1.3. Пружинные приборы

Приборы с трубчатой пружиной применяются для измерения малых и больших значений давления. Основной деталью таких приборов является согнутая по дуге полая трубка, имеющая в сечении овальную форму (рис. 7). Большая ось овала перпендикулярна плоскости трубки. Один из концов трубки запаян, другой присоединяется к месту измерения. Под действием давления овальное сечение трубки деформируется: большая ось овала уменьшается, а меньшая увеличивается (овал стремится к кругу). Благодаря возникающим напряжениям появляется момент, раскручивающий трубку. При этом стрелка прибора, связанная со свободным концом трубки, через передаточный механизм поворачивается на определенный угол, пропорциональный значению измеряемого давления.

Рис. 7. Пружинный манометр Рис. 8. Мембранный манометр

Приборы с трубчатой пружиной применяются и для измерения вакуума. В этих приборах под воздействием на внутренние полости трубки разрежения она скручивается. В отличие от манометра нуль шкалы вакуумметра расположен справа.

Некоторые трубчатые приборы измеряют избыточное давление и вакуум, поэтому их называют мановакуумметрами, у них нуль расположен в верхней части шкалы.

Мембранные приборы так же, как и трубчатые, используются для измерения малых и больших значений давления. Упругим элементом этих приборов является мембрана, представляющая собой гофрированную металлическую пластинку, закрепленную между фланцами нижней и верхней частей корпуса. На мембрану передается давление, под действием которого она прогибается. Прогиб передается на стрелку прибора (рис. 8).

Преимуществами пружинных приборов являются портативность, универсальность, простота устройства, большой диапазон значений измеряемого давления, недостатком – непостоянство их показаний, вызываемое деформацией упругих элементов, изменением их упругих свойств, износом передаточного механизма. Указанный недостаток требует периодически проводить сверку приборов с целью подтверждения класса точности.

Лабораторная работа 2

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ИЛЛЮСТРАЦИЯ УРАВНЕНИЯ БЕРНУЛЛИ

Цель работы: экспериментально подтвердить закон сохранения энергии по длине трубопровода, построить пьезометрическую линию и линию полного напора.

2.1. Основные теоретические сведения

Уравнение Бернулли для потока реальной жидкости выражает закон сохранения энергии в потоке и имеет следующий вид:

(8)

где z₁, z₂ – геометрическая высота в сечениях 1 и 2, м;

, – пьезометрический напор в сечениях 1 и 2, м;

, – скоростной напор в сечениях 1 и 2, м;

– суммарная потеря напора между сечениями 1 и 2, м.

Каждый член уравнения (8) представляет собой определенный вид удельной энергии (отнесенной к единице веса) и измеряется в метрах.

В уравнении Бернулли z представляет удельную потенциальную энергию положения; – удельную потенциальную энергию давления; – удельную кинетическую энергию; – суммарную потерю энергии между сечениями.

С умма в уравнении (8) является полной удельной энергией потока в данном сечении, или полным напором.

Изобразим график изменения напора по длине прямого участка трубы (рис. 9). На этом графике плоскость сравнения (0 – 0) – плоскость, от которой произво­дит­-ся отсчет; пьезометри-ческая линия показывает, как изменяется удельная потенциальная энергия по длине трубопровода; линия полного напо­ра – как изменяется между сечениями 1 – 1 и 2 – 2 полная удельная энергия.