Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Приборы для измерения давления




Некоторые понятия в гидростатике

Пьезометрическая высота давления

Пьезометрической высотой давления называется высота hп от точки, находящейся под давлением до поверхности, где давление равно атмосферному. Из уравнения гидростатики: Р = Ра+ρgh можно получить значение пьезометрических высот для точек А и В:  
На рис.2.2 в состоянии равновесия представлен закрытый сосуд, наполненный жидкостью, на поверхности которой давление Р>Ра.  К стекам сосуда подведены две открытые трубки, называемые пьезометрами («пьезо» - греческое слово – давление, «метр» - измерение). Трубки А и В расположены на разных уровнях zА и zВ от плоскости сравнения 0-0. Жидкость в точках А и В, которая находится под давлением Р, поднимется по пьезометрам и, испытывая атмосферное давление Ра, остановится на одной плоскости    0’-0’,  называемой напорной плоскостью.

Рис. 2.2. Закрытый сосуд, наполненный жидкостью

 

Как видно из рис.5, пьезометрические высоты давления для любых точек, расположенных на разных уровнях в покоящейся жидкости, неравны между собой.  

(2.1)
(2.2)

 

Пьезометрический, или гидростатический напор

На рис.2.2  пьезометрические высоты для точек А и В установились на одной напорной плоскости 0’-0’, а сумма координат точек А и В и пьезометрических высот давления есть величина постоянная НА = НВ.

Пьезометрическим, или гидростатическим напором Нназывается высота для точки, находящейся под давлением от плоскости сравнения до поверхности, где давление равно атмосферному. Отметим, что для точек Аи В пьезометрические высоты различны, а пьезометрический напор одинаков.

Приведённая высота давления

На рис.2.3  в состоянии равновесия представлен закрытый сосуд, наполненный жидкостью, на поверхности которой, так же как и на рис.5, Р>Ра. В сосуде выбирается точка А с координатой zA над плоскостью сравнения, и к боковой стенке на этом уровне подведена пьезометрическая трубка. Вода в трубке установилась на пьезометрической высоте hп.А и определился пьезометрический напор для точки А:  НА. Дополнительно в сосуд опущена трубка до уровня точки А, причем верхний конец трубки запаян и из неё выкачан воздух. Вода в этой трубке при Р=0 поднимается на большую высоту hпр.

Приведенной высотой давленияhпр называется высота от точки, находящейся под давлением, до поверхности, где давление равно нулю.

 

Рис. 2.3. Закрытый сосуд, наполненный жидкостью

(в состоянии равновесия)

Полный

Пьезометрический напор

 

Из 2.3 видно, что для точки А сумма координаты ZA и приведенной высоты давления больше величины пьезометрического напора на высоту .

Полным пьезометрическим напором Нп.п.н называется высота от плоскости сравнения для точки, находящейся под давлением, до поверхности, где давление равно нулю.

 

Вакуум

Если абсолютное давление в жидкости или газе меньше атмосферного, то говорят, что имеет место разряжение, или вакуум. За величину разрежения, или вакуума, принимается недостаток до атмосферного давления: Рвак.= Ратм. – Рабс.

На рис.2.4 в баллоне на поверхности жидкости давление P<Pa. К стенке подведена изогнутая трубка, называемая обратным пьезометром, или вакуумметром. Вода, выходя из баллона, соприкасается с атмосферным давлением и останавливается ниже точки А на высоте hвак. Атмосферное давление уравновешивается следующим соотношением:

Ратмабс+ρghвак (2.3)

Отсюда:

         (2.4)  

 

 

Рис. 2.4. Баллон с обратным пьезометром

 

Приборы для измерения давления

1) Пьезометр – простейшее устройство для измерения давления. Представляет собой вертикальную стеклянную трубку, верхний конец которой открыт в атмосферу, а нижний присоединён к ёмкости, в которой измеряется давление. По пьезометру можно определить пьезометрическую высоту, равную , представляющую собой высоту столба жидкости, соответствующую данному давлению Р (абсолютному или избыточному).

,       где

Рабс. – абсолютное давление в жидкости на уровне присоединения пьезометра; Ра – атмосферное давление.

Отсюда, высота подъёма жидкости в пьезометре: , где Ризб. – избыточное давление на уровне присоединения пьезометра. Если на свободную поверхность покоящейся жидкости действует атмосферное давление, то пьезометрическая высота для любой точки рассматриваемого объёма жидкости равна глубине расположения этой точки. Простейшим устройством для измерения вакуума может служить стеклянная трубка, показанная на рис.2.6 в двух вариантах. Вакуум в жидкости А можно измерять при

Рис.2.5. Пьезометр, присоединённый к баку

помощи U-образной трубки или перевёрнутой U-образной трубки, один конец которой опущен в сосуд с жидкостью. Для измерения давления жидкостей и газов в лабораторных условиях помимо пьезометра пользуются жидкостными и механическими манометрами (рис.2.7). Так называемый U-образный манометр (рис.2.7.а) представляет собой изогнутую стеклянную трубку, содержащую ртуть. При измерении наибольших давлений газа вместо ртути применяют спирт, воду и иногда тетрабромэтан (ρ=2,95).  

          Рис.2.6. Простейшие вакууметры

Рис. 2.7. Схемы жидкостных манометров

Если измеряется давление жидкости в точке М, и соединительная трубка заполнена этой же жидкостью, то следует учитывать высоту расположения манометра над точкой М. Так, избыточное давление в точке М:

Чашечный манометр (рис.2.7,б) удобнее описанного выше тем, что при пользовании им необходимо 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 разности давлений в двух точках служат дифференциальные манометры, простейший из которых - U-образный манометр показан на рис.2.7,в. Если при помощи такого манометра, обычно заполняемого ртутью, измерена разность давлений Р1 и Р2 в жидкости плотностью ρ,которая полностью заполняет соединительные трубки, то:

Для измерения малых перепадов давления воды применяют двухжидкостный микроманометр, представляющий собой перевёрнутую U-образную трубку с маслом или керосином в верхней части (рис.2.7,г). Для этого случая:

Двухжидкостный чашечный манометр (рис.2.7,д) предназначен для измерения давлений или разрежений воздуха в интервале от 0,01 до 0,05 МПа, когда спиртовой или водяной манометр даёт чрезмерно высокий столб спирта или воды, а потому неудобен для пользования, а ртутный манометр не даёт необходимой точности из-за недостаточной высоты столба ртути. Таким манометром, например, пользуются при опытах в скоростных аэродинамических трубах. В чашке – ртуть, в трубке – спирт, керосин или иная жидкость. Соответствующим подбором диаметров верхнего d1 и нижнего d2 участков трубки можно получить любую условную плотность ρусл. ,  входящую в формулу Р = Hρусл.g , где Р– измеряемое давление (или разряжение); Н – показание манометра.

Наряду с механическими манометрами применяют электрические манометры. В качестве чувствительного элемента (датчика) в электроманометре используют мембрану. Под действием измеряемого давления мембрана деформируется и через передаточный механизм перемещает движок потенциометра.

 










Последнее изменение этой страницы: 2018-04-12; просмотров: 220.

stydopedya.ru не претендует на авторское право материалов, которые вылажены, но предоставляет бесплатный доступ к ним. В случае нарушения авторского права или персональных данных напишите сюда...