压力检测计算题76.docx
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压力检测计算题76.docx
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压力检测计算题76
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′,Sinα=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(Sinα+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×
(K为常数)
M100%=K×
=10t/hM100%=K×
=5t/h则(10/5)2=(39.24/△P)
△P=9.81KPa
变送器输出电流范围为4-20mA
=
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=0.1012MPaTN=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=KΔP1/2
∴Qmax/Q=ΔPmax1/2/ΔP1/2
Q=QmaxΔP1/2/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×(
)2=16000Pa
对应40t/h流量的输出
P出1=(
)×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×
=20000Pa
对应于40t/h的输出值
P出2=
×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1
H
O等于多少帕斯卡,1
Hg等于多少帕斯卡?
标准状况下水的密度
10
kg/
,汞的密度
13595.1kg/
,
9.80665(保留有效数字4位)。
答案:
答案:
1
H
O
10
×9.80665×10
Pa=9.807Pa
1
Hg=13.59511
H
O=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
=800×
=400(Nm3/h)
(2)用补正公式求得实际测量流量:
Q′N=QN
=400×
=400×
≈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
(K为比例系数)
所以MMAX/M=
/
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=
/
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
(K—比例常数)
所以:
Mmax/M=
/
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=2
+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
=10(t/h)
M100%=K
=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:
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)
答案:
=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
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