Міністерство освіти і науки України

ХАРКІВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

БУДІВНИЦТВА ТА АРХІТЕКТУРИ

Спеціальність 8.092108

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

до виконання лабораторної роботи

«Вимірювання тиску за допомогою мікроманометра. Розрахунок швидкості та витрати повітря в повітропроводах»

Затверджено

на засіданні кафедри

«ТГВ і ТВЕР».

Протокол № 7 від 11. 02. 2009 р.

Харків 2010

Методичні вказівки до виконання лабораторної роботи «Вимірювання тиску за допомогою мікроманометра. Розрахунок швидкості та витрати повітря в повітропроводах» для студентів спеціальності 8.092108 «Теплогазопостачання і вентиляція» / Укладачі: О. В. Шушляков, О. Ю. Паламарчук – Харків: ХДТУБА, 2010. – 16 с.

Рецензент І. Р. Щекін

Кафедра «Теплогазопостачання, вентиляції та використання теплових вторинних енергоресурсів»

ВСТУП

Вимірювання тиску повітря (газу) проводять під час пуско - налагоджувальних робіт, у процесі інвентаризації джерел викидів в атмосферу відпрацьованого повітря (газу), а також під час складання паспортів на установки припливних і витяжних установок для очищення газів від домішок.

Вимірювання тиску виконується за допомогою спеціальних електронних приладів або за допомогою пневмометричних трубок і мікроманометрів.

На підставі заміряного повного, статичного і динамічного тисків перед вентилятором і після нього визначається повний тиск, що створюється вентилятором.

За результатами вимірювань динамічного тиску розраховується витрата повітря, яке проходить через поперечний перетин повітропроводу на даній ділянці.

Для вимірювання тиску використовуються метрологічно атестовані мікроманометри і трубки.

Мета роботи - вимірювання тиску та розрахунок швидкості і витрати повітря у повітропроводах за допомогою мікроманометра.

1 Загальні відомості

Класифікація приладів для вимірювання тиску виконується:

1) за принципом дії:

- рідинні (засновані на урівноваженні тиску стовпом рідини);

- поршневі (вимірюваний тиск врівноважується зовнішньою силою, що діє на поршень);

- пружинні (тиск вимірюється за величиною деформації пружного елементу);

- електричні (засновані на перетворенні тиску в яку-небудь електричну величину);

2) за родом вимірюваної величини:

- манометри (вимірювання надмірного тиску);

- вакуумметри (вимірювання тиску розрідження);

- мановакуумметри (вимірювання як надмірного тиску, так і тиску розрідження);

- напорометри (для вимірювання малого надмірного тиску);

- тягоміри (для вимірювання малого тиску розрідження);

- тягонапорометри;

- діфманометри (для вимірювання різниці тиску);

- барометри (для вимірювання барометричного тиску).

2 Будова пневмометричних трубок

Для визначення швидкості використовуються пневмометричні трубки, які позділяються на трубки повного і статичного тиску (рис. 1).

Трубка повного тиску сприймає тиск у точці гальмування потоку, якою є носок трубки, направлений в режимі вимірювань назустріч потоку.

Трубка статичного тиску має приймальні отвори на боковій поверхні на деякій відстані від торця.

Швидкісна трубка Піто - Прандтля являє собою коаксіально розташовані трубки. Порожнини внутрішньої і зовнішньої трубок роз'єднані і утворюють два незалежні паралельні канали. Один торець внутрішньої трубки відкритий, торець зовнішньої трубки запаяний. Торцям трубки надана округла форма (див. рис. 1). Кінці трубок приєднують до штуцерів триходового крана мікроманометра.

Для приєднання використовують гумові шланги, довжина яких повинна бути однаковою. Діаметр шлангів при цьому значення не має.

Отвір на носку трубки сприймає повний тиск в потоці, а отвір, розташований на твірній циліндра трубки, - статичний. Їх різниця, заміряна реєструючим приладом, дає динамічну складову тиску, за якою легко розрахувати швидкість потоку в «точці» вимірювання.

