Дистанционные технологи обучения

С 6 апреля 2020 года весь состав Томского политехнического техникума, также как и многие другие образовательные учреждения города Томска и области, перешел на дистанционное обучение. Причины этого всем понятны и известны. Учеба в новом формате, в первое время не отработанном, вызвало у обучающихся определенные трудности, особенно по предметам, где в большом объеме превалирует расчетная часть.

Еще одна причина трудностей - это разный уровень знаний обучающихся, ведь у нас учатся ребята из разных регионов Западной и Восточной Сибири, Средней Азии, Кавказа.

В этой статье я приведу примеры моих пояснений по некоторым практическим заданиям. Поскольку я преподаватель спецдисциплин, то и задания включают  в себя весь спектр общеобразовательных и технических дисциплин.

Задание 1

Укажите для прибора, представленного на рисунке:

1. Градуировку шкалы

2. Диапазон шкалы прибора

3. Цену деления шкалы

4. Диапазон измерений

5. Как называется шкала приборов, используемых для измерений как положительных, так и отрицательных температур?

Рисунок 1. Манометр

Пояснения к заданию:

1. Градуировка шкалы. Выполнить поиск информации в сети Интернет по вопросу «Что такое градуировка?». По результатам поиска, учитывая шкалу манометра (рисунок 1),  указать единицу градуировки шкалы приведенного прибора.

2. Диапазон шкалы прибора манометра. По изображению манометра записать нижний и верхний пределы измерения прибора. Можно воспользоваться справочной системой Интернета, задав вопрос «Что такое диапазон шкалы измерительного прибора?». Аналогично, воспользоваться поисковой системой Интернета для выполнения остальных пунктов данного задания.

3 и 4. Подобным образом определить цену деления шкалы манометра и диапазон измерений данного прибора.

5. Выполнить поиск в Интернете по вопросу «Как называется шкала приборов, используемых для измерений как положительных, так и отрицательных температур?». Записать ответ.

Задание 2

Выполнить те же самые действия для измерительных приборов, представленных на рисунке 2.

Рисунок 2. Измерительные приборы

Задание 3

«Определение погрешности в показаниях приборов»

Воспользуйтесь рисунками 1 и 2.

Определите:

1. Абсолютную погрешность измерений приборов;

2. Относительную погрешность измерений;

3. Относительную приведенную погрешность измерений;

4. Максимально допустимую погрешность измерений.

При выполнении данного задания, воспользуйтесь формулами из ваших конспектов, с записанными вами пояснениями к ним.

δ=∆хд×100  =         γ=∆N×100; =           K=γ =          N=xmax-xmin; =

∆max=K∙N100; =

Задание 4

Первичная обработка информации в УВМ. Определение разрядности представления информации

Определить необходимую разрядность АЦП (рисунок 3) (аналого-цифрового преобразователя).

Относительная погрешность измерения: Δ = 0,1℃200℃ =

Относительная величина шага квантования по уровню в АЦП: Δ_кв = 12r-1  =

где r - разрядность АЦП.

Определяем сигнал x₂ на выходе нормирующего усилителя: x₂= (x2max-x2min⁡)×C*Cmax*+x2min =

где: Cmax*=2r-1 =

Определяем сигнал x1  на выходе датчика:   x1= x2-x2minKну =

Рисунок 3. Схема информационно-измерительного канала (ИИК)

Пояснения к заданию: x - измеряемый параметр; e - помеха; Z - вектор влияющих величин;

χ₁ - сигнал на выходе датчика; x₂ - сигнал на выходе нормирующего преобразователя (усилителя); c* = 2925 - код на выходе АЦП; x_М – «машинное» значение параметра; разрядность АЦП – r = 12.

Коэффициент передачи нормирующего усилителя Кну = 0,204 В/мВ.

Диапазон изменения выходного сигнала нормирующего усилителя: x_2max = 10 В;

x_2min = 0 В;

Измеряется температура в диапазоне 0 – 200℃ с точностью до 0.1℃.

Задание 5

Подобрать насосное оборудование для ВЗУ  (скважинный погружной насос и насос для подачи исходной воды на резервуар водоподготовки).   (Таблица 1). При подборе насосов учитывайте стоимость насоса, то есть экономический фактор.

Для заполнения водой резервуара пожаротушения требуется спроектировать ВЗУ (водозаборный узел).

Водозаборный узел (ВЗУ) – включает: скважину, резервуар исходной воды (РИВ), резервуар водоподготовки и насос подачи исходной воды на резервуар водоподготовки

Исходные данные:

Скважина находится на расстоянии 20 метров от резервуара РИВ.

Диаметр резервуара РИВ D = 2 м, высота от поверхности земли до верхнего уровня воды в резервуаре РИВ H = 5 м. Статический уровень скважины - 5 м. Понижение уровня S в скважине при работе насоса составляет 2 м. Материал труб – сталь D = 30 мм.

Величина местных потерь: два отвода (колена) - 0,25м.

Расстояние от резервуара РИВ до резервуара водоподготовки 15 метров. Размеры резервуара водоподготовки; длина 8 м; ширина 3 м; высота 2,5 м.

Исходя из подобранных насосов, определить время заполнения обоих резервуаров из расчета, что они пусты.

При решении этой задачи воспользуйтесь конспектом, материалами интернета и справочников.

Таблица 1

Пояснения:

1. Диаметр резервуара РИВ D = 2 м, высота от поверхности земли до верхнего уровня воды в резервуаре РИВ H = 5 м.

Выполнить поиск в Интернете по вопросу – «Как рассчитать объем цилиндра?».  Переписать формулу, подставить цифровые значения (они указаны выше), взять калькулятор, умножить, делить и записать ответ в системе СИ. В ответе указать единицу измерения. Что это за система «СИ» уточнить при необходимости в поисковой системе Интернета.

2. Размеры резервуара водоподготовки; длина 8 м; ширина 3 м; высота 2,5 м.

Выполнить поиск в Интернете по вопросу – «Как рассчитать объем параллелепипида»? Переписать  формулу, подставить цифровые значения (они указаны выше). Далее выполнить те же действия, что описаны в пункте 1.

3. Теперь нужно определить величину потерь напора от скважины до резервуара РИВ.

Методика расчета рассматривается во многих учебниках, можно взять рекомендованный мною и скачанный вашей группой с моего компьютера учебник  Лепешкин А.В. Гидравлические и пневматические системы: учебник для СПО – М: Издательский центр «Академия», 2013 г. 336с. Этот учебник имеется также в свободном доступе в интернете.

Можно облегчить задачу. Взять более простое учебное пособие Т.П. Трояна «Задачи и примеры расчетов по гидростатике и гидродинамике», которое я прилагаю к этому задания в «Дневнике РУ», и ссылки на это учебное пособие я буду делать далее.

Переписываем формулу 3.24 со страницы 55.

Подъём жидкости на геометрическую высоту Hг определить не сложно.

Высота от поверхности земли до верхнего уровня воды в резервуаре РИВ H = 5 м. Статический уровень скважины - 5 м. Понижение уровня S в скважине при работе насоса составляет 2. м. Преодолением разности давлений на поверхности жидкости в резервуарах пренебрегаем.

Далее рассчитать преодоление гидравлических сопротивлений во всасывающем и нагнетательном трубопроводах. Величина местных потерь у нас указана в задании. Остаются потери давления по длине трубопроводов.

Воспользуйся формулой 3.19 на странице 50.

Далее на странице 51 приводятся множество формул для определения безразмерного коэффициента гидравлического трения (коэффициента Дарси). Обычно, в предварительных расчетах пользуются формулой Г. Блазиуса.

Чтобы воспользоваться формулой Блазиуса нужно определить число Рейнольдса Rе= ϑ∙Dν;

где ν – коэффициент кинематической вязкости (для воды он 10-6 м²/с).

Длина всасывающего и напорного трубопровода, а также диаметры этих трубопроводов указаны в задании.

Остается определить скорость движения воды. Можно воспользоваться формулой Н. Н. Абрамова 3.33 на странице 57.

Рассчитываем величину потерь напора от скважины до резервуара РИВ.

Рассчитываем потребный напор насоса Hн.

Так как время заполнения резервуара водоподготовки в задании не оговорено выбираем самый дешевый консольный насос для подачи исходной воды на резервуар водоподготовки, соответствующий необходимому полученному расчетом напору.

Рассчитываем время заполнения водой резервуара водоподготовки по формуле 3.2 страница 47. Перерывы на заполнение резервуара РИВ не учитываем.

 Не забудем перевести параметры выбранных насосов в систему «СИ».