книги из ГПНТБ / Литвиненко, П. А. Слесарь по обслуживанию газового оборудования промышленных предприятий учеб. пособие

В технике в качестве единицы силы, а также веса широко при­ меняется килограмм-сила (кгс). Поскольку на используемых в на­ стоящее время контрольно-измерительных приборах шкалы соответ­ ствуют ранее принятым единицам, единицы СИ приводятся в данной книге лишь в качестве примеров.

§ 7. Понятие о плотности и удельном объеме тел

Разные вещества (дерево, свинец, природный газ) одинаковой массы занимают различные объемы. Следовательно, вещества имеют различную п л о т н о с т ь . Плотностью называют массу веще­ ства, приходящуюся на единицу объема. Ее обозначают греческой буквой р (ро).

В технике плотность измеряют в килограммах на кубический метр (кг/м3). Чтобы определить плотность р, массу вещества т (в кг) делят на его объем V (в м3).

Объем, занимаемый 1 кг вещества, называют у д е л ь н ы м о б ъ е м о м . В технике удельный объем обозначают буквой ѵ и вы­ ражают в м3/кг:

V

Из формул (1) и (2) видно, что плотность р и удельный объем ѵ — величины взаимно обратные:

Р = 1/ѵ; у = 1/р.

В табл. 6 указана плотность наиболее распространенных тел. Из закона Авогадро * следует, что плотности газов прямо про­

порциональны их молекулярным массам, т. е.

или удельные (массовые) объемы обратно пропорциональны их моле­ кулярным массам, т. е.

ffc

Продолжение табл. 6

Относительная плотность обозначается греческой буквой у (гамма)

Р

Y (5)

1,293 ’

где 1,293 — плотность воздуха при давлении 760 мм рт. ст. и 0° С. Левая половина уравнения (3) представляет собой относитель­

ную плотность у, которая согласно закону Авогадро равна

его плотности по отношению к другому газу, умноженной на моле­ кулярную массу второго газа.

Давлением называют силу, приходящуюся на единицу площади, на которую эта сила действует. Обозначают давление латинской буквой р.

А т м о с ф е р н ы м называют давление воздуха на окружа­ ющие предметы. Оно уравновешивает столб воды высотой 10 м 33 см или столб ртути высотой 760 мм при 0° С и равно давлению воздуха

18

В технике за единицу давления принимают т е х н и ч е с к у ю

(при 4° С) высотой 10 м или столб ртути высотой 735,56 мм (при 0° С). Давление, создаваемое внутри газопровода или сосуда, напол­ ненного газом, будет а б с о л ю т н ы м . С внешней стороны на стенки газопровода (сосуда) давит атмосферный воздух. Следова­ тельно, стенки его находятся под воздействием и з б ы т о ч н о г о

д а в л е н и я , т. е. разности внутреннего и наружного давлений. Избыточное давление измеряют манометрами (рис. 2), причем за единицу измерения принимают техническую атмосферу.

§9. Приборы для измерения давления, разрежения, обнаружения газа

ианализа продуктов сгорания

Давление газа перед горелками низкого давления (до 500 мм вод. ст.) и в газопроводах измеряют при помощи U-образного жидкостного манометра. Давление ниже 15 мм вод. ст. измеряют чашечным мано­ метром.

U-образные манометры (рис. 2, а) бывают двух типов: открытые и закрытые. Как первый, так и второй состоят из деревянной шкалы, отградуированной в миллиметрах с ценой деления 10 мм вверх и вниз от нулевой отметки. К шкале прикреплена стеклянная трубка

диаметром 8—10 мм, изогнутая по форме буквы U (расстояние между трубками 5—8 см). В стеклянную трубку наливают воду (керосин в условиях минусовых температур) или ртуть (для замера давлений от 1000 до 10 000 мм вод. ст.) до нулевого показания на шкале. Жидкость заливают на месте работы. При градуировании шкалы керосином или спиртом необходимо ввести поправку на плотность этих жидкостей. При заполнении манометра водой или спиртом от­ счет показаний столба жидкости следует производить по нижней точке мениска * в трубке, а при заполнении ртутью — по верхней точке мениска. В открытом манометре одно колено стеклянной трубки открыто и сообщается с атмосферой, а другое при помощи резинового шланга соединяют с пространством (газопроводом или сосудом), в котором измеряется давление. Под давлением газа жидкость, содержащаяся в U-образной трубке, частично переме­ стится из закрытого колена в открытое. Если, например, в закрытом колене стеклянной трубки вода опустится на 40 мм, то в открытом она поднимется на 40 мм. Сложив эти две величины, получим давле­ ние газа.

В закрытом жидкостном манометре верхний конец одной из тру­ бок запаян и не содержит воздуха. Конец открытой трубки соеди­ няют с сосудом, наполненным газом, давление которого надо изме­ рить. Линейкой измеряют расстояние h между уровнями жидкости, и давление вычисляют по формуле р = yh.

Закрытый манометр удобнее открытого, так как во время измере­ ний не надо знать атмосферное давление.

Чашечный манометр (рис. 2, б) состоит из металлического со­ суда, стеклянной измерительной трубки, шкалы, доски и соедини­ тельной трубки. Чашку и стеклянную трубку прибора заполняют рабочей жидкостью до нулевой отметки шкалы. Принцип работы этого манометра такой же, как и U-образного. Если чашечный мано­ метр подключен к измеряемой среде, имеющей избыточное давление, уровень жидкости в чашке опустится на высоту k 2, а уровень жидко­ сти в трубке поднимется на высоту h l. Общая высота столба жидкости h = h t + h2.

К жидкостным относятся и дифференциальные манометры, щироко применяемые для замеров перепада давлений в дроссельных расходомерах. Промышленность изготовляет дифманометры ДТ-50, ДТ-150 и др. Жидкостные манометры следует периодически проверять «на нуль» и при необходимости добавлять уравновешивающую жидкость, а также периодически отключать и менять жидкость, про­ мывать стекла и протирать их ватой, пропитанной бензином или спиртом.

Давление газа от 1 кгс/см2 и выше измеряют пружинным маномет­ ром (рис. 2, в), который состоит из круглой металлической коробки

сциферблатом и стрелкой. Внутри коробки находится важнейшая

*Мениск — выпуклая или вогнутая поверхность жидкости в узких (ка­ пиллярных) трубках.

20

часть механизма — тонкая кольцеобразная пустотелая овального сечения трубка 1, изготовленная из латуни. Свободный конец трубки запаян и при помощи рычага 4 соединен с зубчатым сектором 3, сопряженным с шестеренкой, на оси которой насажена стрелка 6.

рычаг и отклонит на некоторый угол зубчатый сектор, который по­ вернет шестеренку и отклонит стрелку манометра. Стрелка, передви­

1 — сосуд с жидкостью; 2 — наклонная измерительная трубка; X — шкала;

ход стрелки манометра. Чтобы проверить правильность показаний манометра, перед ним устанавливают трехходовой кран, позволя­ ющий при необходимости подключить контрольный прибор. Стрелку манометра устанавливают на нулевое положение и сверяют его по­ казания с показаниями контрольного манометра. При неплавном ходе стрелки манометр необходимо сдать в мастерскую для осмотра и ремонта.

Точная проверка манометра может быть произведена в мастер­ ской с помощью масляного или воздушного пресса. Для этого к прессу подключают контрольный и проверяемый манометры и постепенно повышают давление. Показания их должны быть в пределах допусти­ мых погрешностей.

Давление ниже барометрического (разрежение) называют в а ­ к у у м о м . Наиболее удобно его измерять (особенно в топках кот­

21