Стандартні діафрагми та сопла. Розрахунок діафрагм та сопел Обчислюємо значення допоміжної величини A

Правильне використання об'єктива, яким оснащена ваша фотокамера, має набагато більший вплив на різкість зображення, що отримується, ніж вибір власне об'єктива. Не має сенсу шукати найкращий об'єктив. Його просто нема. Один із найважливіших параметрів при зйомці – це діафрагма. Саме вона найбільше впливає якість зображення. Різниця між знімками, зробленими з різною діафрагмою одним і тим самим об'єктивом, буде набагато помітніша, ніж різниця між знятими з одним і тим же її значенням, але різними об'єктивами.

Діафрагма F10, швидкість затвора 1/400, ISO 64

Діафрагма F5, швидкість затвора 1/400, ISO 64

Що таке аберація

Як було сказано, ідеального об'єктиву просто немає. Закони фізики ніхто не скасовував і ніколи не скасовує. А вони не дозволяють світловому променю слідувати саме тим шляхом, який йому розрахували оптики в межах якоїсь ідеальної оптичної системи. Саме це веде до (сферичних, хроматичних та ін.). І інженери, котрі розробляють об'єктиви, не можуть це виправити. У центрі лінза ідеальна. Але ближче до країв вона тією чи іншою мірою спотворює світло. Чим ближче до краю лінзи - тим більше світло розсіюється і заломлюється.

При повністю відкритій діафрагмі на плівку або матрицю цифрового апарата потрапляє світло, яке зібране з усієї поверхні лінзи. І тут всі аберації об'єктива виявляються дуже наочно. Коли прикриваємо отвір діафрагми, частина світлового потоку, що проходить через краї всіх лінз об'єктива, відсікається. Таким чином, у формуванні зображення бере участь лише центр лінз, вільний від спотворень.

Все здається досить простим. Чим менший отвір діафрагми, тим, таким чином, вища різкість зображення. Але це не так. При зйомці на найменших діафрагмах на нас чекає несподівана велика неприємність.

У міру зменшення отвору діафрагми все більша частина світлових променів, які проходять через цей отвір, стосується країв і трохи відхиляються від свого основного шляху. Вони ніби огинають краї. Це називається дифракція. При дифракції кожна точка об'єкта, що знімається, навіть якщо вона знаходиться чітко у фокусі, на матрицю проектується не як точка, а як невелика розмита пляма, яку прийнято називати диском Ейрі. І розміри цього диска тим більше, чим менше отвір діафрагми. І коли діаметр диска Ейрі перевищує розміри окремого фотодіода на матриці, то різкість зображення стає дуже помітною. І що менше ми робимо отвір діафрагми, то більше посилюється дифракція.

Роздільна здатність сучасних об'єктивів настільки висока, що навіть легке розмиття зображення, викликане дифракцією, помітно вже на діафрагмі 11 і менше. А компактні камери, у яких сенсори зовсім крихітні, не дозволяють в принципі використовувати діафрагму менше 8. При цьому малий розмір діодів матриці роблять дифракцію дуже помітною.

Має значення та фокусну відстань об'єктива. Потрібно пам'ятати, що таке діафрагмова кількість. Це відношення діаметра отвору діафрагми до фокусної відстані об'єктива. Простіше кажучи, при тому самому значенні діафрагми фізичний розмір отвору в різних об'єктивах дуже різний. Фізичний розмір діафрагмового отвору тим більший, чим більша фокусна відстань об'єктива. Звідси висновок: в об'єктивах з різною фокусною відстанню при тому самому значенні діафрагми дифракція проявляється в різного ступеня. Наприклад, при діафрагмі 22 на ширококутному об'єктиві вона дуже помітна, а у диннофокусника - цілком терпима.

Зона найкращого сприйняття

Найкраще значення діафрагми для кожного об'єктива індивідуальне. Зазвичай це 5,6 – 11, або близько цього. Все залежить від моделі об'єктива. Спробуйте відкрити ширшу діафрагму - оптичні спотворення будуть помітні більшою мірою. А якщо прикрити діафрагму вже - дифракція почне розмивати зображення. На маленьких отворах діафрагми, наприклад, на 11 – 16, майже всі об'єктиви «малюють» однаково. Але на широких отворах у різних об'єктивів якість зображення дуже різниться. Чим об'єктив кращий, тим краще і картинка, «намальована» їм при відкритій діафрагмі.

