РАБОТА 1. СПОСОБЫ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ

Цель работы– ознакомление с приборами для измерения

давления (пьезометром, манометром, вакуумметром, дифферен-

циальным манометром). Измерение избыточного давления.

Теоретическое обоснование работы

Давление в любой точки жидкости, находящейся в равнове-

сии, определяется по основному уравнению гидростатики

Р абс = P o + ρ g H,
(1.1)

где Р абс – абсолютное (полное) гидростатическое давление;

Р о – давление на свободной поверхности жидкости;

ρ– плотность жидкости;

g – ускорение свободного падения, g = 9,81 м/с²;

H – глубина погружения точки.

Разность между абсолютным и атмосферном давлениями

называется избыточным или манометрическим давлениями,

Р изб = Р м = Р абс – Р ат
(1.2)

в открытых сосудах Р о = Р ат и Р изб = ρ g H. (1.3)

В системе СИ давление измеряется в Н/м² или Па (Паскаль, а

технической системе единиц – кгс/см²).

1 Па = 1 Н/м²; 1 МПа = 10 6 Па; 10 6 Па = 10 кгс/см²; 1 Па = 1 кг/м с²

1 кгс/см² = 1 ат = 9,81 Н/см² = 9,81 · 10 4 Н/м2 ; 1 Н = 1 кг м/с2

Давление может быть выражено высотой столба жидкости

над рассматриваемой точкой (пьезометрической высотой)

Для воды р = 1000 кг/м³ , и при давлении 1 кгс/см² высота во-

дяного столба равна

Если абсолютное давление Р _о меньше атмосферного, то не-

достаток давления до атмосферного называется вакуумметриче-

Ским давлением или вакуумом.

Р _вак = Р _ат – Р _о
(1.5)

Для измерения давления жидкости или газа применяются

различные приборы: манометры – для измерения избыточного

давления, вакуумметры – для измерения вакуума, дифференци-

альные манометры – для измерения разностей давлений (рис.1.1).

Рис. 1.1. Схемы приборов для измерения давления

Рис.1.2. Схема лабораторной установки для измерения давления:

1-емкость закрытая, 2-мановакуумметр , 3-пьезометр, 4-трехходовой

кран, 5-ртутный дифманометр, 6-насос ручной воздушный, жидко-

стными, поршневыми, электрическими и комбинированными.

7

Жидкостный манометр или пьезометр состоит из вертикаль-

ной стеклянной трубки со шкалой. Верхний конец трубки открыт,

нижний подсоединяется к резервуару с жидкостью.

Абсолютное давление в точке пьезометра равно:

Р абс = Р ат + ρ g H _n

Избыточное: Р изб = ρ g H _n

(1.6)

Для измерения давления с точностью до 0,01 мм пользуются

наклонными микроманометрами.

В пружинном манометре жидкость или газ поступает в изо-

гнутую латунную трубку-пружину, которая при избыточном дав-

лении несколько распрямляется. Распрямление пружины при по-

мощи тяги передается на зубчатку, приводящую в движение

стрелку.

Для измерения вакуума применяется обратный пьезометр или

вакуумметр.

Вакуумметрическая высота

(1.7)

Дифференциальный манометр, используемый для измерения

перепада давлений состоит из двух пьезометров, соединенных

между собой U – образной стеклянной трубкой.

Для определения неизвестных величин составляют уравнения

равновесия жидкости.

Уравнения равновесия относительно точки подключения пье-

зометра 1-1

Р _ат + ρ g H _n = P_о + ρ g Hо
(1.8)

Уравнение равновесия относительно точки плоскости 2-2

Р = Р _ат + ρ _рт g Hо

Описание опытной установки

(1.9)

Установка (1.2) состоит из закрытой емкости 1, наполовину

заполненной водой, для контроля за уровнем воды служит стек-

лянная трубка 2. В нижней части емкости подключены пьезомет-

ры и ртутный дифференциальный манометр 4, а в верхней части

манометр 5. Ручным насосом 6 в емкости создается избыточное

давление, а трехходовым краном 7 можно подключить ручной

насос, запереть емкость и снять избыточное давление, выпустив

воздух.

Порядок проведения опыта

1. Заправить емкость 1 водой и записать показания пьезо-

метра 3, манометра 5 и дифференциального манометра 4.

2. Открыть трехходовой кран 7 и ручным насосом 6 создать

избыточное давление 0,05; 0,10; 0,15; 0,20 кгс/см2 . Закрыть кран.

Записать показания пьезометра и дифференциального ртутного

манометра.

3. Из значений показаний пьезометра и дифференциального

манометра определить избыточное давление в емкости. Сравнить

с показаниями манометра и определить ошибки показаний мано-

метра.

Плотность: ртуть

вода

глицерин

бензин

ρ _рт = 13,6х10 3 кг/м3

ρ _в = 1000 кг/м3

ρ _гл = 1250 кг/м3

ρ _б = 750 кг/м3

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: