Avtomatlashtirish va boshqarish

Zoldirli viskozimetrlar
Zoldirli viskozimetrlar suyuqliklarning qovushoqligini o‘lchashda keng ishlatiladi.
Qovushoqlikni erkin tushuvchi jism usuli bilan o‘lchash Stoks konuniga asoslangan. Bu konunga muvofiq erkin tushuvchi jismning suyuqlikdagi tezligi shu suyuqlik qovushokligi bilan bog‘langan, bu bog‘lanish quyidagicha ifodalanadi:
(29.5)
bu yerda, va , — erkin tushuvchi jism (zoldir) materialining va suyuqlikning zichliklari, kg/m³; g— og‘irlik kuchining tezlannshi, m/s²; r — zoldirning radiusi, m; v — zoldirning bir me'yorda tushish tezligi, m/s; K—qabul qilingan o‘lchovga bog‘liq bo‘lgan sonli doimiy koeffitsient.
Stoks qonuni bir jinsli suyuqlikning mutlaqo sferik zoldirga nisbatan laminar harakatida ishlatilishi mumkin. (29.5) ifodadan ma'lumki, tekshirilayotgan suyuqlikning kovushoqligini o‘lchash suyuqlikdagi zoldirning tushish tezligini yoki zoldirning belgilangan masofadan o‘tish vaqtini o‘lchashdan iborat. Qovushoqlikning zoldir tushish vaqtiga bog‘liqligi quyidagicha ifodalanadi:
Μ=K∙τ (29.6)
bu yerda K — asbob doimiysi, Pa; τ — zoldirning belgilangan masofadan o‘tish vaqti, s.
Qovushoqlikni zoldirning erkin tushish vaqti bo‘yicha aniqlaydigan avtomat qurilmaning prinsipial sxemasi 36.1- rasmda ko‘rsatilgan.
S uyuqlik oqimi zoldir 1 ni boshlang‘ich holatga shesternyali nasos 2 yordamida ko‘taradi. Bu shesternyali nasos elektr dvigatel 3 ga ega. Zoldirni ko‘tarish bilan birga nasos suyuqlikdan namuna olib, uni sinaydi. Zoldir yuqorigi cheklovchi to‘rga yetgach, nasos to‘xtaydi, zoldir harakatsiz muhitda erkin pastga tushadi. Induksion g‘altaklar 7 orqali zoldirning belgilangan yo‘l l dan o‘tish vaqti hisoblanadi. Zoldirning induksion g‘altaklardan o‘tishida nomuvozanatlik signallari hosil bo‘ladi va bu signal elektron kuchaytirgich 6 orqali kuchaytiriladi. Shesternyali nasosning avtomatik ravishda ulanishi va vaqtning hisoblanishi rele bloki 4 va o‘lchash asbobi 5 yordamida bajariladi. Asbobning o‘lchash chegaralari induksion g‘altaklar orasidagi masofa l va zoldir diametrining o‘zgarishi bilan tanlanadi. Bunday asboblarda 100 Pa∙s chegaradagi suyuqlik qovushoqligini o‘lchash mumkin. Asboblarning o‘lchash aniqligi ±2%.
29.1-rasmda membranali pnevmatik viskozimetrning sxemasi keltirilgan. Tekshiriladigan suyuqlik nasos-dozator 1 yordamida so‘rib olinadi va issiqlik almashgich 2 orqali silindrik idish 3 ga haydaladi, u yerdan kapillyar 4 orqali sig‘im 5 ga oqib chiqadi.
K apillyar 4 idish 3 ning yon devorida joylashgan bo‘lib, gidravlik kamera 7 ning yuqorigi membranasi 6 shu idishning tubi bo‘lib xizmat qiladi. Gidravlik kamera ostida chiqarish soplosi 9 bilan pnevmatik kamera 8 joylashgan. Havo pnevmatik kameraga ma'lum 0,14 MPa bosim bilan doimiy drossel 10 orqali beriladi. Asbob aralashtirgichli dvigatel 12 bilan ta'minlangan termostat 11 da joylashgan.
Tekshirilayotgan suyuqlikning qovushoqligi o‘zgarganda uning idish 3 dagi sathi o‘zgaradi. Buning natijasida gidravlik kameraning yuqorigi membranasi egiladi va u o‘z navbatida qapqoq vazifasini bajaruvchi membrana 6 ni egilishga majbur etadi. Natijada soplo 9 ning ochilish yoki yopilish darajasini o‘zgartiradi, bu soplo pnevmatik kamera 8 ni atmosfera bilan tutashtirib turadi, bu yerda, kamera 8 da havo bosimi o‘zgaradi va bu o‘zgarish o‘lchash asbobi 13 yordamida o‘lchanadi. uning shkalasi bevosita kinematik qovushoqlik birliklarida darajalangan.
2 9.3- rasmda zoldirli pnevmatik viskozimetrning sxemasi keltirilgan. Pnevmokamerani atmosfera bilan tutashtiruvchi zoldirli klapanning qo‘llanilishi juda yuqori aniqlikda o‘lchashni ta'minlaydi.
Suyuqlikning qovushoqligini o‘lchashda uning kapillyar 2 li idish 1 dagi sath o‘zgaradi. Qovushoqlikning ortishi suyuqlikning gidravlik bosimi hisobiga membrana 3 ning pastga egilishiga sabab bo‘ladi. Natijada zoldirli membrana bilan biriktirilgan zoldirli klapan 4 havo bilan to‘ldirilgan pnevmokamera 5 ning yuqorigi qismidagi konussimon teshikni berkitadi. Havo pnevmokameraga magistral havo yo‘lidan doimiy drossel 7 yordamida 0,14 mPa bosimda beriladi. Bosim suyuqlik sathin balandligining o‘zgarishiga mutanosib ravishda ortadi, bunga prujina 12 ning siljishi natijasida erishiladi. Qovushoqlik kamayganda zoldirli klapan ko‘tariladi va havo teshik 8 orqali atmosferaga chiqib ketadi. Kapillyar 2 dan oqib chiqadigan suyuqlik sig‘im 9 ga tushadi, u yerdan shesternyali nasos 10 yordamida so‘rib olinadi, nasosni reduktorli sinxron dvigatel 11 harakatga keltiradi. Nasos tekshirilayotgan suyuqlikni termostat orqali so‘rib oladi (chizmada ko‘rsatilmagan). Ikkilamchi asbob 6 sifatida o‘ziyozar PV4-E yoki manometrdan foydalanilgan bo‘lib, ularning shkalalari qovushoqlik birliklarida darajalangan bo‘ladi.
O‘lchash chegaralari (212—938)∙10³ Pa∙s ni, nisbiy keltirilgan xatolik ±2% ni tashkil qiladi.
2 9.4 rasmda halqali viskozimetrning prinsipial sxemasi keltirilgan. Xalqasimon kamera 3 prizma 2 ning tayanch oyoqlari yordamida o‘z geometrik markaziga osib qo‘yilgan. Halqaning pastki qismiga yuk 4 mahkamlab qo‘yilgan. Suyuqlik termostat orqali halqasimon kamera 3 ga so‘rib olinadi va kapillyar naycha 5 dan idish 6 ga oqib chiqadi. Suyuqlikning qovushoqligi o‘zgarganda aylantiruvchi moment hosil bo‘ladi, uning ta'sirida halqasimon kamera strelkasi bilan tayanch nuqta atrofida aylanishga teskari ta'sir etuvchi moment bilan muvozanatlashmagunga qadar buriladi. Shkala 1 bevosita qovushoqlik birliklarida darajalangan. Qovushoqlikni o‘lchash chegaralarini yuk 4 og‘irligini oshirish yoki kamaytirish yo‘li bilan o‘zgartirish mumkin. Asbobning maksimal xatoligi tajriba yo‘li bilan aniqlangan bo‘lib, ±1,5%ni tashkil qiladi, xalqaning maksimal burilish burchagi 60°, o‘lchash chegarasi esa 20 mPa∙s.
Ichi kovak halqada suyuqlik sathning o‘zgarishi quyidagi aylantiruvchi momentni hosil qiladi:


M_ayl=H∙j∙S∙R . (29.7)
Buning ta'sirida halqa soat strelkasi harakati yo‘nalishida buriladi. Halqaning burilishi teskari ta'sir etuvchi momentni yuzaga keltiradi:

M_tes=F∙b∙sina . (29.8)

Momentlar teng bo‘lganida. ichi kovak halqa yangi muvozanat vaziyatida to‘xtaydi:
M_ayl=M_tes (29.9)

yoki

H∙j∙S∙R=F∙b∙sina,
bu yerda N — suyuqlik sath; j — suyuqlikning solishtirma og‘irligi; S — halqa yarim qismlari o‘rtasidagi to‘siqning yuzi; R — halqaning o‘rtacha radiusi; G‘ — yukning og‘irlik kuchi; b — tizimi og‘irlik markazining tayanch nuktasigacha masofasi; a — halqaning burilish burchagi.
Ayni halqa uchun G‘, b, S, R kattaliklar o‘zgarmas, shuning uchun
H ∙j=K∙sina , (29.10)
bu yerda K=F∙b/S∙R.

(29.7) tenglama asbobning statik tavsifini ifodalaydi va idishdagi suyuqlik sathi bir xil bo‘lganida uning og‘irligi halqa burilish burchagining sinusiga mutanosib va faqat qovushoqlikka bog‘liqligini bildiradi. Viskozimetr shkalasining notekisligini maxsus lekalo yordamida bartaraf etish mumkin.

Doimiy sathli viskozimetrning ishlashi sathni belgilangan balandlikda saqlab turish prinsipiga asoslangan. O‘zgaruvchan sathli asboblardan farqli ravishda bu yerda suyuqlik sarfining qat'iy bir doimiylikda bo‘lishi shart emas.
29.5- rasmda doimiy sathli viskozimetrning sxemasi keltirilgan. Silindrik idish 1 ga elastik biriktiruvchi 2 yordamida, masalan, uchi 90°ga bukilgan kapillyar 3 mahkamlangan bo‘ladi. Kapillyar induktorli datchik 5 ning qisqa tutashtirilgan chulg‘ami (ekrani) 4 bilan bikr qilib birlashtirilgan. Datchik induktiv chulg‘ami 6 bo‘lgan P-simon sterjendan iborat.
Suyuqlik yig‘gich idishdan nasos yordamida idish 1 ga uzatiladi va kapillyar 3 orqali oqib chiqadi. Kapillardan chiqadigan suyuqlikning sathi oqib chiqayotgan suyuqlikning sarfiga bog‘liq bo‘lgan reaktiv kuch hosil qiladi. Bu kuch kapillyar 3 ning erkin uchini siljishga majbur qiladi.
Tekshirilayotgan suyuqlikning va uning kapillyardan o‘tayotgan sarfi o‘zgaradi, buning natijasida reaktiv kuch ham o‘zgarib, kapillyarning erkin uchini siljitadi. Kapillyarning uchi bilan birga u bilan bikr qilib biriktirilgan qisqa tutashtirilgan chulg‘am 5 siljiydi.
O‘zgaruvchan tok bilan ta'minlangan induktiv chulg‘am 6 P-simon magnit o‘tkazgich sterjen va bu sterjenning erkin uchi orasidagi tirqish orqali o‘zgaruvchan magnit oqimi hosil qiladi. Sterjen 5 ning bitta yarim qismga qisqa tutashtirshtirilgan chulg‘am 4 kiydirilgan, u magnit kuch chiziqlarini berkitish xossasiga ega bo‘ladi, chunki bu halqaning siljishi natijasida sterjen 5 ning erkin uchlari orasidagi tirqish orqali magnit okimi o‘tadigan yuza o‘zgaradi. Natijada induktiv chulg‘am 6 hosil qiladigan magnit oqimi qisqa tutashtirilgan chulg‘amdan nariga o‘tmaydi, ya'ni berkilib qoladi. Bu yerda, induktivlik o‘zgaradi va uni ikkilamchi asbob qayd etadi. Shunday qilib, qovushoqlik o‘zgarganida ekran 4 bilan bikr, birikkan kapillyar sterjen 5 bo‘ylab siljiydi, buning natijasida ikkilamchi asbob qayd etadigan induktivlik o‘zgaradi. Toshkent davlat texnika universiteti professor-o‘qituvchilari yaratgan bu viskozimetrlar o‘lchash aniqligi va asbobning ishonchli ishlashini oshirishga imkon beradi.