманометрами.

    Дифманометры нашли основное применение в технологических процессах для измерения, контроля, регистрации и регулирования следующих параметров:

    · расхода различных жидких, газообразных и парообразных сред по перепаду давления на разного рода сужающих устройствах (стандартных диафрагмах, соплах, включая сопла Вентури) и дополнительно вводимых в поток гидро- и аэродинамических сопротивлениях, например на преобразователях типа Annubar или на нестандартных гидро- и аэродинамических препятствиях;

    · перепада - разности давления, вакуумметрических, избыточных, в двух точках технологического цикла, включая потери на фильтрах систем вентиляции и кондиционирования воздуха;

    · уровня жидких сред по величине гидростатического столба.

    Тематики

    Синонимы

    EN

    DE

    FR

  • 16 differential-pressure gage

    Малые значения дифференциального давления могут измеряться приборами на основе мембран и сильфонов.
    Манометры дифференциальные сильфонные показывающие типа ДСП-160 нашли широкое применение на территории СНГ. Принцип их действия основан на деформации двух автономных сильфонных блоков, находящихся под воздействием «плюсового» и «минусового» давления. Эти деформации преобразовываются в перемещение указательной стрелки прибора. Перемещение стрелки осуществляется до установления равновесия между «плюсовым» сильфоном, с одной стороны, и «минусовым» и цилиндрической пружиной - с другой.

    Рис. 2.23

    Дифференциальный сильфонный манометр:

    а - схема привода стрелки;
    б - блок первичного преобразования;
    1 - «плюсовый» сильфон;
    2 - «минусовый» сильфон;
    3 - шток;
    4 - рычаг;
    5 - торсионный вывод;
    6 - цилиндрическая пружина;
    7 - компенсатор;
    8 - плоскостный клапан;
    9 - основание;
    10 и 11 - крышки;
    12 - подводящий штуцер;
    13 - манжета;
    14 - дросселирующий канал;
    15 - клапан;
    16 - рычажная система;
    17 - трибко-секторный механизм;
    18 - стрелка;
    19 - регулировочный винт;
    20 - натяжная пружина;
    21 - пробка;
    22 - уплотнительное резиновое кольцо

    «Плюсовый» 1 и «минусовый» 2 сильфоны (рис. Рис. 2.23, б) соединены между собой штоком 3, функционально связанным с рычагом 4, который, в свою очередь, неподвижно закреплен на оси торсионного вывода 5. К концу штока на выходе «минусового» сильфона присоединена цилиндрическая пружина 6, закрепленная нижним основанием на компенсаторе 7 и работающая на растяжение. Каждому номинальному перепаду давления соответствует определенная пружина.

    «Плюсовый» сильфон состоит из двух частей. Его первая часть (компенсатор 7, состоящий из трех дополнительных гофр и плоскостных клапанов 8) предназначена для уменьшения температурной погрешности прибора из-за изменения объема жидкости-наполнителя, обусловленного варьированием температуры окружающего воздуха. При изменении температуры окружающей среды и соответственно рабочей жидкости ее увеличивающийся объем перетекает через плоскостный клапан во внутреннюю полость сильфонов. Вторая часть «плюсового» сильфона рабочая и идентична по конструкции «минусовому» сильфону.

    «Плюсовый» и «минусовый» сильфоны присоединены к основанию 9, на котором установлены крышки 10 и 11, образующие вместе с сильфонами «плюсовую» и «минусовую» камеры с соответствующими подводящими штуцерами 12 давления р + и р

    Внутренние объемы сильфонов, так же как и внутренняя полость основания 9, заполняются: жидкостью ПМС-5 для обычного и коррозионно-стойкого исполнений; составом ПЭФ-703110 - в кислородном варианте; дистиллированной водой - в варианте для пищевой промышленности и жидкостью ПМС-20 - для газового исполнения.

    В конструкциях дифманометров, предназначенных для измерения давления газа, на шток одета манжета 13, движение среды организовано через дросселирующий канал 14. Регулированием размера проходного канала с помощью клапана 15 обеспечивается степень демпфирования измеряемого параметра.

    Дифманометр работает следующим образом. Среды «плюсового» и «минусового» давления поступают через подводящие штуцеры в «плюсовую» и «минусовую» камеры соответственно. «Плюсовое» давление в большей степени воздействует на сильфон 1, сжимая его. Это приводит к перетоку находящейся внутри жидкости в «минусовый» сильфон, который растягивается и разжимает цилиндрическую пружину. Такая динамика происходит до уравновешивания сил взаимодействия между «плюсовым» сильфоном и парой - «минусовый» сильфон - цилиндрическая пружина. Мерой деформации сильфонов и их упругого взаимодействия служит перемещение штока, которое передается на рычаг и соответственно на ось торсионного вывода. На этой оси (рис. 2.23,а) закреплена рычажная система 16, обеспечивающая передачу вращения оси торсионного вывода к трибко-секторному механизму 17 и стрелке 18. Таким образом, воздействие на один из сильфонов приводит к угловому перемещению оси торсионного вывода и затем к повороту указательной стрелки прибора.
    Регулировочным винтом 19 с помощью натяжной пружины 20 производится корректировка нулевой точки прибора.

    Пробки 21 предназначены для продувки импульсных линий, промывки измерительных полостей сильфонного блока, слива рабочей среды, заполнения измерительных полостей разделительной жидкостью при вводе прибора в работу.
    При односторонней перегрузке одной из камер происходит сжатие сильфона и перемещение штока. Клапан в виде уплотнительного резинового кольца 22 садится в гнездо основания, перекрывает переток жидкости из внутренней полости сильфона, и таким образом предотвращается его необратимая деформация. При непродолжительных перегрузках разность «плюсового» и «минусового» давления на сильфонный блок может достигать 25 МПа, а в отдельных типах приборов не превышать 32 МПа.
    прибор может выпускаться как в общетеническом, так и в аммиачном (А), кислородном (К), коррозионно-стойком-пищевом (Пп) исполнениях.


    Рис. 2.24

    Показывающий дифференциальный манометр на основе мембранной коробки:

    1 - мембранная коробка;
    2 - держатель «плюсового» давления;
    3 - держатель «минусового» давления;
    4 - корпус;
    5 - передаточный механизм;
    6 - стрелка;
    7 - цифербла

    Достаточно широкое распространение получили приборы на основе мембран и мембранных коробок . В одном из вариантов (рис. 2.24) мембранная коробка 1, внутрь которой через подводящий штуцер держателя 2 поступает «плюсовое» давление, является чувствительным элементом дифманометра. Под воздействием этого давления смещается подвижный центр мембранной коробки.
    «Минусовое» давление через подводящий штуцер держателя 3 подается внутрь герметичного корпуса 4 прибора и воздействует на мембранную коробку снаружи, создавая противодействие перемещению ее подвижного центра. Таким образом «плюсовое» и «минусовое» давления уравновешивают друг друга, а перемещение подвижного центра мембранной коробки свидетельствует о величине разностного - дифференциального давления. Этот сдвиг через передаточный механизм передается на указательную стрелку 6, которая на шкале циферблата 7 показывает измеряемое дифференциальное давление.
    Диапазон измеряемого давления определяется свойствами мембран и ограничивается, как правило, в пределах от 0 до 0,4…40 кПа. При этом класс точности может составлять 1,5; 1,0; 0,6; 0,4, а в некоторых приборах 0,25.

    Обязательная конструктивная герметичность корпуса определяет высокую защищенность от внешних воздействий и определяется в основном уровнем IP66.

    В качестве материала для чувствительных элементов приборов используется бериллиевая и другие бронзы, а также нержавеющая сталь, для штуцеров, передаточных механизмов - медные сплавы, коррозионно-стойкие сплавы, включая нержавеющую сталь.
    Приборы могут изготавливаться в корпусах малых (63 мм), средних (100 мм), и больших (160 мм) диаметров.

    Мембранные показывающие дифференциальные манометры, как и приборы с мембранными коробками, используются для измерения малых значений дифференциального давления. Отличительная особенность - устойчивая работа при высоком статическом давлении.