Рисунок 1 - Конструкції пневмометричних трубок

Внаслідок деякого порушення розподілу швидкостей потоку при обтіканні ним трубки свідчення мікроманометра будуть відрізнятись від реальних.

Для врахування цієї погрішності вводять коефіцієнт К. Його величина залежить від конструкції трубки і визначається під час тарирування на метрологічних атестованих стендах. На кожну трубку видається паспорт, у якому приводяться тарирувальні дані.

3 Будова і принцип дії мікроманометра ммн-240

Універсальним пневмометричним приладом для вимірювання тиску в діапазоні до 250 кг/м² є мікроманометр з похилою трубкою. Загальний вигляд мікроманометра поданий на рис. 2.

Рисунок 2 - Мікроманометр ММН – 240

На плиті мікроманометра укріплений резервуар, герметично закритий кришкою. На кришці розташований триходовий кран, отвір з пробкою для заливки і регулятор нульового положення меніска спирту у вимірювальній трубці, сполученій з резервуаром. Вимірювальна трубка забезпечена захисним кожухом і з'єднана верхнім кінцем за допомогою єднального шланга з триходовим краном. Для установки вимірювальної трубки на необхідний кут до плити прикріплена дуга з п'ятьма отворами, відповідними певним значенням сталої приладу f.

Для установки мікроманометра в горизонтальне положення під час вимірів на плиті встановлено два рівні з циліндричними ампулами. Прилад приводиться в горизонтальне положення двома регулювальними гвинтами.

Триходовий кран має три штуцери. Один використовується для постійного з'єднання крана з вимірювальною трубкою.

Принцип дії приладу заснований на тому, що вимірюваний тиск газу (або різниця тиску) врівноважується тиском стовпа робочої рідини, який утворюється в похилій трубці (до трубки підводиться менший тиск). За цієї умови рівень спирту у вимірювальній трубці підвищуватиметься, а в резервуарі - знижуватиметься.

Основні складові частини мікроманометра зображені на рис. 3.

Рисунок 3 - Будова мікроманометра ММН – 240

На плиті мікроманометра 1 кріпиться нерухомо циліндричний резервуар 2 і рівні для установки приладу в горизонтальне положення. На кришці 3 резервуара є триходовий кран 4 для приєднання приладу до пневмометричної трубки.

Через отвір 5 в резервуар мікроманометра заливають робочу рідину - етиловий спирт з густиною 0,8095 г/см³. Якщо в прилад залита рідина з іншою густиною, то отриманий результат слід домножати на .

Привівши покажчик крана манометра в нульове положення, встановлюють нульовий рівень рідини у вимірювальній трубці мікроманометра. Для цієї мети служить регулятор 6 на кришці резервуара.

Для зливу рідини з приладу служить кран, розташований в нижній частині резервуару.

Скляна вимірювальна трубка 7 зі шкалою від 0 до 250 мм, що закрита металевим чохлом 8 від пошкоджень, з'єднана з резервуаром. Вона може встановлюватися під різними кутами нахилу до горизонтальної площини за допомогою фіксатора 9 на стійці 10 з п'ятьма отворами. Цифри біля отворів стійки є синусом кута нахилу вимірювальної трубки приладу, помноженим на густину спирту. Цифри на стійці визначають чисельно відповідні значення поправочного коефіцієнта (чинник мікроманометра). Мікроманометр типу ММН встановлений на трьох ніжках, одна з яких фіксованої висоти, а дві інші виконані у вигляді гвинтів для установки приладу за рівнем.

Таблиця 1 - Технічні характеристики мікроманометра ММН – 240

Межі вимірювань тиску па(кгс/кв.м)		Ціна найменшої поділки шкали, па (кгс/кв.м)	Клас точності	Робоча рідина	Габаритні розміри, мм	Вага (кг)
Величина f	Верхній
0,2	600 (60)	2 (0,2)	1	Спирт етиловий технічний	432х207х200	2,7
0,3	900 (90)	3 (0,3)
0,4	1200 (120)	4 (0,4)
0,6	1800 (180)	6 (0,6)
0,8	2400 (240)	8 (0,8)