Правильний підбір діафрагми - це певний баланс між загальною різкістю і глибиною простору, що різко зображається. Тут теоретичні міркування та рекомендації навряд чи допоможуть. В цьому випадку потрібно довіритися своєму досвіду, чіткому розумінню поставленого завдання, і, зрештою, своєму мистецькому чуття, смаку. Проте деякі рекомендації зайвими не будуть.

Як правильно вибрати діафрагму

• Визначте діафрагму, при якій об'єктив вашої камери даватиме зображення з найкращою різкістю, і, по можливості, завжди використовуйте саме її.
• Якщо зйомка відбувається при недостатньому освітленні, або ви хочете виділити щось у кадрі за допомогою малої глибини різкості, то діафрагму можна збільшити. Але без особливої ​​потреби не відкривайте її повністю.
• Якщо така потреба виникла, діафрагму потрібно сміливо відкрити. Особливо перейматися цим повідком не варто. Діафрагма – не найголовніше, що впливає на різкість фотографій. Не забувайте про «ворушку». Вона псує «картинку» набагато сильніше за будь-які аберації.
• Якщо за вашим задумом на знімку потрібна велика глибина різкості, діафрагму потрібно прикрити. Але не більше ніж до 11 у ширококутників та 16 у довгофокусних об'єктивів.
• Якщо вам таки не вистачає, то можна знімати ширококутниками на 16 і довгофокусниками на 22. Але не більше. В іншому випадку помітно впаде загальна різкість зображення.

Ось, власне, і вся нехитра наука. Тепер ви, знаючи про слабкі сторони вашої апаратури, зможете уникати тих ситуацій, коли вони виявляються. І пора вичавити з вашого дітища всі соки.

РОЗРАХУНКУ ДІАФРАГМИ ДЛЯ ВИМІРЮВАННЯ ВИТРАТИ СУХОГО ГАЗУ І ПАРУ;

РОЗРАХУНКУ ДІАФРАГМИ ДЛЯ ВИМІРЮВАННЯ ВОЛОГОГО ГАЗУ;

РОЗРАХУНКУ ДІАФРАГМИ ДЛЯ ВИМІРЮВАННЯ ВИТРАТИ РІДИНИ;

РОЗРАХУНКУ РЕГУЛЮЮЧОГО ОРГАНУ;

ВИБОРУ ВИКОНАВЧОГО МЕХАНІЗМУ.

ДО КУРСОВОГО ПРОЕКТУ З СПЕЦДИСЦИПЛІНИ

«МОНТАЖ, НАЛАДКА І ЕКСПЛУАТАЦІЯ САУ»

Для студентів спеціальності 220301. Автоматизація технологічних

Процесів та виробництв (за галузями)

Липецьк 2010 р.

ЗБІРНИК МЕТОДИК ДО КУРСОВОГО ПРОЕКТУ З ДИСЦИПЛІНИ

«Монтаж, налагодження та експлуатація САУ»

Збірник методик призначений для студентів 4 курсу очної форми навчання за спеціальністю 220301. Автоматизація технологічних процесівта виробництв (за галузями).

Укладач: Полякова Т. Ф. – викладач спец. дисциплін

Рецензент: _______ Курликін А. Ф. Заст. начальника цеху КВП та А ВАТ «НЛМК»

Схвалено методичною радою Липецького металургійного коледжу та рекомендовано до застосування для студентів як методичні вказівки щодо розробки курсового проекту за спец. дисципліни «Монтаж, налагодження та експлуатація САУ».

Вступ

Дисципліна «Монтаж, налагодження та експлуатація САУ» є однією з базових під час навчання на спеціальності 220301 (2101) «Автоматизація технологічних процесів та виробництв»). Вивчаючи її, студент повинен знати основні компоненти САР принцип роботи всіх компонентів та структуру взаємозв'язку між усіма компонентами. Для якісного закріплення матеріалу, що вивчається, та набуття практичних навичок передбачається виконання індивідуального курсового проекту.

