熱工計算題30道

1．某人將鎳鉻-鎳硅補償導(dǎo)線極性接反。當(dāng)爐溫控制于800℃時。若熱電偶接線盒處溫度為50℃，儀表接線端子溫度為40℃，測量結(jié)果和實際相差多少？答案：如補償導(dǎo)線接反，則儀表的電勢為E(800、40)=E×(800、0)-E(50、0)-[E(50、0)-E(40、0)]=33.28-2.02-2.02+1.61=30.85mV但儀表示值仍按正常接法指示，即E(800、40)=E(t、0)-E(40、0)=0于是得30.85=E(t、0)-1.61E(t、0)=32.46mV查得t=780℃即比800℃指示低20℃2．一真空壓力表量程范圍為－100～500kPa,校驗時最大誤差發(fā)生在200kPa,上行程和下行程時校準表指示為194kPa和205kPa,問該表是否滿足其1.0級的精度要求？答案：變差=[△max/(量程上限-量程下限)]×100%=(205-194)/[500-(-100)]×100%=1.83%＞1.0%，所以不滿足1.0級精度要求。3．一臺1151絕對壓力變送器，量程范圍為0～80kPa(絕壓)，校驗時采用刻度范圍為100～0kPa標(biāo)準真空壓力計，若當(dāng)?shù)卮髿鈮毫?8kPa,則當(dāng)變送器輸出為12mA時，真空壓力計指示的讀數(shù)為多少？答案：設(shè)變送器輸入壓力為P絕時，輸出電流為12mA,則P絕/(80-0)×16+4=12,P絕=40KPa，根據(jù)P真空=P大氣－P絕=98-40=58KPa，所以真空壓力計的讀數(shù)為58KPa，變送器的輸出為12mA。4．計算如圖下所示的壓力式液位計的調(diào)校量程范圍及遷移量，已知h1=5m,h2=1m,ρ=1.0g/cm3答案：由圖可知，液位計測量量程為：P=ｐgh1=1.0×9.8×5=49KPa；遷移量A=ｐgh2=1.0×9.8×1=9.8KPa，所以儀表調(diào)校量程范圍為9.8—58.8KPa。5．一單法蘭液位計測量開口容器液位，其最高液位和最低液位到儀表的安裝距離分別為h1=3m,h2=1m,如下圖所示，若所測介質(zhì)密度ρ=1g/cm3，求儀表的量程及遷移量？答案：由圖可知儀表測量的有效量程高度為h1-h2=2m,所以儀表的量程△P=(h1-h2)ｐg=(3-1)×1×9.81=19.62KPa，當(dāng)液位最低時，儀表正負壓室的受力分別為P+=ｐgh2=1.0×9.81×1=9.81KPa，P-=0，所以液面計遷移量為P+-P-=9.81-0==9.81KPa(正遷移)6．某套節(jié)流裝置蒸汽流量計，原設(shè)計的蒸汽壓力為2.94MPa,溫度為400℃。實際使用中，被測處蒸汽壓力為2.84MPa(溫度不變)，當(dāng)流量計指示數(shù)為102t/h，求實際流量為多少噸/小時？(水蒸汽密度表：2.94MPa、400℃時ρ=9.8668kg/m3；2.84MPa、400℃時ρ=9.5238kg/m3)答案：M實際＝M設(shè)計×SQRT(ρ實際÷ρ設(shè)計)＝102t/h×SQRT(9.5238÷9.8668)＝102t/h×0.9825＝100.2t/h所以：真正的流量是100.2t/h47．如圖所示，分度號K的熱電偶誤用了分度號E的補償導(dǎo)線，但極性連接正確，則儀表指示如何變化？已知t=500℃，t0‘=30℃，t0=20℃。答案：若錯用了補償導(dǎo)線，則根據(jù)中間溫度定則，熱偶電勢為E=EK(t，t0‘)+EE(t0‘，t0)=EK(500，30)+EE(30，20)=EK(500，0)–EK(30，0)+EE(30，0)-EE(20，0)=20.640-1.203+1.801-1.192=20.046mV若用正確的補償導(dǎo)線，則和溫度t0‘無關(guān)，熱偶電勢為E=EK(t，t0)=EK(500，20)=EK(500，0)–EK(20，0)=20.640-0.798=19.842Mv兩者相比，由于補償導(dǎo)線用錯，二次儀表的指示偏高。8．鍋爐上水流量孔板的滿量程為25t/h，差壓上限為40kPa，現(xiàn)差壓變送器輸出16mA，請問此時的流量顯示應(yīng)為多少？