化工仪表维修工基础知识3.docx
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化工仪表维修工基础知识3
化工仪表维修工基础知识3
1.钢制油罐储油高度为5m,欲装一压变测液位,量程应选多少KPa?
液位在3m时,压变输出应为?
(油的密度为0.85t/3)
答:
5m油位可选50Kpa压变,测液位:
ρ=0.85t/每米液柱压力为:
10×8.5=25.5Kpa
压变输出电流:
25.5/50×16+4=12.16A
2.有一气动差压变送器量程为20KPa,对应流量为40t/h,当流量为30t/h时,差变的输出为多少?
答:
因为流量与差压是平方根关系,所以已知流量求差压用平方(30/40)2×100%=56.25%
差压输出信号:
56.25%×80+20=65Kpa。
3.已知柴油的流量计最大量程为Qa=500t/h,求它的体积流量最大是多少m3/h?
(柴油密度为γ=857.0943kg/3)
答:
体积流量Q=/ρ=500/0.857=583.43m3/h。
4.线材液压站油箱液位是1.5m,选用15KPa投入式液位计,问液位1时,投入式液位计应输出多少电流?
(液压油比重为0.87t/3)
答:
每m油柱压力为0.87*10=8.7KPa
8.7/15*100%=58%
16*58%+4=13.28a
5.在流量计量中,小流量切除选择的值为多少?
流量比例是多少?
答:
小流量切除选择的值为1040
流量比例为√(1040-1000)/(5000-1000) ×100%=10%
6.用氧化锆氧分析器测定烟气中的氧含量,若在750℃条件下,烟气中氧含量分别为1%,5%,10%时,试用能斯特方程分别求出所产生的池电势值。
解:
750℃条件下氧化锆测氧电池的能斯特方程是:
4h)t;M7}+F,q!
h*]!
t"hE(mv)=50.74×lg(P0/P)
分别以P=1%,5%,10%带入上式后分别得:
)k*`"[/G-i&x*F"k.AE=50.74×lg(20.6%/1%)=66.7mv
6L4o3U-`+UE=50.74×lg(20.6%/5%)=31.2mv
9W*v/S&G/}'n:
X$FE=50.74×lg(20.6%/10%)=15.9mv
7.已知柴油的流量计最大量程为Qmax=500t/h,求它的体积流量最大是多少m3/h?
(柴油密度为γ=857.0943kg/m3)
答:
体积流量Q=M/ρ=500/0.857=583.4m3/h
8.某节流装置在设计时,介质的密度为520kg/m3,而在实际使用时,介质的密度为480kg/m3,如果设计时,差压变送器输出100KPa对应电流为50t/h,则实际使用时对应流量为多少?
解:
M实=M设
=50
=48.04(t/h)实际使用时对应流量为48.04(t/h)
9.如图,用差压变送器测量闭口容器的液位,已知h1=0.5米,h2=2米,h3=1.4米,被测介质
的密度ρ1=850kg/m3,副压室的隔离液是水,求变送器的调校范围和迁移量?
答:
①由题意知差压变送器的量程为:
⊿P=ρ1*g*h2=850*9.8*2=16660(Pa)
②差压变送器正、负压室的压力为:
P+=ρ2*g*h3=850*9.8*1.4=11662(Pa)
P-=ρ1*g(h1+h2+h3)=1000*9.8*(1.4+2+1)=38220(Pa)
则迁移量为:
P+-P-=38220–11662=-26558(Pa)
3由以上计算得知,调校范围为:
-26558Pa∽(-26558+16660)Pa
即:
-26558Pa∽-9898Pa
10.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?
(已知仪表的测量范围为50~150kPa绝压,当时的大气压力为100kPa)
解:
①绝对压力变送器测的是绝对压力,该仪表的测量范围为50~150kPa,也就是说输入50kPa绝压时,仪表输出4mA;(0.3)
②输入150kPa绝压时,仪表输出20mA。
(0.3)
③仪表在大气压力下,即输入的是大气压力100kPa时,仪表的输出为
(0.3)
④现仪表输出正好为12mA,所以这种现象是正常的。
(0.1)[D/]
11.有一台测量某容器压力的压力变送器,其测量范围为-0.l~+0.5MPa。
请通过计算叙述用活塞式压力计检验该表的方法。
解:
1.该表量程为0.5-(-0.l)=0.6MPa.故首先以0~0.6MPa的测量范围,按正常方法进行校验。
即
测量信号,MPa
0
0.15
0.3
0.45
0.6
压变输出,kPa
20
40
60
80
100
(0.4)
2.计算出-0.l~+0.5MPa测量范围下,压力为OMPa时的输出信号风压。
P出=100/600×100+20=33.67kPa(0.3)
12.115lGP压力变送器的测最范围原为0~100kPa,现零位迁移100%。
则
①仪表的测量范围变为多少?
②仪表的量程是多少?
③输入多少压力时,仪表的输出为4、12、20mA?
[T/]
答:
仪表的原测量范围为0~100kPa,现零位正迁了100%,所以:
①测量范围成为100~200kPa.
②仪表的量程是200~100=100kPa.
③输入为100kPa时,仪表的输出为4mA。
输入为150kPa时,仪表的输出为12mA。
输入为200kPa时,仪表的输出为20mA。
13.有一用隔离液测量的差压变送器,负压管在运行中由于隔离液漏完而充满残油介质,设孔板取压点到差压变送器正负压室的垂直距离为1.5m。
残油密度ρ残=0.885t/m3,隔离液甘油的密度ρ甘=1.26t/m3,仪表的测量范围△Pmax=40000Pa,对应的最大流量Mmax=40t/h,试问由于负压管漏而引起的测量误差为多少?
解:
己知△Pmax=40000Pa,高度h=1500mm,Mmax=40t/h,ρ残=0.885t/m3,ρ甘=1.26t/m3
负压管充满残油后的附加差压变化为
△P1=(ρ甘-ρ残)gh
=(1.26-0.885)9.81×1.5×1000
=5518(Pa)
由于流量与差压满足下列关系式
式中△P——附加的测量差压变化;
M——由于△P所引起的流量变化量;
△Pmax——最大设计差压值,Pa;
Mmax——为最大设计流量值,t/h。
故由于负压管漏完隔离液后所引起的测量误差为
M=Mmax
=40×
=14.9(t/h)[D/]
评分标准:
公式正确占0.3;参数选择正确占0.4;计算正确占0.3。
14.用涡轮流量计测量乙烯气体。
已知质量流量qm=1600kg/h,操作压力(表压)p=l.47MPa,操作温度θ=50℃,压缩系数Z=0.7943,流体标准状态下的密度ρ0=1.26kg/Nm3。
求
①标准状态下的体积流量qV。
?
操作状态下的体积流量qV?
②涡轮流量计常数ζ=33.31脉冲/L,qV=100m3/h的赫兹数?
③当校对二次表时(输入赫兹,输出为4~20mA),输出为16mA时,应输入多少赫兹?
[T/]
[DW]解①qV0=
1270Nm3/h
qV=qV0
=1270
=76.9(m3/h)
②F=ζqV=33.31脉冲/L×100×103L/3600s≈925(Hz)
③输出量的百分数为
=75%
F=33.31脉冲/L×
×0.75≈8813(Hz)[D/]
评分标准:
①计算正确占0.4;②计算正确占0.2;③计算正确占0.4。
14.有一台转子流量计,其转子材料是耐酸不锈钢(密度ρf=7.9g/cm3),用来测量密度为0.75g/cm3的介质,当仪表读数为50L/h时,被测介质的实际流量为多少?
解:
假定被测液体的粘度不超过10cP(1cP=lmPa·s),可运用下列修正公式
ql=q2
其中q2——被测介质的实际流量;
ql——仪表的读数;
——转子材料的密度;
——被测介质的密度;
——标定介质水的密度。
将ρf=7.9g/cm3和ρ1=1g/cm3代入上式,得
ql=q2
将ql=50L/h和ρ2=0.75g/cm3代人
50=q2
=0.851q2
由此可得
q2=
=58.75(L/h)
所以被测介质的实际流量为58.75L/h。
[D/]
评分标准:
公式正确占0.3;参数选择正确占0.4;计算正确占0.3。
15.已知0.4MPa(表压)饱和水蒸气的最大流量为300kg/h,试选用合适规格的转子流量计。
解:
用转子流量计测量饱和水蒸气时,可按下式进行换算和选择仪表
q=29.56
5
式中ρ——蒸汽密度,kg/m3;
M——蒸汽流量,kg/h;
q——仪表读数,L/h(水)。
查水蒸气表可得ρ=2.62kg/m3,代入上式得
q=29.56
=5478.6(L/h)
因此,可选用口径φ40mm。
、6000L/h规格的转子流量计。
[D/]
评分标准:
公式正确占0.3;参数选择正确占0.2;计算正确占0.2;答案正确占0.2。
16.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。
①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I。
为多少?
②若将二次表刻度改为0~7.5t/h,应如何调整?
解:
①流量与差压的关系式为
M=
(K为一常数)
M100%=K
=10t/h
(1)
M50%=
=5t/h
(2)
(1)式比
(2)式
△P=9.81(kPa)
变送器输出电流范围为4~20mA
I。
=8(mA)
②因节流装置及流量特性不变,K仍为原来的常数。
将二次表刻度改为0~7.5t/h,只需将差压变送器的量程压缩即可。
M100%=K
=10t/h(3)
M100%=
=7.5t/h(4)
(3)式比(4)式
△P'=22.07(kPa)
将变送器测量范围改为0~22.07kPa,二次表刻度即为0~7.5t/h。
评分标准:
①计算正确占0.5;②计算正确占0.5。
17.用两只K分度号热电偶(热电极为A、B)配用对应的补偿导线A'、B'组成如图之测温差线路。
已知T1=420℃,t'0=30℃,测得温差电势为15.24mV。
后来发现处于T1温度下的那只热偶错用E分度号热电偶,其他正确。
试求真实温差?
解:
据题意
E△T=EE(420,30)-EK(T2,30)
15.24=28.75-EK(T2)+l.2
∴EK(T2)=14.7mV
查表得T2=360℃
∴真实温差为
T1-T2=420-360=60℃
评分标准:
列式正确占0.4;数据代入正确占0.3;计算正确占0.3。
18.分度号为K的热电偶,误将E的补偿导线接配在K的电子电位差计上,如图所示。
电子电位差计的读数为650℃,问被测温度实际值为多少?
解:
根据热电偶测温原理,我们知道
EK(650,20)=EK(t,40)+EE(40,20)
而EE(40,20)=EE(40,0)-EE(20,0)(查表)
=-2.42-1.19=1.23mV
EK(650,20)=27.03-0.8=26.23mV
∴EK(t,0)=EK(650,20)-EE(40,20)+EK(40,0)
=26.23-1.23+l.61
=26.61mV
查K分度表得t=640.2℃
即这时被测实际温度为640.2℃。
实际工作中配错补偿导线,将会造成较大的误差。
评分标准:
列式正确占0.4;数据代入正确占0.3;计算正确占0.3。
19.图所示相乘方案的单闭环比值调节系统,F1T、F2T分别是表示测量主、从流量的电动差压变送器,已知Q1max=10m3/h,Q2max=5m3/h,两流量比K=Q2/Q1=0.125,计算乘法器的比值系数K'。
[T/]
解:
①测量回路中未加开这器,所以△P与Q之间是非线性关系,Q=C△P,C为差压式流量变送器的常数;
②对于电动差压变送器,其F1T、F2T的输出信号分别为
I1=△P1/△P1max×16+4=Q12/Q12max×16+4
I2=△P2/△P2max×16+4=Q22/Q22max×16+4;
③比值系数K'=(I2-4)/(I1-4)=(Q2/Q1)2﹡(Q12max/Q22max)=K2﹡Q12max/Q22max
将数据代入,得:
K'=0.125×102/52=0.5
答:
比值系数K'为0.5。
评分标准:
要点①点0.1;要点②点0.4;要点③点0.5,答正确点0.1。
20.计算AB间的等效电阻RAB=?
解:
RAB=4Ω:
[(R1+R2)∥R3]=8(Ω);
(8Ω+R4)∥R5=6(Ω);
(6Ω+R6)∥R7=8(Ω);
(R8+R9)∥8Ω=4(Ω)。
答:
AB间等效电阻RAB等于4欧姆。
评分标准:
公式正确0.3分,过程正确0.4分,答案正确0.2分,答正确0.1分。
21.某电池的电动势E=1.65V,r=0.5Ω,在电池两端接上一个R=5Ω的电阻,求电路中的电流和电阻的端电压。
解:
I=E/(R+r)=0.3(A)
U=IR=1.5V[D/]
答:
电流为0.3安培,电压为1.5伏。
[D/]
评分标准:
公式正确0.3分,过程正确0.4分,答案正确0.2分,答正确0.1分。
22.有一台准确度等级为0.5级的温度记录仪,下限刻度为负值(为全量程的25%),该表允许的绝对误差为1℃,试求该仪表刻度的上、下限?
