Сделай Сам Свою Работу на 5

ПЬЕЗОМЕТРИЧЕСКАЯ ВЫСОТА. ВАКУУМ. ИЗМЕРЕНИЕ ДАВЛЕНИЯ





Пьезометрическая высота, равная р/у, представляет собой вы­соту столба данной жидкости, соответствующую данному давлению р (абсолютному или избыточному). Пьезометрическую высоту, со­ответствующую избыточному давлению, можно наблюдать в так называемом пьезометре, простейшем устройстве для измерения давления. Пьезометр представляет собой вертикальную стеклян­ную трубку, верхний конец которой открыт в атмосферу, а ниж­ний — присоединен к тому объему жидкости, где измеряется дав­ление (рис. 8).

Применяя формулу (2. 2) к жидкости, заключенной в пьезометре, получим

Отсюда высота подъема жидкости в пьезометре равна

Очевидно, что если на свободную поверхность покоящейся жид­кости действует атмосферное давление, то пьезометрическая вы­сота для любой точки рассматриваемого объема жидкости равна глубине расположения этой точки.

Если абсолютное давление в жидкости или газе меньше атмо­сферного, то имеет место разрежение или вакуум. За величину разрежения или вакуума принимается разность давлений, т.е.

или

Возьмем, например, трубу с плотно пригнанным к ней порш­нем, опустим нижний ее конец в сосуд с жидкостью и будем посте­пенно поднимать поршень (рис. 9). Жидкость будет следовать за поршнем и вместе с ним поднимется на некоторую высоту h от свободной поверхности с атмосферным давлением. Так как для точек, расположенных под поршнем, глубина их погружения отно­сительно свободной поверхности отрицательна, то согласно урав­ нению (2.2) абсолютное давление жидкости под поршнем будет равно



а величина вакуума

или

По мере подъема поршня абсолютное давление жидкости под поршнем будет уменьшаться. Нижним пределом для абсолютного давления в жидкости является нуль, а максимальное значение ва­куума численно равно атмосферному давлению, поэтому макси­мальная высота подъема жидкости в указанном примере, т. е. максимальная высота «всасывания» жидкости, определится из уравнения (2.10), если в нем положить р=0 (точнее p=pt).

Таким образом, без учета упругости паров pt имеем

Для измерения давления жид­костей и газов в лабораторных ус­ловиях, помимо пьезометров, пользуются различными маномет­рами, которые делятся на жидко­стные и механические.



На рис. 11 показаны схемы жидкостных манометров. Так на­зываемый U-образный манометр (рис. 11,а) представляет собой изогнутую стеклянную трубку со ртутью. При измерении неболь­ших давлений газа вместо ртути применяют спирт, воду. Если измеряется давление жидкости в точке М и соединительная трубка заполнена этой же жидкостью, то нужно учитывать высоту расположения манометра над точкой М. Так, для избыточного давления в точке М имеем

Если измеряемое давление рм достаточно велико и соответст­вующая ему высота h не умещается в пределах одной U-образной трубки, то применяют последовательное соединение нескольких U-образных трубок, содержащих, например, ртуть (gрт) и жидкость с меньшим удельным весом g2. Для двух таких трубок, показанных на рис. 11, б имеем

или в общем случае для нескольких трубок

Чашечный манометр (рис. 11, в) удобнее предыдущего тем, что при пользовании им нужно фиксировать положение лишь одного уровня жидкости. При достаточно большом диаметре чашки по сравнению с диаметром трубки уровень жидкости в чашке можно считать неизменным. Для измерения малых давлений газа в целях большей точности пользуются чашечным микроманометром с на­клонной трубкой. Длина измеряемого столбика жидкости при этом увеличивается обратно пропорционально синусу угла наклона трубки и точность измерения соответственно возрастает.

Для измерения разности давлений в двух точках служат дифференциальные манометры, простейшим из которых является U-образный манометр (рис. 11, г). Если с помощью такого мано­метра, содержащего ртуть, производится измерение разности давлений р1 и р2 в жидкости с удельным весом g, которая полностью заполняет соединительные трубки, то нетрудно видеть, что



Для измерения давлений более 2 -3 ат применяются механи­ческие манометры—пружинные или мембранные. Принцип их действия основан на деформации полой пружины или мембраны под воздействием измеряемого давления. Через механизм эта де­формация передается стрелке, которая показывает измеряемое давление на циферблате.

На самолетах манометры применяются для контроля давления топлива, поступающего к форсункам газотурбинного двигателя или в карбюратор поршневого двигателя, а также давления масла в магистрали и пр.

Наиболее распространенным типом авиационного манометра в настоящее время является электрический манометр, реже при­меняются механические манометры. В качестве чувствительного элемента (датчика) в электроманометре используется мембрана. Под воздействием измеряемого давления мембрана деформи­руется и через передаточный механизм заставляет перемещаться движок потенциометра, который вместе с указателем включен в электрическую схему.

 

 








Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.