建筑环境专业热工测量与自动控制复习2014 下载本文

系统的最低处应设水分离器;当被测介质有可能产生沉淀物析出时,在仪表前应安装沉降器,以便排出沉淀物。

24.简述建筑环境噪声的危害。

(1)对听觉器官的损害,可以使人的听力衰退。

(2)引发多种疾病,噪声作用于中枢神经系统,使大脑皮层的兴奋和抑制平衡失调,会引起神经系统、心血管系统、消化系统的疾病。 (3)对正常生活的影响,会干扰正常生活。

(4)降低劳动生产率,人在噪声刺激下,心情烦躁、注意力分散、易疲劳、反应迟钝,从而导致工作效率降低。

(5)能造成生物死亡,噪声超过一定分贝会直接造成生物死亡。 (6)损坏建筑物,噪声超过一定分贝会破坏建筑物。 25.用毕托管测量管道内空气流量,如何选择测量断面? (1)应选在气流平稳的直管段上;

(2)当设在弯头、三通等异形部件上游时,距这些部件的距离应大于2倍管道直径; (3)当设在弯头、三通等异形部件下游时,距这些部件的距离应为4~5倍管道直径;

(4)在测量动压时如发现任何一个测点出现零值或负值,表明气流不稳定、有涡流,该断面不宜作为测量断面。

(5)气流方向偏出风管中心线15°以上该断面不宜作为测量断面; (6)还要考虑测定操作的方便和安全。 六.综合题

1. 利用毕托管测量管道内流体流量时,为什么要布置测点?布置测点的方法有哪些?

由于流体的粘性作用,管道测量截面上各点的速度或压力的分布是不均匀的,为了测出管道截面上的流体的平均速度,通常将管道横截面分成若干个面积相等的部分,用毕托管测量每一部分中某一特征点的流体速度,并近似地认为,在每一部分中所有各点的速度都是相同的,且等于特征点的数值,然后按这些特征点的流速计算各相等部分面积上通过的流量,通过整个管道截面的流量即为这些部分面积流量之和。因此需要布置测点。

对于矩形管道,通常将管道截面划分成若干个面积相等的小矩形,小矩形每边长度为200mm左右,在小矩形的中心布置测定,即为特征点的位置。对于圆形管道,可采用中间矩形法、对数-线性法来 布置测点。

2. 热电偶为什么要进行冷端温度处理,常用的冷端温度处理的方法有哪些?

根据热电偶的测温原理,从EAB(T,T0)=f(T)-f(T0)的关系式可看出,热电偶回路所产生的热电势,只有在固定冷端温度T0时,热电偶输出电势才只是热端温度T的单值函数,在热电偶的分度表中或分度检定时,冷端温度都保持在0℃;在使用时,往往由于现场条件等原因,冷端温度不能维持在0℃,(T0≠0),使热电偶输出的电势值产生误差,因此需要对热电偶的冷端温度进行处理。 常用的冷端温度处理方法有:(1)补偿导线法:在一定温度内,采用与配用热电偶的热电特性相同的一对带有绝缘层的廉金属导线作为补偿导线,原冷端温度的变化不再影响读数。(2)计算修正法:当用补偿导线把热电偶的冷端延长到某一温度T0处(通常是环境温度),然后再对冷端温度进行修正。(3)冷端恒温法:把冷端引至恒温槽内保持冷端温度恒定。(4)补偿电桥法:在热电偶测温系统中串联一个不平衡电桥,此电桥输出的电压随热电偶冷端温度变化而变化,从而修正冷端温度波动引入的误差。

3.说明系统误差、随机误差和粗大误差的含义及如何判断测量数据中是否存在系统误差?

在多次等精度测量统一恒定量值时,误差的绝对值和符号保持不变,或当条件改变时按某种规律变化的误差,称为系统误差。如果系差的大小、符号不变而保持恒定,则称为恒定系差,否则称为变值系差。变值系差又可分为累进性系差、周期性系差和按复杂规律变化的系差。

随机误差又称偶然误差,是指对同一恒定量值进行多次等精度测量时,其绝对值和符号无规则变化的误差。就单次测量而言,随机误差没有规律,但当测量次数足够多时,其总体服从统计学规律,多数情况下接近正态分布。

在一定测量条件下,测得值明显地偏离实际值所形成的误差称为粗大误差,也称为疏失误差简称粗差。确认含有粗差的测得值称为坏值,应当剔除不用。 判断测量数据中存在系统误差的方法:

(1)理论分析法:凡属于测量方法或测量原理引入的系差,可以通过对测量方法的定性定量分析发现系差,甚至计算出系差的大小。

(2)校准和对比法:当怀疑测量结果可能会有系差时,可用准确度更高的测量仪器进行重复测量以发现系差。

(3)改变测量条件法:系差与测量条件有关,如果能改变测量条件,根据对分组数据的比较,有可能发现系差。

(4)剩余误差观察法:根据测量数据数列各个剩余误差的大小、符号的变化规律,以判断有无系差及系差的类型。

4. 目前常用的物位测量的主要方法有哪些,分别是如何实现物位测量的。

目前常用的物位测量的主要方法有:静压式物位检测,浮力式物位检测,电气式物位检测,声学式物位检测,射线式物位检测。

静压式物位检测:根据流体静力学原理检测物位。静止介质内某一点的静压力与介质上方自由空间压力之差,与该点上方的介质高度成正比,因此可利用差压来检测液位。

浮力式物位检测:利用漂浮于液面上浮子随液面变化的位置,或者沉浸在被测液体中的浮筒所受浮力与液面位置的关系来检测液位。

电气式物位检测:把敏感元件做成一定形状的电极置于被测介质中,根据电极之间的电气参数随物位变化的改变来对液位或料位进行检测。 声学式物位检测:利用超声波在介质中的传播速度及在不同相界面之间的反射特性来检测液位和料位。

射线式物位检测:放射性同位素所放出的射线穿过被测介质因其被吸收而强度减弱,吸收程度与物位有关。利用这种方法可实现物位的非接触检测。 5.叙述热电偶应用定则及应用。

均质导体定则:由同一种匀质导体(电子密度处处相同)组成的闭合回路,不论导体的截面、长度以及各处的温度分布如何,均不产生热电势。

中间导体定则:在热电偶回路中接入第三种导体,只要与第三种导体相连接的两端温度相同,接入第三种导体后,对热电偶回路中的总电势没有影响。 中间温度定则:热电偶在两接点温度为T,T0时热电势等于该热电偶在两接点温度分别为T,TN 和TN,T0时相应热电势的代数和。

应用均质导体定则可以用来检验热电偶丝的均匀性;应用中间导体定则可以在热电偶回路中引入各种仪表、连接导线等;应用中间温度定则可以得到测量端温度的大小。 6.在压力表的安装中选择取压口及导压管敷设应注意哪些问题?

选择取压口应注意:

(1)在管道和烟道上取压时,取压点要选在被测介质流动的直线管道上,不要选在管路的拐弯、分叉、死角或其他能形成漩涡的地方。

(2)测量流动介质的压力时,取压管与流动方向应该垂直,避免动压头的影响,同时要消除钻孔毛刺。

(3)在测量液体介质的管道上取压时,宜在水平及其以下450间取压,可使导压管内不积存气体;在测量气体介质的管道上取压时,宜在水平及以上450间取压,可使导压管内不积存液体。

导压管敷设应注意:

(1)导压管粗细长短合适,一般内径应为6~8mm,长度不大于50m。

(2)导压管敷设时,应保持1:10~1:20的坡度,以利于导压管内少量积存的液体和气体排出。测量液体介质时下坡,测量气体介质时上坡。

(3)如果被测介质易冷凝或冻结,必须加装伴热管后再进行保温。

(4)当测量液体压力时,在导压管系统的最高处应安装集气瓶;当测量气体压力时,在导压管系统的最低处应设水分离器;当被测介质有可能产生沉淀物析出时,在仪表前应安装沉降器,以便排出沉淀物。

(以下部分为了解内容,不要求掌握)

