ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОТНОСТИ НЕИЗВЕСТНОЙ ЖИДКОСТИ.

Цель работы: приобретение навыков определения плотности неизвестной жидкости по показаниям жидкостных и механических приборов. Сравнение полученного значения с табличным и определение наименования неизвестной жидкости.

Краткая теория.

Плотность жидкостей обычно измеряется приборами – ареометрами, которые по конструкции похожи на термометры. Отличительной особенностью кроме принципиальной конструктивной разницы является то, что при измерении температуры надо держать термометр в самой жидкости (руками или специальными приспособлениями). Ареометр опускают в жидкость (и он плавает на свободной поверхности жидкости) и отмечают по шкале на уровне свободной поверхности жидкости показания плотности (в г/см³ или кг/м³).

На стенде «ГС» измерение плотности сводится к снятию 3 показаний пьезометра П2 и механических манометров в режиме нагнетания при закрытом кране Б2 и снятию 3 показаний пьезометра П2 и механических манометров при открытом кране В2. Затем вычисляют значения плотности по формуле

ρ = (р₁ – р₂)/ g_{* ∆}h

и определяют среднее арифметическое 6 измерений плотности (для более точного определения плотности неизвестной жидкости).

2.1. Порядок выполнения работы одновременно с лабораторной работой №1. Необходимо выполнить следующее:

1. Сбросить давление под крышкой бака до атмосферного;

2. Открыть кран В5 (кран В3 также должен быть открыт);

3. Выполнить п.п.3.2.1, 3.2.2 (кран В5 – открыт!); при этом необходимо следить, чтобы испытуемая жидкость не доходила до высшей точки левого полена П2;

NB! Необходимо также контролировать положение рабочей жидкости в левом канале пьезометра П1 в соответствии с поз.5 п.п.3.2.2, так как испытуемая жидкость может иметь плотность большую, чем плотность рабочей жидкости.

4. Записать в журнал отчетов показания приборов в соответствии с п.п.2.3.3;

5. Зафиксировать показания h1 и h2 U- образного мановакуумметра П2 и занести их в табл. 3 журнала отчетов.

2.2. Порядок выполнения работы по определению плотности жидкости с использованием механических приборов.

Конструкция пьезометрического щита 4 и пьезометров П1 и П2 такова (см. рис. 1), что при возможных реализуемых режимах (манометрическом и выкуумметрическом) перепад ^H в пьезометре П1 (если только плотность неизвестной жидкости не окажется много меньшей, чем плотность рабочей жидкости). Для расширения диапазона рабочих давлений до предусмотренных конструкцией пьезометра П1 с одновременным определением плотности неизвестной жидкости предусмотрена возможность «поднапоривания» левой трубки U- образного мановакуумметра П2 с измерением давления в этой трубке с помощью механического прибора – манометра МН2. Для выполнения работы необходимо:

1. Открыть кран В5; закрыть кран В3;

2. Установить необходимый режим, соблюдая особые меры предосторожности при выполнении п.п.2.3.2 и 2.3.7 п.2.3;

Записать показания мановакуумметра П2 и показания механического прибора МН2 в таблицу №3(см. Приложение), которую представить в отчете по лабораторной работе;

2.3. Обработка результатов экспериментов в лабораторных работах №2-3.

1. Составить расчетные формулы для определения манометрического pм, вакуумметрического рв и абсолютного рабс давления под крышкой бака по показаниям пьезометра П1 и батарейного мановакуумметра П3для двух режимов;

2. Рассчитать значения рм, ра, и рабс по показаниям жидкостных приборов;

3. Сравнить рассчитанные значения с показаниями механического прибора;

4. Рассчитать плотность неизвестной жидкости по показаниям жидкостных приборов (при открытом кране В3) или по показаниям манометра МН2 (при закрытом кране В3):

рж = рм(в) / (gΔhм(в)), где gΔhм(в)) – показания жидкостного мановакуумметра;

рм(в) – давление, рассчитанное по показаниям жидкостных приборов (при открытом кране В3). В случае работы при закрытом кране В3 это давление определяется разностью давления по показаниям механического прибора МН2 и давления в баке, определяемого либо по жидкостным приборам, либо по показаниям механического прибора МН1:

рм(в) = м(в) - м(в)

Оценить абсолютную и относительную погрешности измерения давлений, рассчитанных по показаниям пьезометра П1, возникающую из-за неучета опускания (подъема) уровня рабочей жидкости в баке.

Изменение уровня в баке может быть оценено из уравнения баланса объемов жидкости в баке и в пьезометре:

ΔWБ = ΔWn; ΔWБ = SБ ΔI; ΔWn = (πd / 4) ΔH, где ΔWБ- уменьшение (увеличение) объема жидкости в баке; ΔWn – увеличение (уменьшение) объема жидкости в пьезометре; SБ- площадь сечения бака; ΔI – величина опускания (подъема) уровня; d – внутренний диаметр трубки пьезометра П1; ΔH –подъем (опускание) уровня жидкости в пьезометре.

Контрольные вопросы.

1. Почему при определении плотности неизвестной жидкости нельзя использовать режим разрежения?

2. Чем вызвана дополнительная погрешность измерения давления пьезометром П1?

3. Надо ли знать атмосферное давление при определении плотности неизвестной жидкости?

4. Используя таблицу (см. Приложение 1)? Напишите формулы для определения относительной погрешности измерения плотности жидкости косвенным методом с использованием лабораторного стенда.

5. Определите значение абсолютной погрешности измерения плотности неизвестной жидкости для всех 5 видов измерения избыточного давления.

6. Как определяется среднее значение плотности неизвестной жидкости?

7. Чему равна средняя абсолютная погрешность определения плотности неизвестной жидкости? Напишите формулу.

8. Как оценить дополнительную погрешность определения плотности неизвестной жидкости при измерении давления пьезометром П1? Напишите формулы относительной и абсолютной погрешности (дополнительной).

Лабораторная работа №4

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: