- •Введение
- •1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ
- •1.1. Понятие температуры
- •1.2. Измерение температуры
- •1.2.1. Термометрические свойства и термометрическое тело
- •2. ПРИБОРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ
- •2.1. Термометры расширения
- •2.2. Манометрические термометры
- •2.3. Термометры сопротивления
- •2.4. Термоэлектрические термометры (термопары)
- •2.5. Пирометры излучения
- •3. ПРОВЕДЕНИЕ ИССЛЕДОВАНИЙ
- •3.1. Описание лабораторного стенда
- •1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ
- •2. ПРИБОРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ
- •2.1. Жидкостные приборы для измерения давления
- •2.2. Пружинные приборы
- •2.3. Образцовый поршневой манометр
- •2.4.1 Реостатные преобразователи
- •2.4.3. Индуктивные преобразователи
- •2.4.4. Емкостные преобразователи
- •2.4.5. Пьезоэлектрические преобразователи
- •3. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ ПРАКТИЧЕСКОЙ РАБОТЫ
- •1.2. Скоростные и объёмные водомеры
- •1.5. Расходомеры постоянного перепада
- •2. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ ПРАКТИЧЕСКОЙ РАБОТЫ
- •2.1. Описание лабораторной установки
- •2.2. Порядок выполнения работы
- •1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ
- •2. ОПИСАНИЕ УСТАНОВКИ
- •3. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ ПРАКТИЧЕСКОЙ РАБОТЫ
- •1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ
- •1.1. Температурное поле
- •1.2. Градиент температуры
- •1.3. Тепловой поток. Закон Фурье
- •1.4. Коэффициент теплопроводности
- •1.6. Определение теплопроводности при граничных условиях первого рода
- •2. ОПИСАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ УСТАНОВКИ
- •4. ОБРАБОТКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ
- •Библиографический список
Избыточное давление и вакуум не являются параметрами состояния, так как они при одном и том же абсолютном давлении могут принимать различные значения в зависимости от величины
атмосферного давления. |
|
|||
С |
|
|
||
Термодинамическим параметром состояния является только |
||||
абсолютное давление, которое отсчитывается от абсолютного нуля |
||||
давлен я |
ли абсолютного вакуума. |
|||
сиф |
|
|||
|
|
2. ПРИБОРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ |
||
Пр |
|
для измерения давления по назначению можно клас- |
||
|
боры |
|||
ц |
ровать на 5 групп: |
|
||
1) |
манометры служат для измерения давления (избыточного); |
|||
2) |
тягомеры – для измерения небольших разряжений; |
|||
|
|
|
А |
|
3) |
вакуумметры – для измерения относительно большого разря- |
|||
|
жения; |
|
|
|
4) |
напоромеры или микроманометры – для измерения незначи- |
|||
|
тельного из ыточного давления; |
|||
|
|
|
|
Д |
5) |
барометры – для измерения атмосферного давления. |
|||
В зависимости от принципа работы приборы делятся на 4 ос- |
||||
новные группы: |
|
|||
1) |
жидкостные, измеряющие давление высоты столба жидко- |
|||
сти; |
|
|
|
|
2) |
пружинные, измеряющие давление по величине деформации |
|||
упругого элемента; |
|
|||
3) |
поршневые, в которых измеряемое давление уравновешивает- |
|||
ся силой, действующей на поршень определенной площади; |
||||
|
|
|
|
И |
4) |
электрические, преобразующиеИдавление в некоторую элек- |
|||
трическую величину (датчики давления).
2.1. Жидкостные приборы для измерения давления
Жидкостные приборы являются простыми и достаточно точными. Жидкостные манометры (илл. 1) служат для измерения небольших избыточных давлений до 0,2 МПа. Самыми распространенными видами жидкостных манометров являются стеклянные вертикальные трубки, в которых измеряемое давление уравновешивается высотой
27
столба жидкости. Они бывают двух видов: U – образные и чашечные
(рис. 13, а, б).
Pабс |
Pатм |
Pатм |
|
С |
|
|
|
|
и |
h |
Pабс |
h |
|
б |
|
|||
|
|
|||
|
а |
|
б |
|
|
А |
|
||
|
Рис. 13. Жидкостные стеклянные манометры: |
|
||
|
а – U-о разный манометр; б – чашечный манометр |
|||
Кроме того, для измерения малых давлений с большей точно- |
|
стью применяются приборы с наклонной трубкой – микроманометры |
|
(рис. 14). |
Д |
|
|
|
И |
|
И |
Рис. 14. Микроманометр с наклонной трубкой
28
При измерении давления жидкостными манометрами измеряе-
мая среда с давлением Рабс соединяется при помощи металлической или резиновой трубки с одним коленом, а второе колено – с атмосферой, имеющей давление Ратм. Высота столба жидкости определяет избыточное давление
С |
|
Ризб =hgρ , |
(9) |
где ρ − плотность жидкости, кг/м3; g − ускорение земного притяжения, м/ 2; h – высота жидкости в трубке, мм.
спиртнии, а высота стол а жидкости будет измерять разрежение (вакуум). Ш рок й сосуд чашечных манометров и наклонных микрома-
В качестве ра очей жидкости используют ртуть, воду и реже –
. Если змеряемое давление среды ниже атмосферного, то жидкость в U – о разном манометре переместится в обратном направле-
нометров делают с относительно большим поперечным сечением, по-
где n – число делений наклонной шкалы.
этому изменением уровня |
|
жидкости в нем можно пренебречь. |
||
рабочей |
|
|
||
Тогда для чашечного манометра высота столба жидкости, уравнове- |
||||
шивающая измеряемое давление, |
|
|
|
|
|
h1 |
≈ h1+h2 = h; |
(10) |
|
|
А |
|
||
где h1 − высота столба жидкости в трубке; h2 − высота столба жидко- |
||||
сти в чашке. |
|
|
|
|
Для наклонного микроманометра |
|
|||
|
Д |
(11) |
||
|
h = n sin(α), |
|||
|
|
|
И |
|
2.2. Пружинные приборы
В пружинных приборах давление уравновешивается упругими
силами пружинных элементов, и их деформация служит величиной, |
|
определяющей давление. |
И |
Наиболее распространенные виды упругих элементов пружин- |
|
ных приборов представлены на рис. 15. |
|
Манометры (рис. 15) с многовитковыми пружинами (генокон- |
|
дами) (рис. 15, б) и гармониковыми |
мембранами (сильфонами) |
29 |
|
(рис. 15, в,г,д,е) широко применяются в качестве самопишущих приборов.
Наиболее распространен показывающий манометр с трубчатой |
|||||||
одновитковой пружиной (рис. 15, а). Принцип их действия основан на |
|||||||
уравновешивании измеряемого давления силой упругой деформации |
|||||||
С |
|
|
|
|
|
|
|
пружины. Под воздействием избыточного давления, подведенного к |
|||||||
внутренней полости, трубка стремится к распрямлению, если давле- |
|||||||
ние змеряемой среды ниже атмосферного, то к закручиванию. Для |
|||||||
передачи деформации трубчатой пружины к показывающей стрелке |
|||||||
используются |
|
|
|
|
P1 |
|
|
|
спец альные механизмы: зубчатый сектор и рычажная |
||||||
тяга (р . 16, а, ). |
|
|
|
|
|
|
|
б |
P1 |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
а |
|
P |
P |
|
б |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
P1 |
|
|
P1 |
|
|
Д |
|
|||||
|
АP |
г |
P |
|
|||
|
|
в |
|
|
|
|
P1 |
|
|
|
P1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
P |
|
е |
P |
|
|
|
д |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 15. Упругие элементы пружинныхИманометров: а – трубчатая одновитковая пружинаИ; б – трубчатая многовитковая пружина; в, е – плоская мембрана; г, д – сильфон
30
С |
|
|
|
|
|
|
б |
|
|
Рис |
|
|
||
а |
|
|
|
|
|
|
. 16. Пружинный манометр: |
||
|
а – с секторным передаточным механизмом; |
|||
– с рычажным передаточным механизмом; 1 – тру чатая пружина; 2 – тяга (поводок); 3 – зу чатый сектор; 4 – трубка; 5 – стрелка
передаточным механизмом помещена в круглый корпус, закрытый
С помощью тяги 2 и |
сектора 3, стрелка 5 перемещает- |
ся и показываетзубчатоговеличину давления на шкале 3. Стойка с трубкой и |
|
А |
|
крышкой со стеклом (рис. 17). Д И
струбчатой одновитковой пружинойИ
Вмембранных приборах упругим элементом является мембрана
–упругая металлическая или мягкая с дополнительной пружиной. Мембранные приборы нашли широкое применение при измерении
низких давлений и разрежений, а также в приборах, у которых нуль расположен на середине шкалы.Рис. 17. Внешний вид манометра
31
