Akademia Górniczo- Hutnicza

im. Stanisława Staszica w Krakowie

Wydział Wiertnictwa, Nafty i Gazu

Sprawozdanie z ćwiczeń laboratoryjnych

z gazownictwa

Wzorcowanie manometrów

Bartłomiej Kolasa

Andrzej Kwiecień

Dawid Krata

Damian Łabaj

Specjalność: Wiertnictwo i Geoinżynieria

Rok III

1. Cel ćwiczenia.

Celem ćwiczenia jest zapoznanie studentów z budową i zasadą działania laboratoryjnych manometrów obciążnikowo-tłokowych oraz z metodyką sprawdzania i wzorcowania manometrów sprężystych.

2. Część teoretyczna.

Manometry wzorcowe służą do sprawdzania manometrów kontrolnych i roboczych. Wyższą klasę manometru wzorcowego uzyskuje się jedynie przez zastosowanie wysokiej jakości materiałów na elementy prężne i staranne wykonanie wszystkich mechanizmów tego przyrządu. Manometry kontrolne i wzorcowe muszą posiadać metryki zawierające tabele odchyłek w cyfrowych punktach podziałki.

Sprawdzaniem manometru nazywa się czynność porównywania wskazań przyrządu pomiarowego z przyrządem wzorcowym, w celu skontrolowania tego przyrządu i ewentualnego wprowadzenia poprawek.

Wzorcowanie manometru polega na wyznaczaniu charakterystyki, czyli zależności wskazań przyrządu od rzeczywistej (wzorcowej) wartości ciśnienia lub zależności odchyłki wskazań przyrządu (w stosunku do przyrządu wzorcowego) od jego podziałki.

Cechowaniem określa się operację umieszczania na narzędziu pomiarowym oznaczeń stwierdzających jego zgodność z wymaganiami technicznymi, normami lub przepisami legalizującymi.

3 . Przyrządy pomiarowe.

Budowa przyrządu pomiarowego:

1. – układ pomiarowy,

2. – pompa oleju

3. – zbiornik wyrównawczy oleju

4. – gniazdo manometryczne

5. – gniazdo manometryczne

6. – zawór gniazda manometrycznego

4. Przebieg ćwiczenia.

A) Sprawdzanie manometru sprężystego:

Tok postępowania:

1. Odpowietrzyć manometr obciążnikowo – tłokowy;

2. Badany manometr sprężysty umieścić w gnieździe manometrycznym;

3. Odczytać wskazania manometru badanego dla zerowego ciśnienia wzorcowego;

4. Używając pokrętła pompy olejowej wytworzyć ciśnienie, które odczytujemy z obciążnika podstawowego oraz z obciążnika wartości ciśnienia;

5. Wykonać pomiary w całym zakresie manometru sprawdzanego dla ciśnienia rosnącego, a następnie malejącego, przy czym po uzyskaniu p_max utrzymać to ciśnienie przez 5 minut.

Manometr nie spełnia stawianych mu wymagań, jeżeli nie jest zachowany jeden z niżej wymienionych podpunktów:

- Różnica wskazań manometru badanego i wzorcowego w dowolnym miejscu skali jest większa od odchyłki wynikającej z klasy dokładności manometru badanego

Δp_a = Δp_max;

gdzie :

Δp_a = p₀ – p_w - różnica wskazań manometru badanego i wzorcowego;

P₀ – ciśnienie odczytane z manometru badanego;

P_w – ciśnienie wzorcowe (rzeczywiste);

Δp_max – błąd charakterystyczny (graniczny) manometru badanego wynikający z klasy

dokładności:

- Histereza pomiarowa tj. różnica wskazań odpowiadających tej samej poprawnej wartości ciśnienia , uzyskanej przy ciśnieniu wzrastającym i przy ciśnieniu malejącym , jest większa od błędu granicznego manometru badanego :

Δ_ph > Δp_max

gdzie :

Δ_ph = p_m – p_r - histereza pomiarowa,

p_m – ciśnienie odczytane z manometru badanego przy ciśnieniu malejącym;

p_r - ciśnienie odczytane z manometru badanego przy ciśnieniu wzrastającym;

B) Wyznaczenie klasy manometru sprężystego

Klasa manometru jest to liczba większa od maksymalnego błędu względnego obliczanego ze wzoru:

gdzie:

Δp_max – maksymalny błąd bezwzględny pomiaru, czyli maksymalna różnica wskazań manometru wzorcowego i badanego.

4. Wyniki pomiarów i obliczenia.

Wyniki pomiarów i obliczeń przedstawia tabela 1.

Lp	Ciśnienie odczytane z manometru wzorcowego [MPa]	Ciśnienie odczytane z manometru badanego podczas zwiększania ciśnienia P0 [Mpa]	Ciśnienie odczytane z manometru badanego podczas zmniejszania ciśnienia P0 [MPa]	Różnica wskazań manometru wzorcowego i badanego podczas zwiększania ciśnienia Δpa [MPa]	Różnica wskazań manometru wzorcowego i badanego podczas zmniejszania ciśnienia Δpa [MPa]	δmax [%]
1	0,1	0,3	0,4	0,20	0,25	6,00
2	0,2	1,5	1,4	0,25	0,27
3	0,3	2,6	2,5	0,25	0,26
4	0,4	3,6	3,7	0,24	0,27
5	0,5	4,8	4,8	0,24	0,26
6	0.6	5,7	5,8	0,25	0,28
7	0,7	6,8	6,8	0,26	0,20
8	0,8	7,7	7,8	0,27	0,28
9	0,9	8,8	9,0	0,27	0,28
10	1,0	9,8	9,8	0,27	0,28
11	1,5	13,9	13,8	0,28	0,29
12	2,0	20	19,9	0,29	0,31
13	2,5	25,2	28	0,30	0,31
14	3,0	30,2	30	0,30	0,31
15	3,5	35,2	35

Δp_max – błąd charakterystyczny (graniczny) manometru badanego wynikającego z klasy dokładności:

Wobec powyższych danych wyznaczamy maksymalny błąd względny wg zależności:

gdzie:

- Δp_max – maksymalny błąd bezwzględny pomiaru, czyli maksymalna różnica wskazań manometru wzorcowego i badanego:

5. Wnioski

Celem powyższego doświadczenia było wzorcowanie manometrów. Wyznaczaliśmy największą różnicę wskazań manometru wzorcowego i sprawdzanego, poprzez zwiększanie odpowiednio ciśnienia dokładając obciążenie, lub jego zmniejszaniu, poprzez odciążanie tłoka. Podczas sprawdzania manometru uzyskaliśmy największą różnicę ciśnień – maksymalny błąd Δp = 0,36 [MPa] przy maksymalnym obciążeniu tłoka. Obliczony dla tej różnicy błąd względny pomiaru wynosi δ = 6,00%. Uważamy, iż błąd ten jest całkiem duży, ale biorąc pod uwagę niską klasę przyrządu uznajemy błąd za niewielki.