Лабораторная работа №1
Цель: изучить устройство приборов для измерения давления и расхода жидкости. Методика измерения и поверка манометра.
1. Изучение приборов для измерения давления. Тарировка пружинного манометра
1.1. Общие сведения.
Давление (Р) — физическая величина, численно равная силе F, действующей на единицу площади поверхности S перпендикулярно этой поверхности.
В Международной системе единиц (СИ) единицей давления является паскаль (Па). Давление в 1 Па, можно создать силой в 1Н, равномерно распределенной по поверхности площадью в 1м , расположенной перпендикулярно направлению действия силы (1Па=1Н/м ). С целью сокращения числа значащих цифр используют также кратные единицы от единиц СИ, например МПа=106 Па, кПа=103 Па.
Используются также внесистемные единицы измерения давления: техническая атмосфера (ат), равная кгс/см ; миллиметр водяного столба (мм вод.ст.) и миллиметр ртутного столба (мм рт.ст.), отнесенные к нормальным условиям: для воды к 4°С, для ртути к 0°С и нормальному ускорению свободного падения, равному 9,80665 м/с".
Соотношения между единицами давления приведены в таблице 1.1
Таблица 1.1 - Соотношения между единицами измерения давления.
Единица |
Па |
кгс/м2 |
ат (кгс/м2) |
мм вод.ст. |
мм рт. ст. |
Ша |
1 |
0,10197 |
0,10197·10-4
|
0,10197 |
7,5003·10-3
|
1кгс/м |
9,80665 |
1 |
10-4 |
1 |
73,56·10-3 |
1 кгс/см |
9,80665 ·104 |
104 |
1 |
104 |
735,56 |
1мм вод.ст. |
9,80665 |
1 |
10-4 |
1 |
73,56·10-3 |
1мм рт.ст. |
133,322 |
13,595 |
13,55 ·104 |
13,595 |
1 |
Различают следующие виды давления:
Абсолютное давление - полное давление, испытываемое газом или жидкостью, равное сумме избыточного и атмосферного давлений:
Вакуумметрическое - давление, при котором абсолютное давление меньше атмосферного, то такое давление называется
Приборы, предназначенные для измерения абсолютного и избыточного давления, называются манометрами, для измерения атмосферного давления - барометрами. Для измерения разности давлений используют дифференциальные манометры (дифманометры).
Приборы для измерения давления и вакуума (по принципу действия) делят на:
жидкостные, измеряющие давление высотой столба жидкости;
металлические, действующие по принципу передачи упругих деформаций рабочими частями (трубками, пластинками) соответственно изменениям давлений;
поршневые, действующие по принципу передачи давления жидкостью по закону Паскаля посредством изменения нагрузки на поршень;
электрические, действующие по принципу изменения емкости в цепи или изменения сопротивления проводника пропорциональным изменениям внешнего давления.
По характеру и величине измеряемого давления, приборы делят на:
1) манометры, измеряющие избыточное давление
2)вакуумметры, измеряющие недостаток давления до атмосферного (разряжение):
По назначению приборы классифицируют на рабочие, контрольные, образцовые со шкалами классов точности 0,15; 0,25; и 0,4; микроманометры, дифференциальные манометры, специальные манометры.
По способу фиксации показаний приборы делят на: самопишущие и показывающие.
Рисунок 1.1. - Дифференциальный водяной манометр
Манометр (рис. 1.1.) состоит из двух стеклянных трубок соединённых между собой в верхней части. В месте соединения расположен кран для выпуска воздуха. Воздух над обоими столбиками жидкости расположен под одинаковым давлением, и измеряемая разность давлений будет характеризоваться только разностью жидкости в трубках h.