Курсовые по энергетике
БН
Экология
Карта

Принцип действия потенциалометра.

(Компенсационный метод измерения)

Прибор состоит из трех смежных электрических контуров. Контур I образует измерительную цепь, в которую включены: источник постоянного тока Б, переменный резистор (реостат) Rр.т. для измерения величины тока, сравнительный резистор Rс, уравновешивающий резистор (реохорд) Rр и кнопка К. Контур II представляет собой цепь нормального элемента НЭ, а контур III – цепь термоэлектрического термометра Т. В контуры II и III поочередно включается посредством переключателя П гальванометр Г.

Включенный в схему нормальный гальванический элемент НЭ развивает при температуре 10оС строго постоянную ЭДС равную 1.0186В. Сравнительный резистор Rс изготавливается из манганина и имеет постоянное и точно известное сопротивление.

Измерение температуры с помощью потенциометра производится следующим образом. Устанавливая переключатель П в положение 1, замыкают цепь контура II нормального элемента. Затем нажатием на кнопку К замыкают цепь измерительного контура I и реостатом Rр.т. регулируют рабочий ток до тех пор, пока стрелка гальванометра Г не установится на нулевую отметку. Отсутствие тока в контуре II наступает в тот момент, когда э.д.с. нормального элемента Ес будет уравновешена обратным ей по знаку падением напряжения на сравнительном резисторе Rс (на участке ab). В этом случае рабочий ток I в измерительной цепи будет равен:

 (1)

После того как в измерительной цепи потенциометра установлен постоянный и точно известный ток I, размыкают кнопку К и переводят переключатель П в положение 2, в результате чего к измерительному контуру I подключается контур термоэлектрического термометра III.

Вновь замыкают кнопкой К измерительную цепь и при помощи скользящего по реохорду Rр движка «С» изменяют сопротивление Rр¢ участка реохорда «bc» до момента установки стрелки гальванометра на нулевую отметку. Указанное положение движка «С» характеризует состояние электрического равновесия, при котором ток в цепи термометра I отсутствует, так как измеряемая термо-э.д.с. ЕАВ (t, to) термометра компенсируется равным ей по величине и обратным по знаку падением напряжения на участке реохорда «bc». При полной компенсации термо-э.д.с. получим.

ЕАВ (t, to) =IRp¢  (2)

или, заменяя I по уравнению (1), будем иметь

ЕАВ (t, to)= Rp¢

Таким образом, определение развиваемой термоэлектрическим термометром термо-э.д.с. ЕАВ (t, to) сводится к измерению сопротивления Rр¢ так как э.д.с. нормально элемента Ес и сопротивление сравнительного резистора Rс имеют постоянные и известные значения. Следовательно, шкала потенциометра, нанесенная вдоль реохорда Rр, может быть проградуирована непосредственно в мВ.

Приложение 2

Уравновешенный измерительный мост

Мост состоит из 4 резисторов (плеч), образующих 2 параллельные ветви: acb и adb.

Два плеча моста R1 и R2 имеют постоянные и точно известные сопротивления. Третье плечо R3 состоит из градуированного переменного резистора (реохорда) и четвертое – из термометра сопротивления Rт и сопротивления 2 проводов соединительной линии Rл. В диагональ моста ab включен источник питания Б постоянного тока, а в диагональ cd – нулевой гальванометр Г и кнопка К.

При измерении температуры, перемещая движок «е» по риохорду R3 приводят мост в состояние равновесия, при которой ток Iо в диагонали «cd» будет равен нулю, на что укажет стрелка гальванометра. В этом случае потенциалы в вершинах моста «с» и «d» равны и ток I от источника питания разветвляется в вершине «а» моста на две части I1 и I2 вызывающие одинаковое падение напряжения на плечах R1 и R2 т.е.

I1R1 = I2R2

Поскольку падения напряжения на плечах моста R3 и RТ и RЛ также равны, имеем:

I3R3 = Iт(Rт + Rл)

Разделив нулевое равенство на второе, получим:

 (1)

При Iо = 0 имеем: I1=I3 и I2=Iт

Тогда уравнение примет вид:

 R1(RT+RЛ)=R2R3 (2)

Таким образом, при равновесии моста произведения сопротивлений противолежащих плеч равен.

Из уравнения (2) искомое сопротивление термометра равно:

 (3)

Для приведения моста в состояние равновесия более удобным является не изменение сопротивления его реохорда «R3», а изменение при помощи реохорды «Rр» отношение сопротивлений R2/R1. В этом случае исключается возможная погрешность измерения из-за меняющегося переходного сопротивления подвижного контакта “е” на переменном плече R3, так как этот контакт (а на реохорде Rр) переносится в диагональ моста «ab», т.е. в цепь источника питания, где изменение сопротивления контакта не оказывает влияния на точность измерений. В зависимости от положения движка «а» реохорда Rр сопротивление его частей суммируется: r1-еR1, r2-еR2. Тогда уравнение (3) получит вид:

 (3)

Для обоснования водородной безопасности необходимо рассматривать аварии, сопровождающиеся максимальными пиковыми и интегральными выбросами водорода в конфайнмент.
При проектных авариях не создаются условия для возникновения пароциркониевой реакции в активной зоне реактора. Внутрикорпусные источники водорода формируются за счет содержания растворенного водорода в теплоносителе 1 контура, разложения гидразина и аммиака в теплоносителе и радиолиза пара и воды в реакторе. Количество и темпы поступления водорода при этом незначительны.
Из запроектных аварий наибольшую опасность представляют тяжелые аварии с повреждением а.з., сопровождающиеся окислительными реакциями с цирконием и сталью с выделением водорода.
В соответствии с принятой международной практикой оценку последствий запроектных аварий рекомендуется проводить с использованием реалистического подхода и кодов улучшенной оценки. Исходные данные должны находиться в диапазонах реалистичных значений, а физические модели расчетных кодов должны соответствовать моделям, принятым в международной практике. При выполнении расчетного анализа тяжелых аварий необходимо не только учитывать большой спектр конкретных физических явлений, но и обеспечить взаимосогласованное моделирование теплогидравлических и физико-химических процессов в рамках сквозного моделирования всех стадий аварии.
Для адекватного моделирования этих явлений в настоящее время разработан российский интегральный код РАТЕГ/СВЕЧА/ГЕФЕСТ, включающий в себя:
o код РАТЕГ, предназначенный для моделирования полноконтурной
двухжидкостной теплогидравлики в РУ;
o программный пакет СВЕЧА [2], позволяющий на ранней фазе разрушения а.з.
детально описать динамику ее разогрева и изменения геометрии;
o код ГЕФЕСТ, предназначенный для самосогласованного моделирования
теплофизических явлений в кориуме и термомеханического поведения корпуса
реактора.
o Системный теплогидравлический код РАТЕГ предназначен для численного
моделирования нормальных и аварийных режимов работы ядерных энергетических
установок (ЯЭУ) и других теплогидравлических систем различного типа.


На главную