解:
量程为1℃/0.005=200℃
下限为-(200C℃×25%)=-50℃
上限为200-50=150℃
答:
该仪表刻度的上限为150℃、下限为-50℃。
23.有两台测量温度仪表,其测量范围分别为0~800℃和600~1100℃,已知其最大绝对误差均为±6℃,试分别确定它们的准确度等级。
解:
根据基本误差δm=[△max/(A上-A下)]×100%可得:
Δm1=[6/(800-0)]×100%=0.75%
Δm2=[6/(1100-600)]×100%=1.2%
答:
按照常用工业仪表的准确度等级系列标准,测量范围为0~800℃测量仪表的准确度等级应定为1.0级,测量范围为600~1100℃测量仪表的准确度等级应定为1.0级。
24.如下图所示,某化工分离塔气相压力为2MPa(表压),液相高度为20m,液体的密度为1.1kg/m3。
一隔离膜片式压力表p1装在塔底,另一充有密度为0.9kg/m3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为多少?
解:
根据流体静力学平衡原理可得p1=2+
×0.0981=2.2158(MPa)
P2=P1-
0.0981=2.2158-0.0883=2.128(MPa)
答:
p1压力表的指示值为2.2158(MPa)、p2压力表的指示值为2.128(MPa)。
25.由电动差压变送器和节流孔板组成的流量测量系统(无开方器),最大流量测量范围为016t/h,当流量M=12t/h时,变送器输出信号I出等于多少?
解:
设Mmax=16t/h,Imax=20mA,Io=4mA
根据变送器输出电流与流量的平方成正比例的关系:
I出=(Imax-I0)/M2max×M2+I0=(20-4)/162×122+4=13(mA)
答:
当流量M=12t/h时,变送器输出信号I出为13(mA)。
26.用吹气法测量敞口容器内的液位高度,已知液体的密度1.25g/cm3,吹气管下端至罐底距离hO=200mm,测出液位的静压力p=25.56kPa,试计算容器中液位的实际高度。
解:
液面至吹气管下端的高度为
H=
=
=200cm=2000mm
液位的实际高度为H=h+h0=2000+200=2200(mm)
答:
容器中液位的实际高度为2200(mm)。
27.用DDZ-Ⅲ型差压变送器测量流量,流量范围是0~16t/h,当流量M=12t/h时,变送器输出信号I出等于多少?
解:
设Mmax=16t/h,Imax=20mA,I0=4(mA)
根据变送器输出电流与流量的平方成正比例的关系:
I出=(Imax-I0)/M2max×M2+I0=(20-4)/162×122+4=13(mA)
答:
当流量M=12t/h时,变送器输出信号I出为13(mA)
28.如下图所示一单法兰液位变送器测量敞口容器液位,其最高液位和最低液位到变送器安装距离分别为h1=3m,h2=1m,若所测介质密度ρ=1.0g/cm3,求变送器的量程及迁移量?
解:
变送器测量的有效量程高度为h1-h2=3-1=2m,所以变送器的量程为
Δp=(h1-h2)ρg=2×1×9.81=19.62(kPa)
当液位最低时,变送器正、负压室的受力分别为
p+=ρgh2=1×9.81×1=9.81(kPa)p-=0
所以变送器的迁移量为
p+-p-=9.81-0=9.81(kPa)(正迁移)
答:
变送器的量程为19.62(kPa)、迁移量为9.81(kPa)(正迁移)。
29.如下图所示用双法兰变送器测闭口容器液位,已知h1=5m,h2=1m,容器内介质密度
ρ1=1.0g/cm3,变送器毛细管内硅油密度ρ2=0.95g/cm3,求变送器的量程和迁移量?
解:
变送器的量程为
ΔP=ρ1gh1=1×9.81×5=49.05(kPa),
迁移量为
A=p+-p-=ρ2gh2-ρ2g(h2+h1)=-ρ2gh1=-0.95×9.81×5=-46.6(kPa)(负迁移)
答:
变送器的量程为49.05(kPa)、迁移量为-46.6(kPa)(负迁移)。
30.有一浮筒液位计用于界位测量,已知浮筒长L=600mm,被测轻介质密度ρ1=0.8g/cm3,被测重介质密度ρ2=1.25g/cm3,水的密度ρ0=1.0g/cm3,用水校法进行校准时其零点和量程应分别灌水多高?
解:
在最低界位时,仪表示值为零,此时浮筒全部被轻介质淹没,因此水校时充水高度为:
L01=ρ1/ρ0×L=
×600=480(mm)
在最高界位时,仪表示值为满度,此时浮筒全部被重介质淹没,因此水校时充水高度为:
L02=ρ2/ρ0×L=
×600=750(mm)
显然,此高度已超过浮筒长度,校准时应负迁移将零点降低,校完后再恢复原位。
答:
用水校法进行校准时其零点充水高度为480(mm)、量程充水高度为750(mm)。
31.有一台DDZ-Ⅲ型差压变送器的测量范围为0~50kPa,负迁移为-40~10kPa,当正、负压室通大气时输出电流为多少?