    Рис. 2.25

    Мембранные показывающие дифференциальные манометры с вертикальной мембраной:

    1 - «плюсовая» камера;
    2 - «минусовая» камера;
    3 - чувствительная гофрированная мембрана;
    4 - передающий шток;
    5 - передаточный механизм;
    6 - предохранительный клапан

    Дифманометр с вертикальной мембраной (Рис. 2.25) состоит из «плюсовой» 1 и «минусовой» 2 рабочих камер, разделенных чувствительной гофрированной мембраной 3. Под воздействием давления мембрана деформируется, в результате чего перемещается ее центр вместе с закрепленным на нем передающим штоком 4. Линейное смещение штока в передаточном механизме 5 преобразуется в осевое вращение трибки, и соответственно указательной стрелки, отсчитывающей на шкале прибора измеряемое давление.

    Для сохранения работоспособности чувствительной гофрированной мембраны при превышении максимального допустимого статического давления предусмотрен открывающийся предохранительный клапан 6. Причем конструкции этих клапанов могут быть различны. Соответственно такие приборы не могут использоваться, когда не допускается контакт сред из «плюсовой» и «минусовой» камер.


    Рис. 2.26

    Мембранный показывающий дифференциальный манометр с горизонтальной мембраной:

    1 - «плюсовая» камера;
    2 - «минусовая» камера;
    3 - входной блок;
    4 - чувствительная гофрированная мембрана;
    5 - толкатель;
    6 - сектор;
    7 - трибка;
    8 - стрелка;
    9 - циферблат;
    10 - разделительный сильфон

    Дифманометр с горизонтальной чувствительной мембраной показан на рис. 2.26. Входной блок 3 состоит из двух частей, между которыми устанавливается гофрированная мембрана 4. В ее центре закреплен толкатель 5, передающий перемещение от мембраны, через сектор 6, трибку 7 к стрелке 8. В этом передаточном звене линейное перемещение толкателя преобразуется в осевое вращение стрелки 8, отслеживающей на шкале циферблата 9 измеряемое давление. В этой конструкции применена сильфонная система вывода толкателя из зоны рабочего давления. Разделительный сильфон 10 своим основанием герметично закрепляется на центре чувствительной мембраны, а верхней частью также герметично прикрепляется к входному блоку. Такая конструкция исключает контакт измеряемой и окружающей сред.
    Конструкция входного блока предусматривает возможность промывки или продувки «плюсовой» и «минусовой» камер и обеспечивает применение таких приборов для работы даже в условиях загрязненных рабочих сред.


    Рис. 2.27

    Мембранный двухкамерный показывающий дифманометр:

    1 - «плюсовая» камера;
    2 - «минусовая» камера;
    3 - передающий шток;
    4 - сектор;
    5 - трибка;
    6 - коромысло

    Двухкамерная система измерения дифференциального давления применена в конструкции прибора, показанного на рис. 2.27. Измеряемые потоки среды направляются в «плюсовую» 1 и «минусовую» 2 рабочие камеры, основными функциональными элементами которых являются автономные чувствительные мембраны. Преобладание одного давления над другим приводит к линейному перемещению передающего штока 3, которое через коромысло 6 передается соответственно на сектор 4, трибку 5 и систему стрелочной индикации измеряемого параметра.
    Дифманометры с двухкамерной системой измерения используются для измерения малых дифференциальных давлений при высоких статических нагрузках, вязких сред и сред с твердыми вкраплениями.


    Рис. 2.28.

    Дифманометр с магнитным преобразователем:

    1 - поворотный магнит;
    2 - стрелка;
    3 - корпус;
    4 - магнитный поршень;
    5 - фторопластовый сальник;
    6 - рабочий канал;
    7 - пробка;
    8 - диапазонная пружина;
    9 - блок электроконтактов

    Принципиально иной показывающий дифманометр изображен на рис. 2.28. Поворотный магнит 1, на торце которого установлена стрелка 2, размещен в корпусе 3, выполненном из немагнитного металла. Магнитный поршень, уплотненный фторопластовым сальником 5, может передвигаться в рабочем канале 6. Магнитный поршень 4 со стороны «минусового» давления подпирает пробка 7, в свою очередь поджимаемая диапазонной пружиной 8.
    Среда «плюсового» давления через соответствующий подводящий штуцер воздействует на магнитный поршень и сдвигает его вместе с пробкой 7 по каналу 6 до уравновешивания такого смещения противодействующими силами - «минусовым» давлением и диапазонной пружиной. Движение магнитного поршня приводит к осевому вращению поворотного магнита и соответственно указательной стрелки. Такой сдвиг пропорционален перемещению стрелки. Полное согласование достигается подбором упругих характеристик диапазонной пружины.
    В дифманометре с магнитным преобразователем предусмотрен блок 9, замыкающий и размыкающий соответствующие контакты при прохождении вблизи его магнитного поршня.