Кінцевою метою курсового проекту є побудова САР витрат речовини, реалізовану на конкретній елементній базі та спрямовану на виконання певних завдань, що визначається завданням на курсове проектування та індивідуальним додатковим завданням. Крім розрахунків, у курсовому проекті обов'язковим є розробка Схеми автоматизації та Схеми принципової електричної (Пневматичної), технологічне програмування САР. Курсовий проектвиконується індивідуально на підставі лекційного, довідкового та іншого додаткового матеріалів. Курсовий проект розрахований на 30 годин. Під час виконання проекту передбачається 20 годин консультацій. Для оцінки успішності студентів виконання роботи розбивається на етапи, де кожен етап є логічно завершеним завданням:

перший етап – виконання розрахункових завдань;

другий етап - розробка Схеми автоматизації;

третій етап - розробка Схеми принципової електричної (Пневматичної);

четвертий етап – розробка технологічного програмування САР витрат речовини.

Методика розрахунку діафрагми для вимірювання витрати сухого газу та пари.

(згідно з Правилами РД 50-213-80)

Таблиця 1.1 - Необхідні вихідні дані

Матеріал діафрагми

Тип дифманометра

Примітка 1. Сума молярних концентрацій усіх компонентів газової суміші повинна дорівнювати 1.

Примітка 2. Абсолютна шорсткість трубопроводу залежить від матеріалу та стану внутрішньої поверхні трубопроводу. За відсутності даних можна прийняти значення абсолютної шорсткості згідно з (Додатком А п. 1).

Примітка 3. Замість допустимої втрати тиску за максимальної витрати (таблиця 1.1 «Необхідні вихідні дані») може бути заданий граничний номінальний перепад тиску дифманометра ΔР н. Значення ΔР н вибираються з низки чисел, встановлених стандартом, згідно з виразом:

Діафрагма фотоапарата є одним із трьох факторів, що впливають на експозицію. Тому розуміння дії діафрагми – це обов'язкова умова для того, щоб робити глибокі та виразні, правильно експоновані фотографії. Є як позитивні, так і негативні сторони використання різних діафрагм, і цей урок навчить вас, що вони є і коли які слід використовувати.

Крок 1 – Що таке діафрагма фотоапарата?

Кращий спосібзрозуміти, що таке діафрагма - уявити її як зіницю ока. Чим ширше відкрита зіниця, тим більше світла потрапляє на сітківку.

Експозицію складають три параметри: діафрагма, витримка та ISO. Діаметр діафрагми регулює кількість світла, що надходить до матриці, залежно від ситуації. Є різні творчі варіанти використання діафрагми, але коли йдеться про світло, важливо запам'ятати, що ширші отвори пропускають більше світла, а вужчі менше.

Крок 2 - Як визначається та змінюється діафрагма?

Діафрагма визначається з допомогою так званої шкали діафрагм. На дисплеї камери ви можете побачити F/число. Число означає, наскільки широка діафрагма, що, своєю чергою, визначає експозицію та глибину різкості. Чим менше числотим ширше отвір. Це може спочатку викликати плутанину - чому мале число відповідає більшій світлосилі? Відповідь проста і лежить у площині математики, але спочатку ви повинні дізнатися, що таке діафрагмовий ряд чи стандартна шкала діафрагм.

Діафрагмовий ряд:f/1.4,f/2,f/2.8,f/4,f/5.6,f/8,f/11,f/16,f/22

Головне, що потрібно знати про ці числа - те, що між цими значеннями один ступінь експозиції, тобто при переході від меншого значення до більшого в об'єктив потраплятиме вдвічі менше світла. У сучасних камерах є також проміжні значення діафрагми, що дозволяють більш точно налаштувати експозицію. Крок налаштування в цьому випадку дорівнює ½ або 1/3 ступеня. Наприклад, між значеннями f/2.8 та f/4 будуть лежати значення f/3.2 та f/3.5.

Тепер про складніші речі. Точніше у тому, чому кількість світла між основними значеннями діафрагми різниться вдвічі.

Це походить з математичних формул. Наприклад, ми маємо об'єктив 50 мм із діафрагмою 2. Щоб знайти діаметр діафрагми, ми повинні розділити 50 на 2. Вийде 25 мм. Радіус дорівнюватиме 12,5 мм. Формула для площі S = П х R 2 .

Ось кілька прикладів:

50 мм об'єктив із діафрагмою f/2 = 25 мм. Радіус виходить 12,5 мм. Площа згідно з формулою дорівнює 490 мм 2 . Тепер порахуємо для діафрагми f/2.8. Діаметр діафрагми дорівнює 17,9 мм, радіус 8,95 мм, площа отвору 251,6 мм2.

Якщо поділити 490 на 251, то вийде не рівно два, але це тільки тому, що діафрагмові числа округлені до першого десяткового знака. Насправді рівність буде точною.

Ось так реально виглядають співвідношення отворів діафрагми.

Крок 3 – Як діафрагма впливає на експозицію?

Зі зміною розміру діафрагми змінюється експозиція. Чим ширша діафрагма, тим сильніше експонується матриця, тим світліше зображення виходить. Найкращий спосіб продемонструвати це – показати серію фотографій, де змінюється лише діафрагма, а решта параметрів незмінна.

Всі зображення нижче були зроблені на ISO 200, витримка 1/400 с, без спалаху, а змінювалася лише діафрагма. Значення діафрагми: f/2, f/2.8, f/4, f/5.6, f/8, f/11, f/16, f/22.

Проте, основна властивість діафрагми - це управління експозицією, а зміна глибини різкості.

Крок 4 – Ефект глибини різкості

Глибина різкості - сама собою велика тема. Щоб розкрити її, потрібно кілька десятків сторінок, але зараз ми її розглянемо дуже коротко. Йдеться про відстань, яка буде передаватися різко спереду та ззаду об'єкта зйомки.

Все, що вам дійсно потрібно знати, з точки зору взаємозв'язку діафрагми та глибини різкості, це те, що чим ширше діафрагма (f/1.4) тим менша глибина різкості, а чим вже діафрагма (f/22), тим поле різкості більше. Перш ніж я покажу вам вибір фотографій, зроблених з різною діафрагмою, подивіться на діаграму нижче. Вона допомагає зрозуміти чому це відбувається. Якщо ви не розумієте точно, як саме це працює, нічого страшного, поки вам важливо знати про сам ефект.

На нижньому малюнку представлено фото, зроблене діафрагмі f/1.4. На ньому яскраво виражений ефект ГРІП (Глибини простору, що різко зображається)

Нарешті підбірка фотографій, зроблених у пріоритеті діафрагми, таким чином експозиція залишається постійною, а змінюється лише діафрагма. Діафрагмовий ряд такий самий, як у попередньому слайд-шоу. Зверніть увагу, як змінюється глибина різкості зміни діафрагми.

Крок 5 – Як використовувати різні діафрагми?

Насамперед слід пам'ятати, що немає правил у фотографії, є рекомендації, у тому числі коли справа доходить до вибору діафрагми. Все залежить від того, чи ви хочете застосувати художній прийом або максимально точно відобразити сцену. Щоб легше приймати рішення, наводжу кілька найбільш вживаних значень діафрагми.

f/1.4: чудово для зйомки в умовах низького освітлення, але будьте обережні, при такому значенні дуже маленька ГРІП. Найкраще застосовувати для невеликих об'єктів або для створення ефекту м'якого фокусу

f/2: Використання те саме, але об'єктив з такою діафрагмою може коштувати одну третину від об'єктиву з діафрагмою 1,4

f/2.8: Також добре застосовувати в умовах низького освітлення. Найкраще застосовується для зйомки портретів, тому що глибина різкості більша і в неї потрапить все обличчя, а не лише очі. Хороші зум-об'єктиви зазвичай мають значення діафрагми.

f/4: Це мінімальна діафрагма, яка використовується для зйомки людини при достатньому освітленні. Діафрагма може обмежувати роботу автофокусу, тому ви ризикуєте промахнутися на відкритій діафрагмі.

f/5.6: Добре використовувати для фотографії 2-х осіб, але для низького освітлення краще використовувати підсвічування спалахом.

f/8: Використовується для великих груп, тому що гарантує достатню глибину різкості.

f/11: На цьому значенні більшість об'єктивів мають максимальну різкість, так що це добре для портретів.

f/16: Хороше значення під час зйомки на яскравому сонячному світлі. Велика глибина різкості.

f/22: Підходить для зйомки пейзажів, де не потрібно уваги до деталей на передньому плані.