解:
I出=
×(20-4)+4=
×16+4=16.8(mA)
答:
当正、负压室通大气时,输出电流为16.8(mA)。
32.有一台DDZ-Ⅲ型比例调节器,测量信号范围为200~800℃,当测量值从494℃变化到500℃时,相应的调节器输出从8mA变化到8.2mA,此时调节器的比例度为多少?
解:
比例度δ=(
/
)×100%=(
/
)×100%=80%
答:
该调节器的比例度为80%。
33.有一套DDZ-Ⅲ型压力调节系统,当调节器的输出信号为8mA时,试求调节阀开度的百分值?
解:
设调节阀的开度为X%,则按比例关系式得
X%/100%=(8-4)/(20-4)=4/16=0.25
答:
调节阀的开度为25%。
34.有一套DDZ-Ⅲ型温度调节系统,当调节阀的开度为30%时,调节器的输出信号为多少?
解:
设调节器的输出电流为I出,则按关系式得
(I出-4)/(20-4)=30%/100%
I出-4=(20-4)×30%/100%=4.8
调节器输出信号为I出=4.8+4=8.8(mA)
答:
调节器的输出信号为8.8(mA)。
35.某装置停车后,有一空罐的绝对压力指示表一送上电就指示在中间位置,要求仪表维修人员检查核对是否正常?
已知当地大气压为100kPa,绝对压力变送器的测量范围为50~150kPa,试计算确认。
解:
在空罐时变送器测量膜片受到的是100kPa大气压力,变送器的输出电流信号为:
I出=
×(100-50)+4=12(mA)
答:
由此可见,仪表示值在中间位置属正常现象。
36.某操作岗位仪表指示炉温为971℃,工艺操作人员反映示值可能偏高。
仪表工用温度计测得K型热电偶冷端温度t0=25℃[查表得E(25,0)=1.00mV],又用UJ型电位差计在热电偶冷端测得热电势E(T,t0)=39.17mV。
试计算后判断示值是否正确。
解:
根据热电偶冷端温度校正法原理,求得:
E(T,0)=E(T,t0)+E(t0,0)=E(T,25)+E(25,0)=39.17+1.00=40.17(mV)
答:
由K型热电偶分度表查出:
热电热40.17mV相对应的温度值为971.7℃。
所以仪表的示值是正确的。
37.用总压变送器配孔板测量天然气流量,原配差压变送器量程为0~20kPa,Qmax=1000m3/h,因工艺改造需将最大流量刻度提高到Q′max=1500m3/h,试求差压变送器量程应提高到多少?
解:
设差压变送器原来量程为Δp,提高后量程为Δp′,
则
=Qmax/Q′max
Δp′=Δp×(Q′max/Qmax)2=20×(1500/1000)2=45(kPa)
答:
差压变送器量程应提高到45(kPa)。
38.有一比值调节系统,主流量变送器量程Q主为0~8000m3/h(标准状态),从流量变送器量程Q从为0~10000m3/h,流量信号经开方后输出给比值器,工艺要求保持Q从/Q主=K=1.2,试求比值器比值系数K′的设定值为多少?
解:
K′=K×Q主max/Q从max=1.2×8000/10000=0.96
答:
比值器上比值系数应设定为0.96。
39.有一台等百分比调节阀,其最大流量为50Nm3/h,最小流量为2Nm3/h,若全行程为3cm,那么在1cm开度时的理想流量是多少?
解:
可调比为R=Qmax/Qmin=50/2=25
于是在1cm开度下的流量为Q=QminRI/L=2×251/3=5.85(Nm3/h)
答:
在1cm开度时的理想流量是5.85(Nm3/h)。
40.孔板和差压变送器配套测量流体流量,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,更改后的最大流量是多少?
解:
(1)变送器的输出5.5mA时的差压ΔP:
按公式ΔP=ΔPmax(I0-4)/16进行计算:
已知变送器的量程差压为ΔPmax=80kPa,输出电流为I0=5.5mA
故ΔP=80(5.5-4)/16=7.5kPa
(2)变送器更改的量程ΔP改:
因为变送器输入7.5kPa时的输出为8mA,所以
ΔP改=7.5/
=30kPa
(3)