3. Измерение давлений. Основные определения. Кссификации средств измерений. Жидкостные манометры.

Давление – суть предел отношения силы, действующей на площадку к величине площадки, стремящейся к нулю.

(250)

Избыточное давление ( )– разность между абсолютным давлением ( ) и давлением окружающей среды ( ).

(251)

В случае, если абсолютное давление ниже давления окружающей среды используют понятие вакуума.

Вакуум – величина давления, дополняющая абсолютное давление ( ) до атмосферного ( ).

(252)

Приборы для измерения давления подразделяются:

а) по величине измерения:

1. Манометры – применяются для измерения избыточных давлений.

2. Вакууметры – для измерения величины вакуума.

3. Мановакууметры - для измерения величины вакуума и давления

4. Напоромеры – для измерения небольших давлений.

5. Тягомеры – для измерения небольших вакуумов.

6. Тягонапоромеры – для измерения небольших давлений и вакуумов.

7. Дифманометры – для измерения разности давлений.

8. Барометр – для измерения атмосферного давления.

б) по принципу действия:

1. Жидкостные – измеряемое давление уравновешивается гидростатическим давлением.

2. Грузопоршневые - измеряемое давление уравновешивается весом груза.

3. Деформационные – а) с кольцевой пружиной;

б) сильфонного типа;

в) мембранного типа;

г) тензометрического типа.

12.1 Жидкостные манометры

Манометр состоит из стеклянной изогнутой трубки. Между ветвями трубки укреплена доска со шкалой. Трубка манометра заполнена жидкостью.

Рисунок 151

Применительно к рисунку 151:

, (253)

где - плотность манометрической жидкости, - плотность среды, находящейся над жидкостью в манометре

Перепад давления:

, (254)

т.е. по разности уровней жидкости в приборе можно определить разность давлений.

Манометр наполняется жидкостью до нулевой отметки шкалы. Для определения высоты столба жидкости необходимо делать два отсчета – снижения в одном колене (ветке), подъема в другом – и суммировать замеренные величины, т.е.

(255)

Однотрубный (чашечный) манометр представляет собой модификацию двухтрубного, одно из колен которого заменено широким сосудом (чашкой). Устройство манометра показано на рисунке 152.

1 – сосуд, 2 - трубка Рисунок 152 – Однотрубный (чашечный манометр)

При поднятии жидкости в трубке на высоту жидкость в сосуде опустится на величину . Эти величины связаны между собой равенством , где - площадь сечения трубки; - площадь сечения сосуда.

Отсюда .

Давление

(256)

Площади сосуда и трубки выбирают обычно такими, чтобы величиной можно было пренебречь. При без внесения существенного погрешности можно считать .

Для измерения небольших величин давлений используются чашечные приборы с наклонной трубкой.

Рисунок 153 – Манометр с наклонной трубкой

Прибор состоит из стеклянного сосуда, к которому под некоторым углом к горизонту припаяна стеклянная трубка.

(257)

Перепад давления

(258)

Поплавковый жидкостный манометр

Поплавковые приборы представляют собой U-образные жидкостные манометры, у которых в одном из колен помещен поплавок. Поплавковые приборы чаще всего используют как дифференциальные манометры (дифманометры) для измерения перепада давлений.

Рисунок 154

На рисунке 154 показана схема поплавкового манометра. Если в левом сосуде давление , а в правом давление , то при уровень жидкости в левом сосуде понизится на высоту , а в правом повысится на высоту .

, (259)

где - плотность жидкости в манометре, плотность среды, находящейся над жидкостью в манометре.

В сосудах цилиндрического типа , откуда .

(260)

Для данного прибора величина является постоянной, постоянна также разность плотностей , т.е. разность давлений зависит от величины перемещения поплавка.

При неизменных размерах широкого сосуда изменением диаметра и высоты узкого сосуда можно изменить придел изменения разности давлений.

Экзаменационный билет № 20