7.已知某空调系统管道内径为1000mm,风管壁厚2.0mm, 若将风管分为4个面积相等同心圆环,试

设计用毕托管测量风量时采用对数-线性法的测点布置方案。

测点至管道内壁的距离系数a ` 序号测点数 4 6 8 10 测点至管道内壁的距离系数a 1 0.043 0.032 0.021 0.019 2 0.293 0.135 0.117 0.076 3 0.710 0.321 0.184 0.153 4 0.957 0.679 0.345 0.217 5 0.865 0.655 0.361 6 0.968 0.861 0.639 7 0.883 0.783 8 0.979 0.847 9 0.924 10 0.981 (1)确定测量断面

将测量断面设在空调机组出口的风管上,沿气流方向,测点下游距离取为2D=2.0米,测点上游距离取为4D=4.0米。

(2)用对数-线性法确定测点数量及位置

将风管分为4个面积相等同心圆环,在环上的水平及垂直方向布置测点。各测点至管内壁距离li=aiD

各测点至管外壁距离Li=2+li mm 单位:mm

l1 21

单位:mm

l2 117 l3 184 l4 345 l5 655 l6 861 l7 883 l8 979 L1 L2 L3 L4 L5 L6 L7 L8

23 119 186 347 657 863 885 981

8.已知蒸汽压缩制冷系统蒸发器压力范围为0.2~0.6MPa,若采用弹簧管压力计检测其压力,使测

误差不大于被测压力的5%,试确定该表量程和精度等级。

解:依据选择压力仪表量程被测压力稳定时,最大工作压力不超过仪表满量程的3/4,最小工作压力不低于满量程的1/3:

则仪表量程A:A>0.6/(3/4)=0.8Mpa A<0.2/(1/3)=0.6Mpa

当被测压力变化较大,不能同时满足最大和最小工作压力要求时,选择仪表量程首先应满足最大工作压力要求,由此可确定:

选择仪表量程为0~1.0MPa。

仪表精度选择:要求实际被测量压力所容许最大绝对误差应小于仪表基本误差,故被测压力所容

许最大绝对误差:

?max??0.2*5%??0.01Mpa

?max??0.01/(1.0?0)*100%??1.0%

9.用平板直接法校准热流传感器,测定结果如下表,其中t1、t2分别为中心计量板一侧的热流传感

器的热面温度和冷面温度,t3、t4分别为中心计量板另一侧的热流传感器的热面温度和冷面温度, P=I2R,Q=P/(2F)。试求热流传感器系数。 t1/oC 52.65 t2/oC 50.8 t3/oC 52.70 t4/oC 50.8 P/W 3.25 Q/W/m2 E1/mV 3.061 E2/mV 3.125 500.5

?2当热流传感器相同时?1??2, ?1??2 q1/q2?(t1?t2)/(t3?t4) 2Q?q1?q2

q2?2Q/[1?(t1?t2)/(t3?t4)]

q1??1t1?t2?1 (1分)q2??2t3?t4

q1?2Q?q2 C2?q2/E2 C1?q1/E1

10.使用某水银玻璃棒温度计测量室温,共进行了16次等精度测量,测量结果为205.35、204.99、

205.68、205.29、206.70、205. 02、205.41、205.21、205.76、204.75、204.91、205.40、205.26、205.24、205.26、205.37℃。该温度计的检定书上指出该温度计具有0.05℃的恒定系统误差。请写出最后的测量结果。

N12345678910111213141516计算值xi205.35204.99205.68205.29206.70205.02205.41205.21205.76204.75204.91205.40205.26205.24205.26205.37xi'205.30204.94205.63205.24206.65204.97205.36205.16205.71204.70204.86205.35205.21205.19205.21205.32vi0.00-0.360.33-0.061.35-0.330.06-0.140.41-0.60-0.440.05-0.09-0.11-0.090.02∑vi=0vi20.00000.12960.10890.00361.8225坏值0.10890.00360.01960.16810.36000.19360.00250.00810.01210.00810.0004vi'0.09-0.270.420.03-0.240.15-0.050.50-0.51-0.350.140.00-0.020.000.11'∑vi=0(vi')20.00810.07290.17640.00090.05760.02250.00250.25000.26010.12250.01960.00000.00040.00000.0121 1. 判断是否存在粗大误差, 根据数据大小判断无粗大误差。

2. 修正恒定系统误差 测定数据修正了恒定系差后变为Xi′ 3. 求出算术平均值,205.30℃