Газоанализатор «орСа»

Для полного сгорания всякого топлива требуется определенное количество воздуха. Измерить непосредственно количество воздуха, поступающего в топку котла или цилиндры дизеля, довольно трудно.

Состав выпускных газов является одним из диагностических параметров, характеризующих техническое состояние ЦПГ, топливной аппаратуры и турбокомпрессора дизеля. С увеличением износа этих деталей содержание СО в газах возрастает, а содержание О₂.

Поэтому о количестве и, следовательно, качестве сжигания топлива судят косвенно – по анализу выпускных газов. Для этого пользуются специальными приборами – газоанализаторами.

На судах речного флота содержание углекислого газа СО₂, кислорода О₂ и окиси углерода СО в выпускных газах определяют ручным переносным газоанализатором «ОРСа» (рис. 14).

Рисунок 14 – Газоанализатор «ОРСа»

Он состоит из трех поглотительных сосудов для определения содержания (в %): 8 – СО₂; 9 – О₂ и 11 – СО. Каждый сосуд имеет два стеклянных цилиндра, соединенных с общей трубкой 4 кранами 3. Чтобы избежать попадания воздуха в сосуды 9 и 11, на их патрубки надеты резиновые чехлы 10 и 12.

Сосуды заполняют соответствующими реактивами:

• раствором едкого калия для поглощения углекислого газа;

• щелочным раствором пирагалловой кислоты для поглощения кислорода;

• аммиачным раствором хлористой меди для поглощения окиси углерода.

Проба газа очищается от механических примесей в фильтре 1. При взятии пробы газа пользуются колбой 5. Колба заполнена подкрашенной водой и резиновой трубкой соединена с измерительной бюреткой 7. В целях охлаждения бюретку помещают в стеклянный цилиндр 6, заполненный водой. Перед взятием пробы газа колбу 5 устанавливают так, чтобы уровень воды в бюретке 7 был на отметке «100», Затем при открытом трехходовом кране 2 перемещают колбу 5 вниз, заполняя бюретку 7 газом до отметки «О».

После этого кран 2 перекрывают и открывают кран 3 первого поглотительного сосуда. Поднимая и опуская несколько раз колбу 5, перегоняют газы в поглотительный сосуд. Для определения количества поглощенного СО₂ колбу с водой устанавливают так, чтобы уровень воды в ней и в бюретке совпал. Высота этого уровня, измеренная по шкале бюретки, показывает в процентах по объему количество поглощенного газа.

Точно так же определяют содержание О₂ и СО в оставшемся объеме газа. После взятия пробы газ с помощью резиновой груши 13 при поднятой колбе удаляют из прибора.

В связи с очень низкой стойкостью раствора для поглощения СО чаще всего с помощью газоанализатора «ОРСа» определяют только содержание СО₂ и O₂.

Содержание СО (%) в отходящих газах находят по формуле:

(1)

где – характеристика топлива, определяемая в зависимости от его элементарного состава.

Приборы для измерения давления

Приборы для измерения атмосферного давления называют барометрами, для измерения избыточного давления – манометрами и для измерения разрежения (вакуума) – вакуумметрами.

По принципу действия различают следующие приборы для измерения давления:

• жидкостные, измеряющие давление с помощью уравновешивающего столба жидкости, заливаемой в прибор;

• деформационные (механические), в которых используется зависимость деформации трубчатой пружины, мембраны или сильфона от действующего на них давления;

• электрические, основанные на изменении характеристик электрического тока (сопротивления, индуктивности, емкости) в цепи контроля в зависимости от положения мембраны или сильфона, находящихся под давлением контролируемой среды.

Жидкостные манометры. В системах индикации (измерения) и контроля параметров работы СЭУ используют U-образные и чашечные жидкостные манометры. Первые представляют собой U-образную стеклившую трубку 2 (рис. 15, а), укрепленную вертикально на доске со шкалой 1.

Рисунок 15 – Жидкостные манометры

Трубку обычно заполняют ртутью или подкрашенной водой. При давлении в трубке, равном атмосферному, жидкость в обоих ее коленах находится на одном уровне по закону сообщающихся сосудов. Если одно из колен трубки, например левое, соединить с измеряемой средой, имеющей давление больше атмосферного, то уровень жидкости в нем понизится, а в другом колене трубки соответственно повысится. Расстояние Н по вертикали между этими уровнями и определит значение измеряемой среды,

У манометров второго типа (рис. 15, б) вертикальная стеклянная трубка в нижней части соединена с широким металлическим сосудом (чашей) 3. Вследствие разности диаметров трубки и чаши незначительному снижению уровня жидкости в чаше соответствует значительный подъем уровня в трубке 2, что облегчает отсчет показаний по шкале 1.

Преимуществами жидкостных манометров являются сравнительно высокая точность измерения и постоянство показаний независимо от срока службы, так как они не имеют передаточных механизмов, изнашивание которых могло бы привести к погрешностям измерения.

Пределы измерений жидкостных манометров – от нескольких паскалей до 0,3МПа.

Деформационные манометры. В практике эксплуатации СЭУ широкое применение получили деформационные манометры с трубчатой пружиной (рис. 16).

Рисунок 16 – Деформационный манометр

Они представляют собой трубку 4 эллиптического сечения, соединенную через штуцер 7 с измеряемой средой. При повышении давления трубку «распирает» изнутри и она стремится выпрямиться, а при уменьшении давления – наоборот, сжаться. Под давлением среды свободный конец трубки, перемещаясь через тягу 5, зубчатый сектор 6 и шестерню 2 поворачивает стрелку 3 в ту или другую сторону.

Передаточное число сектора и шестерни подбирают так, чтобы при максимальной деформации трубки стрелка поворачивалась на 270°. Спиральная пружина 1, жестко соединенная одним концом с осью стрелки, а другим – с корпусом манометра, обеспечивает непрерывный контакт в сочленениях передаточного механизма, исключая влияние зазоров на показания прибора.

У манометров с трубчатой пружиной возможны засорения и изнашивание последней, особенно при усиленной вибрации и резких изменениях давления. Однако такие манометры отличаются сравнительно высокой точностью и применяются для измерения давления от 0,02МПа до 100МПа.

Трубчатые пружины для измерения давления до 15МПа изготовляют из латуни, а для измерения более высокого давления из стали.

Электрические манометры. В этих манометрах деформация мембраны, возникающая под давлением среды, преобразуется в электрические сигналы. Изменение характеристик электрического тока в цепи манометра фиксируется вольтметром или омметром, шкала которого градуирована в единицах давления.

В качестве электрических дистанционных манометров на судах наибольшее распространение получили манометры ЭДМУ (рис. 17).

Рисунок 17 – Дистанционный электрический манометр

Их используют в основном как дистанционные приборы и как сигнализаторы, извещающие о недопустимом повышении или понижении давления масла, воды и других жидкостей и газов.

Изменение давления среды воспринимает мембрана 4. Линейное перемещение мембраны через преобразователь 3 рычажного типа передается движку реостата 2. Реостат включен в схему равновесного моста магнитоэлектрического логометра. При изменении положения движка реостата нарушается равновесие мостовой схемы. Токи I₁ и I₂, проходя по двум неподвижным индуктивным катушкам, создают два противоположно направленных момента. Каждый из этих моментов стремится установить серповидный сердечник, изготовленный из ферромагнитного материала, чтобы середина его совпадала с центром соответствующей катушки. Но по мере приближения к такому положению вращающий момент, способствующий перемещению сердечника, уменьшается, а момент, противодействующий перемещению, увеличивается. При определенном положении сердечника вращающие моменты сравниваются и стрелка 1 амперметра, шкала которого градуирована в единицах давления, отклоняется на соответствующий угол.