34. Приборы для измерения давления. Манометры u – образный и диафрагменный. Устройство и принцип действия.

Все приборы для измерения давления можно разделить на две группы: жидкостные приборы и прибору с упругим элементом. К жидкостным приборам относят: пьезометр, U–образный манометр, тягонапоромер и микроманометр. В приборах давления в качестве чувствительного упругого элемента может применяться трубчатая тонкостенная пружина, эластичная мембрана.

Дифференциальный U–образный манометр позволяет определит разность давлений в сосудах. Непременным условием работы манометра является наличии в коленах жидкости, не смешивающейся с жидкостями в соседе. Чаще всего такой разделяющей жидкостью является ртуть.

На рисунке 4.9 приведена схема такого манометра. Выберем плоскость отсчета 0-0 где давление в левой ветви и давление в правой ветви манометра будут одинаковы, т.к. жидкость находится в состоянии покоя. В этом случае можно записать

Р исунок 4.9 – Схема U–образного дифференциального манометра.

р_А + _А qh_A= р_B + _Bqh_B+ _РТ qh_РТ

Откуда

т.е. при заданных условиях возникает разница пьезометрических напоров в обоих плечах манометра h_рт которая характеризует разницу абсолютных давлений в сосудах А и В.

Рисунок 4.10 – Схема мембранного манометра:

1 -мембрана, 2-шток, 3-циферблат, 4 корпус

На рисунке представлена схема принцип действия манометра с упругим элементом – мембранной.

Полость под мембранной соединяется с пространством, где измеряется давление, величина которого р_м. В полости над мембранной давление атмосферное.

Мембрана деформируется под действием результирующей силы

R=(р_м–р_А) S.

где S –площадь действия давлений (площадь мембраны). Т.к. деформация вызывает перемещение штока 2 пропорционально разности давлений (р_м–р_А)

то эту разность давлений прибор будет показывать.

35. Закон сообщающихся сосудов. Гидравлический уровень.

Сообщающиеся сосуды - это сосуды соединенные друг с другом таким образом, что жидкость, их заполняющая, может перетекать из одного сосуда в другой и обратно (см. рисунок 6.1).

Р исунок 6.1- К выводу закона сообщающихся сосудов

Пусть жидкость, заполняющая сосуды А и В, находится в состоянии покоя. Эти сосуды открыты в атмосферу и на свободной поверхности жидкости действует атмосферное давление .Выделим сечение С, в центральной точке которого, давление от гидростатического столба жидкости в сосуде А, будет равно давлению от столба жидкости в сосуде В. По основному уравнению гидростатики составим уравнение равновесия:

, (6.1)

Откуда после сокращения получим:

Так как жидкость, наполняющая сосуды одна и та же и имеет возможность перетекать из одного сосуда в другой и обратно, то . Из чего следует, что:

, (6.2)

т.е. уровни жидкости, находящейся в сообщающихся сосудах всегда одинаковы.

Этот закон сообщающихся сосудов используется в техническом устройстве, называемом гидравлическим уровнем. С его помощью устанавливают и разносят высотные отметки.