答案：解1：25=K√40；K=25/√40(8-4)/20-4)=4/16=1/4；1/4×40=10kPaF’=25/×√10=25/2=12.5(t/h)解2：F=25×√(8-4)/20-4)=12.5(t/h)此時流量顯示應(yīng)為12.5t/h。9．如圖所示，通過雙室平衡容器來測量鍋爐汽包水位。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：差壓變送器的量程及遷移量。答案：差壓液位計的量程△PP＝h1(ρ液-ρ汽)×g＝0.6×(800.4-19.7)×9.807＝4593.8Pa當(dāng)液位最低時，差壓液位計的正、負壓室的受力為：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×gP-＝P1+h1×ρ冷×g+＝3.82×106+0.6×915.8×9.087+h2×ρ水×g＝3825388.8+h2×ρ水×g于是遷移量△P＝P+-P-＝-5273.5Pa因為P+＜P-，故為負遷移。變送器的量程為△P＝-5273.5-(5273.5+4593.8)＝679.7Pa10．有一塊EJA差壓變送器差壓上限值為80kPa，流量上限值為320t/h，求變送器輸出電流為13.6mA時差壓是多少？相應(yīng)的流量為多少？答案根據(jù)流量與差壓的平方成正比，而差壓與輸出電流成正比，則△P/△Pmax＝I。/Imax△P＝(I?！痢鱌max)/Imax＝(13.6－4)×80/16＝48kPaq2/q2max＝△P/△Pmaxq＝qmax×√P/△Pmax＝320×√48/80＝247.9(t/h)答：差壓變送器輸出為13.6mA時，差壓為48kPa，流量為247.9t/h。11．已知擴散硅壓力變送器輸出電流為4～20mA，原測量范圍0～1MPa改為測量范圍1～2.5MPa后，則原來0.6MPa壓力的電流表工作點對應(yīng)于改測量范圍后的被測壓力為多少MPa？答案：設(shè)原0.6MPa壓力對應(yīng)的電流為Ix，對應(yīng)改測量范圍后的被測壓力為Px，因為輸出電流與被測壓力成正比，則有得Ix＝13.6mA由得Px＝1.9MPa答：0.6MPa壓力是13.6mA，其相應(yīng)量程改變后的讀數(shù)壓力為1.9MPa。12．現(xiàn)有一臺精度等級為0.5級的測量儀表，量程為0～1000℃，正常情況下進行校驗，其最大絕對誤差為6℃，求該儀表①最大引用誤差；②基本誤差；=3\*GB3③允許誤差；④儀表的精度是否合格。答案：(1)最大引用誤差δ＝[6/(1000一0)]×100%＝0.6%；(2)基本誤差＝0.6%；(3)允許誤差＝土0.5%；(4)儀表精度不合格，因為該表的基本誤差為0．6%，大于儀表允許誤差土0．5%。答案：答：儀表精度不合格如圖所示，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。試求差壓變送器的量程，并判斷零點遷移的正負方向，計算遷移量。答案：由題意：p+=p1+ρ汽g(h1-h)+ρ液gh+ρ水gh2P_=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，當(dāng)h=0時，Δp=(ρ汽g-ρ冷g)h1=-7025Pa當(dāng)h=h1時，Δp=(ρ汽g-ρ冷g)h1-(ρ汽g-ρ液g)h1Δp=(-ρ冷g+ρ液g)h1=-905Pa所以，差壓變送器的量程為7025-905=6120Pa零點遷移方向為負遷移。遷移量為6120Pa，即當(dāng)輸入差壓為-6120Pa時輸出為4mA，當(dāng)輸入差壓為0時輸出為20mA。14．電動Ⅲ型差壓變送器，量程為36Kpa對應(yīng)最大流量為80T/h要求60T/h時報警。問(1)不帶開方器時報警值設(shè)定在多少？(2)帶開方器時報警值設(shè)定在多少？答案：(1)ΔP=36×(60/80)2=20，25KpaI=(20，25/36)×16+4=13(mA)(2)ΔP=36×(60/80)=27KpaI=(27/36)×16+4=16(mA)15．有兩臺測溫儀表其測量范圍分別是0～800℃和600～1100℃，已知其最大測量誤差均為±6℃，試分別確定它們的精度等級。答案：根據(jù)基本誤差δm＝△Max/(AMax-AMin)×100%可得：δm＝6/(800－0)×100%＝0.75%δm＝6/(1100－600)×100%＝1.2%根據(jù)儀表的精度等級系列，測量范圍是0～800℃的測溫儀表應(yīng)定為1級精度，測量范圍是600～1100℃的測溫儀表應(yīng)定為1.5級精度。16．與節(jié)流裝置配套的差壓變送器的測量范圍為0～39.24KPa，二次表刻度為0～10t/h。若二次表指示50%，變送器輸入差壓Δp為多少？變送器輸出電流為多少？答案：流量與差壓的關(guān)系為(10/5)2=39.24/ΔpΔp=9.81KPa變送器輸出電流范圍為4～20mA39.24/9.81=(20-4)/(I0-4)I0=8mA17．一臺節(jié)流式差壓流量表，其刻度上限為320t/h，差壓上限為80kPa，求(1)測量值在80t/h相應(yīng)的差壓是多少？(2)若差壓為20kPa時相應(yīng)的流量為多少？答案：(1)設(shè)測量值為80t/h時的差壓為ΔP由流量公式得(Q/Qmax)2=ΔP/ΔPmax即(80/320)2=ΔP/80ΔP=5kPa(2)設(shè)差壓為20kPa時流量為Q則(Q/Qmax)2=ΔP/ΔPmax即(Q/320)2=20/80Q=160t/h18．用差壓變送器(Ⅲ)測量開口容器的液位，其最高液位和最低液位到儀表的距離分別為h1=3m,h2=1m。若測量介質(zhì)的密度為1000kg/m3,，求變送器的量程為多少Pa?是否需要遷移，遷移量？當(dāng)液位h=2.5m時，變送器的輸出電流；答案：1)變送器的量程P=(h1-h2)ρg=(3-1)×1000×9.807=19614Pa2)當(dāng)液面最低時,變送器正負壓室的受力分別為：P+=h2ρg=1×1000×9.807=9807PaP-=0遷移量P+-P-=9807-0=9807Pa正遷移3)h=2.5m時變送器輸出IC=(h-h2)/(h1-h2)(20-4)+4=(2.5-1)/(3-1)16+4=16mA19．有一臺電動差壓變送器，表量程為25000Pa，對應(yīng)的最大流量為50t/h，工藝要求40t/h時報警，問：(1)不帶開方器時，報警值設(shè)定在多少？(2)帶開方器時，報警信號設(shè)定在多少答案：不帶開方器時，對應(yīng)40t/h流量的差壓p1=25000×()2=16000Pa對應(yīng)40t/h流量的輸出P出1=()×16+4=12.24mA報警值S=12.24mA(2)帶開方器時，Q=Kp對應(yīng)于40t/h的差壓P2=25000×=20000Pa對應(yīng)于40t/h的輸出值P出2=×16+4=16.8mA報警值S=16.8mA20．如圖所示，分度號K的熱電偶誤用了分度號E的補償導(dǎo)線，但極性連接正確，則儀表指示如何變化？已知t=500℃，t0‘=30℃，t0=20℃。答案：若錯用了補償導(dǎo)線，則根據(jù)中間溫度定則，熱偶電勢為E=EK(t，t0‘)+EE(t0‘，t0)=EK(500，30)+EE(30，20)=EK(500，0)–EK(30，0)+EE(30，0)-EE(20，0)=20.640-1.203+1.801-1.192=20.046mV若用正確的補償導(dǎo)線，則和溫度t0‘無關(guān)，熱偶電勢為E=EK(t，t0)=EK(500，20)=EK(500，0)–EK(20，0)=20.640-0.798=19.842Mv兩者相比，由于補償導(dǎo)線用錯，二次儀表的指示偏高。21．一水箱距離底面垂直向上10米處裝有一塊壓力表,其示值是1.9,問水箱底部壓力是多少?(求底部表壓示值).答案:P底=P表+P液柱因為P液柱=10mH2O≈0.1MPA．所以P底=1.9+0.1=2.0(MPA．22．有人在校驗1151AP絕對壓力變送器時，發(fā)現(xiàn)只要通上電源，儀表就有12mA輸出。這種現(xiàn)象是正常的嗎？(如果儀表的測量范圍是50～150

KPa絕壓，當(dāng)時的大氣壓為100

Kpa)。答案：絕對壓力變送器測的是絕對壓力，該儀表的測量范圍是50～150

Kpa，也就是說，輸入50

KPa絕壓時，儀表輸出4mA；輸入150

KPa絕壓時，儀表輸出20mA；儀表在大氣壓下，即輸入的是大氣壓力100

Kpa時儀表的輸出×(100-50)+4＝12mA現(xiàn)儀表輸出正好12mA，所以是正常的。23．管道內(nèi)取樣處的水壓為1.2Mpa，壓力表裝在取樣點下方5m處，求壓力表的示值。答案：因為壓力表裝在測壓點下方，壓力表的示值將高于水管內(nèi)壓力：Ρ＝5×1000×9.81＝49050(Pa)≈0.05(MPa)所以壓力表示值＝1.2+0.05＝1.25(MPa)答：壓力表的示值為1.25MPa24．為了測量地下室水管壓力，由于環(huán)境原因變送器安裝在距取壓點10米的廠房內(nèi)(地平面)，選用的差壓變送器測量范圍為0-1MPa。試計算差壓變送器的遷移量，變送器應(yīng)如何調(diào)整？答案：因為高度差為10米水柱即10000mmH2O,而1mmH2O=9.80665Pa,則遷移量為10000mmH2O=98066.5Pa≈0.098MPa.為了克服高度差，則此表應(yīng)負遷移，遷移量為0.098MPa,變送器的測量范圍改為：-0.098-0.902MPa。25．EJA型差壓變送器測量范圍0--2500Pa，求輸出電流為12mA時壓差為多少？答案：因輸出電流與壓差成正比，即：△P/(12-4)=2500/(20-4)所以△P=2500/2=1250(Pa)26．某測量儀表的測量范圍是+200～+500℃，精度等級為5.0，求當(dāng)其示值為200℃和500℃時,被測點的真實溫度(真值)大約為多少？答案：△max=±5.0%(500-200)=±15示值為200℃時真值在185和215℃之間示值為500℃時真值在485和515℃之間。27．某壓力表刻度0～100KPa，在50KPa處計量檢定值為49.5KPa，求在50KPa處儀表示值的絕對誤差、相對誤差和引用誤差。答案：儀表示值的絕對誤差＝50－49.5＝0.5KPa儀表示值的相對誤差＝0.5/50×100%＝1%儀表示值的引用誤差＝0.5/100×10