    Приборы с магнитным преобразователем устойчивы к воздействию статического давления (до 10 МПа). Они обеспечивают относительно невысокую погрешность (примерно 2 %) в диапазоне функционирования до 0,4 Мпа и используются для измерения давления воздуха, газов, различных жидкостей.


    Показывающий дифференциальный манометр на основе трубчатой пружины

    1 и 2 - держатели;
    3 и 4 - трубчатые пружины;
    5 и 8 - трибки;
    6 - стрелка «плюсового» давления;
    7 и 9 - шкалы избыточного давления;
    10 - стрелка «минусового» давления

    В приборах такого типа на автономных держателях 1 и 2, соединенных вместе, установлены трубчатые пружины. Каждый держатель вместе с трубчатым чувствительным элементом образовывают автономные измерительные каналы. Среда «плюсового» давления поступает через входной штуцер держателя 2 в трубку 4, деформирует ее овал, в результате чего перемещается наконечник трубки и это перемещение через соответствующий зубчатый сектор передается на трибку 5. Эта трибка соответственно приводит к отклонению указательной стрелки 6, которая показывает на шкале 7 значение «плюсового» избыточного давления.

    «Минусовое» давление посредством держателя 1, трубчатой пружины 3, трибки 8 приводит к перемещению циферблата 9, объединенного со стрелкой 10, которая на шкале 7 отслеживает значение измеряемого параметра.

    Дифференциальные манометры (далее - дифманометры), как отмечалось в п.1.3, являются названием отнесенным в нашей стране к показывающим приборам. (Устройства, обеспечивающие электрический выходной сигнал, пропорциональный измеряемому дифференциальному давлению имеют название измерительных преобразователей разности давлений). Хотя отдельные производители, а также некоторые специалисты-эксплуатанционщики измерительные преобразователи разности давлений также называют дифманометрами.

    Дифманометры нашли основное применение в технологических процессах для измерения, контроля, регистрации и регулирования следующих параметров:

    · расхода различных жидких, газообразных и парообразных сред по перепаду давления на разного рода сужающих устройствах (стандартных диафрагмах, соплах, включая сопла Вентури) и дополнительно вводимых в поток гидро- и аэродинамических сопротивлениях, например на преобразователях типа Annubar или на нестандартных гидро- и аэродинамических препятствиях;

    · перепада - разности давления, вакуумметрических, избыточных, в двух точках технологического цикла, включая потери на фильтрах систем вентиляции и кондиционирования воздуха;

    · уровня жидких сред по величине гидростатического столба.

    Тематики

    • средства измерения давления differential pressure measurement Wikipedia
    • Maximum sustainable yield - In population ecology and economics, maximum sustainable yield or MSY is, theoretically, the largest yield (or catch) that can be taken from a species stock over an indefinite period. Fundamental to the notion of sustainable harvest, the concept… … Wikipedia

      Maximum entropy probability distribution - In statistics and information theory, a maximum entropy probability distribution is a probability distribution whose entropy is at least as great as that of all other members of a specified class of distributions. According to the principle of… … Wikipedia

      Maximum entropy thermodynamics - In physics, maximum entropy thermodynamics (colloquially, MaxEnt thermodynamics) views equilibrium thermodynamics and statistical mechanics as inference processes. More specifically, MaxEnt applies inference techniques rooted in Shannon… … Wikipedia

      pressure - 1. A stress or force acting in any direction against resistance. 2. (P, frequently followed by a subscript indicating location)In physics and physiology, the force per unit area exerted by a gas or liquid against the walls of its container or… … Medical dictionary

      Osmotic pressure - Morse equation redirects here. For the potential energy of a diatomic molecule, see Morse potential. For the functions in differential topology, see Morse theory. Osmotic pressure on red blood cells Osmotic pressure is the pressure which needs to … Wikipedia

      Timeline of temperature and pressure measurement technology - A history of temperature measurement and pressure measurement technology.Timeline800s* 800s mdash; Differential pressure controls developed by the Banū Mūsā brothers. }