Лабораторна робота № 3 гідростатичний тиск. Тарування манометрів

Мета роботи – вивчити U-подібний манометр, тягонапоромір, пружинні манометри.

У першій частині роботи виконують тарування тягонапороміра і визначають похибку вимірювання.

У другій частині роботи визначають ціну поділки шкали манометрів і виконують тарування пружинного манометра.

Загальні положення

Гідростатика – розділ гідравліки, в якому вивчаються закони стану рідини, яка знаходиться у спокої і сили, що діють при цьому. Частини рідини відчувають дію сил тяжіння як вище розташованих частинок, так і зовнішніх сил, діючих по поверхні рідини. Дія цих сил викликає в середині рідини напруження, що називається гідростатичним тиском.

Розрізняють чотири види тиску:

• абсолютний Р;

• надлишковий Р_над;

• вакууметричний Р_вак;

• на вільній поверхні рідини Р₀.

Повний гідростатичний тиск

^, (3.1)

або

. (3.2)

На вільній поверхні відкритого резервуару

Па.

Надлишковий (вакууметричний) тиск вимірюється різними приладами. Одиниця вимірювання в системі СІ – паскаль. 1Па = 1Н/м² = = 1,01972∙10^-5 кг/см² = 0,986982 ∙10^-5 мм рт. ст. = 0,101972 мм вод. ст.

Опис установки та приладів

Рис. 3.1

На рис. 3.1 показана схема установки для тарування тягонапороміра 1 (досліджуваний прилад). Тягонапоромір встановлений на штативі 2, має спеціальний штуцер 3, сполучений з розташованою всередині корпуса трубчатою пружиною, дозволяє завдяки передаточному механізму, відхиляти стрілку приладу в ту чи іншу сторону вздовж шкали вимірювання. Зовні штуцер з’єднується гнучким шлангом 4 з U-подібним манометром 6 (зразковий прилад).

Тарування пружинного манометра проводиться на установці, показаній на рис. 3.2.

На кришці 1 герметично закритого циліндричного резервуара 4 розміщується зразковий 7 і досліджуваний 5 манометри. В якості зразкового манометра використовується манометр Мо моделі 1214 з класом точності 0,4. Шкала зразкового манометра розділена на 100 умовних одиниць.

Рис. 3.2

Верхня границя виміру 4 кг/см. Таким чином. Одній поділці відповідає тиск 0,4 кг/см, або 39,24 кПа. В якості досліджуваного манометра використовується технічний пружинний манометр.

Поршневим насосом 2 з клапаном 3 створюється надлишковий тиск в резервуарі, який однаково сприймають обидва прилади. Для випуску повітря (зниження тиск) на кришці резервуар обладнаний спеціальним пробковим краном 6.

Порядок проведення дослідів

1. При таруванні тягонапороміра визначають ціну поділки шкали. При підготовці приладу до роботи за допомогою спеціального гвинта стрілки прилада виставляють на «нуль». Відключивши гнучкий шланг від штуцера 3 тягонапороміра 1, у відкритий кінець U-подібного манометра за допомогою воронки наливають воду до рівня середньої частини шкали 7. Після цього гнучкий шланг приєднують до штуцера 3 – прилад готовий до роботи.

а) Випробування приладу на надлишковий тиск.

У відкритий кінець зразкового манометра наливають воду до різниці рівня в трубках 40…50 мм.

Відліки за досліджуваним і зразковим манометрами заносять у журнал.

Перед кожним наступним відліком доливають воду з послідовним збільшенням різниці рівнів зразкового манометра на чергові 40…..50 мм. Таким чином проводять досліди в межах всієї позитивної шкали тягонапороміра.

б) Випробування приладу на вакууметричний тиск (розрідження).

При відключеному гнучкому шланзі зразковий манометр заповнюють водою до позначки 250 мм. Гнучкий шланг 4 з’єднують зі штуцером 3 і відкривають пробковий кран 5 в нижній частині U-подібного манометра. Зливають воду до встановлення різниці рівнів в трубках зразкового манометра 40…..50 мм.

Покази з досліджуваного і зразкового манометрів заносять в журнал. Із подальшим пониженням рівнів рідини в трубках U-подібного манометра проводять відліки через кожні 40…50 мм у межах всієї від’ємної шкали тягонапороміра.

2. При таруванні пружинного манометра вивчають будову установки, ціну поділки досліджуваного 5 та зразкового 7 манометрів. Закривши пробковий кран 6, насосом 2 закачують повітря в резервуар 4, створюючи в ньому надлишковий тиск. Тиск збільшують до першої поділки на досліджуваному манометрі й записують у журнал відліки обох манометрів. Тиск всередині резервуара підвищують з інтервалом (за шкалою досліджуваного манометра) 1…..1,5 кг/см². Дані проведених 4 – 5 дослідів заносять у журнал.

По закінченню роботи тиск у резервуарі повільним відкриванням пробкового крану знижують до атмосферного.

Обробка дослідних даних

При таруванні приладів для вимірювання спочатку визначають різницю показників між досліджуваним і зразковим манометрами, яка є поправкою до показів досліджуваного приладу. В різних частинах шкали приладу ця розбіжність може бути різною. Помилку показів досліджуваного манометра підраховують у відсотках до контрольного (покази зразкового манометра приймають за 100%).

Після визначення помилки для кожного досліду знаходять середнє значення похибки приладу.

Виконавши роботу студент повинен:

• знати будову і принцип дії приладів по вимірюванню тиску;

• уміти визначати ціну поділки шкали приладу, знаходити похибку вимірювання приладів та враховувати її.