Призначення виробу

Діафрагму для пожежних кранів ДУ65 використовують для обмеження тиску між самим пожежним краном та сполучною головкою.

Відповідно до витримки зі СНіП 2.04.01-85*«Внутрішній водопровід та каналізація будівель» при напорах у пожежних кранів понад 40 м між пожежним краном та сполучною головкою слід передбачати встановлення діафрагм, що знижують надлишковий напір. Допускається встановлювати діафрагми з однаковим діаметром отворів на 3-4 поверхи будівлі.

Діафрагма для пожежних кранів ДУ65 виконується з нержавіючої сталі, згідно з чинним ГОСТом, товщиною 3 мм . Вона є шайбою з отвором в центрі. Залежно від тиску у трубопроводі застосовують діафрагми з отвором різного діаметра. Діафрагма застосовується у випадках, коли необхідно зменшити тиск на пожежні рукави. Діафрагма встановлюється на виході пожежного крана безпосередньо між краном та сполучною головкою. Діафрагма служить зниження надлишкового тиску в системах пожежного водопроводу. Встановивши діафрагми для зниження надлишкового тиску, регулюється тиск води у пожежних кранів на всіх поверхах будівлі. Таким чином, у разі пожежі, при одночасному відкритті пожежних кранів на різних поверхах, тиск води скрізь буде однаковим.

Доцільно застосовувати діафрагму при довжині рукава понад 40 метрів. Внутрішній діаметр отвору виконується від 10 мм до 40 мм із кроком 0,5 мм.

Якщо сполучна головка на виході буде муфтова ГМ65, діафрагма кладеться всередину головки, головка накручується на кран і затискає діафрагму:

Якщо сполучна головка на виході буде цапкова ГЦ65, діафрагма кладеться всередину головки і фіксується кільцем, після чого головка закручується в кран:

Визначення потрібного діаметра діафрагми

Діафрагми відрізняються:

• внутрішнім діаметром отвору;
• зовнішнім діаметром.

Внутрішній діаметр діафрагми для пожежного крана визначається за СНіП 2.04.01-85* «Внутрішній водопровід та каналізація будівель» за номограмою:

1) Ставимо точку 1 на осі Нср (у метрів надлишкового напору);

2) Ставимо точку 2 на осі q, л/с (шкала необхідного тиску води);

3) Проводимо лінію з точки 1 до точки 2;

4) Знаходимо точку перетину лінії з центральною віссю, значення мм і буде діаметром внутрішнього отвору діафрагми:

• Якщо діафрагма йде для пожежного крана ДУ50, беремо значення з лівого боку центральної осі (округлюється до кроку 0,5 мм).
• Якщо діафрагма йде для пожежного крана ДУ65, беремо значення з правої стороницентральної осі (округлюється до кроку 0,5мм).

Зовнішній діаметр діафрагми залежить від двох факторів :

1) Діафрагма йде під пожежний кран ДУ50 чи ДУ65.

2) Вихід пожежного крана має внутрішнє чи зовнішнє різьблення, тобто. сполучна головка на виході буде цапкова (ГЦ) або муфтова (ГМ) відповідно.

Якщо вихід пожежного крана має зовнішнє різьблення, тобто. сполучна головка на виході буде муфтова ГМ50/ГМ65, будуть наступні варіанти:

• Для кранів ДУ50 – зовнішній діаметр діафрагми буде 56 мм.
• Для кранів ДУ65 – зовнішній діаметр діафрагми буде 72 мм.

Якщо вихід пожежного крана має внутрішнє різьблення, тобто. сполучна головка на виході буде цапкова ГЦ50/ГЦ65, то зовнішній діаметр діафрагми визначається внутрішнім діаметром цапкової головки ГЦ:

• Для кранів ДУ50 зовнішній діаметр діафрагми буде від 43 мм до 48 мм.
• Для кранів ДУ65 – зовнішній діаметр діафрагми буде від 63 мм до 68 мм.

* Цей діаметр відрізняється залежно від заводу-виробника. Для того щоб не було помилки, обов'язково виміряйте діаметр саме Вашої гайки.

Компанія «АЛАРМ 01» виготовить:

• будь-який внутрішній діаметрдіафрагми за бажанням замовника, залежно від необхідного тиску;
• будь-який зовнішній діаметр діафрагми.

Насоси К 20/18а створюють напір у мережах, що перевищує максимально допустимий

45 м п.6.7 на 5 м, насоси К 45/30 - 20 м.

Для зниження гідростатичного натиску у пожежних кранів на 1-7 поверхах передбачаємо встановлення діафрагм.

Пожежні крани на 1-му поверсі розташовані на висоті 2,35 м від поверхні землі, а кожен вищерозташований на 2,8 м вище нижчерозташованого. Величини надлишкового гідростатичного напору у пожежних кранів дорівнюють різниці величини перевищення напору в мережі та геометричній висоти розташування кранів. Діаметр отвору діафрагм визначаємо по номограмі характеристик. 5 . Діафрагми встановлюють між сполучними головками та пожежними кранами.

Результати розрахунку наведено у таблиці 9.

Для зниження надлишкового гідростатичного натиску в мережі гарячого водопроводу біля водорозбірних приладів на 1–7 поверхах, відповідно до рекомендацій п.10.9, передбачаємо встановлення регуляторів тиску КФРД-10-2,0 на підводках у квартири. Тиск після регулятора дорівнює 0,05 МПа (5 м).

5. Розрахунок та проектування каналізації

При проектуванні внутрішньої каналізації будівель керуються вимогами. У житловому будинку проектуємо господарсько-побутову каналізацію для відведення стічних вод від мийок, умивальників, ванн, унітазів, встановлених на кухнях та у ванних кімнатах. Діаметри відвідних труб від санітарних приладів призначаються щонайменше наведених у додатку 2 . Труби прокладаємо з нахилом 0,03 при діаметрі умовного проходу

50 мм та 0,02 при 100 мм. Діаметр стояка призначаємо не менше найбільшого діаметра відвідних труб, що приєднуються до нього, і перевіряємо на пропуск розрахункової витрати п.18.5.

Максимальна секундна витрата стічних вод q s , л/с визначається згідно з п.3.5 за формулами

а) при загальних максимальних секундних витратах води в будівлі або споруді q tot  8 л/с

б) при q tot 8 л/с

л/с.

Величину - Витрати стоків від санітарно-технічного приладу, л/с, приймають згідно з додатком 2 . Як розрахунковий приймається прилад з найбільшим водовідведенням.

Діаметр випуску відповідно до п. 17.29 призначаємо не менше найбільшого діаметра стояків, що приєднуються до нього.

Для проектованого житлового будинку передбачаємо влаштування внутрішньої каналізаційної мережі (відвідні труби та стояки), а також ділянок, що прокладаються в підвалі, та випусків з поліетиленових труб низького тиску ПНД за ГОСТ 22689.2-89 діаметром 50 мм та 110мм для відвідних труб, 1 стояків.

Розрахунок каналізаційних трубопроводів слід проводити, згідно з п.18.2, призначаючи швидкість руху рідини V, м/с, і наповнення H/d таким чином, щоб було виконано умову

,

приймаючи К = 0,5 – для трубопроводів із пластмасових.

При цьому швидкість руху рідини повинна бути не меншою за 0,7 м/с, а наповнення трубопроводів – не менше ніж 0,3 м/с.

Призначені діаметри труб перевіряємо на пропуск розрахункових витрат гідравлічним розрахунком.

Загальна максимальна секундна витрата q tot = 4,05 л/с* (таблиця 1), тобто. менше

8 л/с. Тому розрахункова витрата стічних вод визначаємо за формулою

л/с.