6

Лекция 6. Измерение давления и вакуума. Измерение скорости и расхода жидкости и газа.

6.1. Измерение давления и вакуума.

Измерение давлений широко используется в теплоэнергетике. Давление характеризует работоспособность отдельных агрегатов. а также ход термо и газодинамических процессов в энергетических установках. С помощью измерения давления определяется скорость и расход жидкости и газа в различных процессах.

По своему назначению приборы для измерения давления и вакуума делятся на:

• манометры избыточного или абсолютного давления;

• барометры - для измерения абсолютного давления атмосферного воздуха;

• вакуумметры - для измерения разности между барометрическим и абсолютным давлениями, когда значение абсолютного давления меньше

1. кПа;

• мановакууметры - для измерения как избыточного давления, так и вакууметрического давления;

• дифференциальные манометры - для измерения разности давле­ний, когда ни одно из них не равно атмосферному;

• микроманометры - для измерения малых разностей давлений.

По принципу действия средства измерения давления делят на сле­дующие группы:

• жидкостные приборы давления, у которых измеряемое давление уравновешивается давлением столба жидкости;

• грузопоршневые приборы, у которых измеряемое давление урав­новешивается массой груза и поршня;

• деформационные приборы, действие которых основано на исполь­зовании зависимости упругой деформации и усилия, создаваемого чувстви­тельным элементом, от давления;

• электрические приборы, действие которых основано на свойствах отдельных веществ изменять свои электрические параметры под действием давления;

-электроразрядные приборы, у которых используется зависимость ионного тока от давления;

• теплоэлектрические приборы, действие которых основано на за­висимости теплопроводности газового слоя от давления.

Для целей автоматизации экспериментальных исследований про­мышленностью выпускаются соответствующие измерительные средства и устройства на базе унифицированных электрических преобразователей давления и упругих чувствительных элементов.

За единицу давления в СИ принят 1 Па=1 Н/м².

1мм рт. ст. = 133,32 Па; 1кг/м = 1мм вод. ст.= 9,81 Па.

6.1.1 Жидкостные и деформационные приборы давления.

По конструктивному признаку жидкостные манометры подразделяются на:

-U- образные манометры;

-чашечные манометры.

Эти манометры используются для определения избыточного давления воздуха и неагрессивных газов до 0,1 МПа, для измерения разности давлений неагрессивных газов в пределах от 0,1 МПа до 7 кПа, а также неагрессивных жидкостей и паров в пределах от 0,1 МПа до 0,4 кПа.

Жидкостные U-образные манометры изготавливаются из стеклянных трубок диаметром 6... 10 мм, заполненных наполовину рабочей жидкостью - ртутью, водой, спиртом, маслом.

Разность давлений Р в манометре определяется выражением

где р - плотность жидкости; g -ускорение свободного падения; h - высота

столба жидкости.

Погрешность отсчета давления по шкале U-образного и чашечного

манометров составляет 2 мм и 1 мм, соответственно.

Действие деформационных приборов давления основано на зависимости

деформации или изгибающего момента упругих чувствительных элементов от давления. Давление определяется в основном линейным перемещением

чувствительного элемента.

Деформационные приборы давления используют для измерения давления

в очень широком диапазоне измерений - от 50 Па до 1000 МПа. Их изготавливают в виде манометров избыточного давления, манометров абсолютного давления, вакуумметров, дифференциальных манометров.

Деформационные приборы давления можно разделить на две

группы: