Manometr pro měření nízkého tlaku plynného média

Obecná informace

Kapalné a plynné látky působí určitou silou na tělesa, která jsou s nimi v kontaktu. Velikost tohoto účinku, která závisí na vlastnostech látky a vnějších faktorech (teplota, komprese atd.), je charakterizována pojmem tlak.

Tlak je poměr síly působící kolmo k povrchu k ploše za předpokladu, že síla je rovnoměrně rozložena po celé ploše. Rozlišujte mezi absolutním a přetlakem.

Absolutní tlak je celkový tlak plynu nebo kapaliny s přihlédnutím ke všem působícím silám, včetně tlaku atmosférického vzduchu. Přetlak je rozdíl mezi absolutním a atmosférickým tlakem za předpokladu, že absolutní tlak je větší než atmosférický tlak. Ve strojírenství se zpravidla měří přetlak.

Absolutní tlak může být nižší než atmosférický tlak. Pokud je zároveň jejich rozdíl malý, pak se to nazývá vzácnost, pokud je dostatečně velká - vakuum.

K měření přetlaku se používají tlakoměry, proto se tomuto tlaku často říká přetlak. Vakuum a vakuum se měří vakuoměry, atmosférický tlak barometry.

Jednotkou SI pro tlak je newton na metr čtvereční (N/m2). Vyráběná zařízení jsou však stále kalibrována ve starých jednotkách - milimetry vodního sloupce (mm vodního sloupce), milimetry rtuťového sloupce (mm Hg) a technické atmosféry (kgf / cm2).

Jedna technická atmosféra se rovná tlaku na plochu 1 cm2 rtuťového sloupce vysokého 735,56 mm při teplotě 0 °C nebo vodního sloupce vysokého 10 m při teplotě 4 °C, tj. 1 kgf / cm2 = = 735,56 mm Hg. Umění. = 104 mm w.c. Umění.

Vakuum se měří jako procento atmosférického tlaku nebo ve stejných jednotkách jako tlak. Průměrná hodnota atmosférického tlaku vzduchu byla zjištěna na základě četných měření a je 760 mm Hg,

Měření tlaku manometrem

Soubor pod: Experimenty , Řemesla , fyzika , Experimenty | Štítky: Měření tlaku manometrem, Pokusy, Řemesla, fyzika, experiment | 20. června 2013 | Světlana

Pro měření tlaku vzduchu nebo plynu uvnitř nádoby manometrem je nutné k této nádobě připevnit jeho pryžovou hadičku. Sledujte hladinu kapaliny v obou nohách manometru.
a) Je-li kapalina v obou kolenech manometru na stejné úrovni, považujte tlak plynu uvnitř nádoby za stejný jako tlak okolního vzduchu.
b) Pokud je hladina kapaliny v krátkém rameni manometru nižší než v druhém, považujte tlak uvnitř nádoby za vyšší než tlak okolního vzduchu.

c) Je-li kapalina v krátkém rameni manometru vyšší než v druhém rameni, uvažujte, že tlak uvnitř nádoby je nižší než tlak okolního vzduchu.

Při rozdílu hladin kapaliny v trubicích manometru se výpočet rozdílu atmosférického tlaku a tlaku v nádobě provádí podle vzorce:

Pomocí tlakoměru můžete provádět následující experimenty.
Pevně nasaďte konec pryžové hadičky tlakoměru na skleněnou nálevku a široký otvor utáhněte pryžovou fólií. Když se kapalina v manometru uklidní, spusťte nálevku do kbelíku s vodou. Sledujte, jak se tlak uvnitř vody mění s hloubkou trychtýře. Po instalaci trychtýře v určité hloubce ve vodě otáčejte jeho otvorem v různých směrech, nahoru a dolů, po odečtení tlakoměru.
2. Otevřete komín u pece, která byla vyhřátá krátce před experimentem. Vložte gumovou hadičku tlakoměru do trouby. Hladina vody v krátkém rameni tlakoměru stoupá. Vypočítejte tlak teplého vzduchu v peci (s tahem).
3. Gumový vak lékařské nahřívací podložky mírně nafoukněte vzduchem a pevně jej připojte ke pryžové hadici manometru.Tašku položte vodorovně a jednu po druhé na ni pokládejte tlusté knihy (nakládejte). Tlakoměr dobře ukáže změnu tlaku vzduchu uzavřeného ve vaku.
4. Pokud seženete skleněnou trubici o celkové délce cca 1,7 m, můžete si vyrobit tlakoměr na měření mnohem vyššího přetlaku, například nejvyššího tlaku vzduchu při foukání ústy. Tímto způsobem je řízena „síla plic“. Je nutné foukat ne trhavě, ale postupně zvyšovat tlak.

5. Stejný přístroj dokáže změřit největší vakuum vytvořené orálním sáním. V tomto případě musíte vytáhnout vzduch z horního konce trubice ústy.
6. Jestliže se v přístroji 4. pokusu místo krátkého kolena trubice zasune trubice tažená do zúžení, pak při foukání do dlouhého lokte vyšlehne z krátké trubice fontána.

E.N. Sokolov "Mladému fyzikovi"

Fyzika pro střední školy

Barometry. Tlakoměry

Barometry jsou přístroje používané k měření atmosférického tlaku. Rtuťový barometr (obr. 1) se skládá ze skleněné trubice ve tvaru U naplněné rtutí, jejíž jeden konec je utěsněn a druhý konec obsahuje otevřený zásobník rtuti. Barometr má stupnici s milimetrovými dílky, která přímo měří atmosférický tlak v milimetrech rtuťového sloupce. Číselně se rovná výšce rtuťového sloupce mezi jeho úrovněmi v zavřených a otevřených kolenech barometru.

Rýže. jeden

Výhodou takových barometrů je větší přesnost odečtů. Nevýhody - jsou objemné, křehké, rtuťové páry jsou škodlivé pro lidské zdraví.

Aneroidní kovový barometr (obr. 2) se skládá z válcové komory K, ze které je odváděn vzduch. Komora je hermeticky uzavřena tenkou vlnitou víkovou membránou M.

Rýže. 2

Aby atmosférický tlak membránu nezploštil, je pomocí tyče T spojena s pružinou P upevněnou na pouzdru přístroje. Na pružině je připevněna šipka C, jejíž konec se pohybuje po stupnici W. Při změně atmosférického tlaku se membrána ohýbá dovnitř nebo ven a posouvá šipku po stupnici.

Výhodou aneroidů je, že se snadno používají, jsou odolné a mají malé rozměry. Hlavní nevýhodou je, že jsou méně přesné než rtuťové barometry.

Tlakoměry se používají k měření tlaku, většího nebo menšího než je atmosférický tlak. Manometry jsou kapalinové a kovové.

Kapalinový manometr je vyroben ve formě trubice ve tvaru U s kapalinou (obvykle vodou nebo rtutí), jejíž jedno koleno je připojeno k nádobě, ve které se má měřit tlak (obr. 3, a). Hladina kapaliny v této větvi se sníží (pokud je tlak v nádobě vyšší než atmosférický tlak) nebo stoupne (pokud je nižší než atmosférický tlak) ve srovnání s hladinou kapaliny ve druhé větvi. Naměřený tlak bude p = p_A ±pgh, kde p_A - atmosférický tlak, pgh - hydrostatický tlak sloupce přebytečné kapaliny v koleni manometru.

Rýže. 3

Pro měření tlaku uvnitř kapaliny pomocí takového tlakoměru je k jednomu z jeho kolen pomocí pryžové trubice připevněna plochá krabice, jejíž jedna strana je pokryta pryžovou fólií (obr. 3, b).

Nejjednodušší kovový manometr je uspořádán následovně (obr. 3, c). Tenká elastická deska M - membrána - hermeticky uzavírá box K, ze kterého je částečně odsáván vzduch. Na membráně je připevněn ukazatel P, rotující kolem osy O. Při ponoření zařízení do kapaliny se membrána působením tlakových sil prohne a její průhyb se přenese na ukazatel pohybující se po stupnici.

Klasifikace přístrojů

Typy tlakoměrů se liší dvěma způsoby: typem indikátoru, který měří, a principem činnosti.

Podle prvního znaku se dělí na:

přístroje určené k měření atmosférického tlaku, jinak se jim říká barometry;
přístroje měřící přebytky a absolutní hodnoty;
vakuometry, určené k měření rozdílu mezi atmosférickým a absolutním tlakem;
manometry, měří malý (do 40 kPa) přetlak;
tagonometry, typ vakuoměru, který měří přetlak na horní hranici 40 kPa;
diferenční tlakoměry, měří rozdíl tlaků.

Fungují na principu vyrovnávání tlakového rozdílu určitou silou. Proto se zařízení tlakoměrů liší podle toho, jak přesně k tomuto vyvážení dochází.

Podle principu činnosti se dělí na:

kapalina, k vyrovnávání tlakového rozdílu v takových zařízeních dochází vlivem hydrostatického tlaku sloupce kapaliny, zařízení využívá principu komunikujících nádob;
pružiny mají jednoduchý design a jsou široce používány k měření tlaku média v širokém rozsahu;
membrána, založená na pneumatické kompenzaci, dochází k vyrovnávání tlaku v důsledku elastické síly membránového boxu;
elektrokontakt, používaný v automatických řídicích a signalizačních systémech, protože je lze použít k regulaci měřeného média díky elektrokontaktnímu mechanismu zabudovanému v krytu;
diferenciál se používají k měření hladiny kapalin pod tlakem, průtoku kapaliny, páry a plynu pomocí membrán.

https://youtube.com/watch?v=MLdd1XPX7cA

Po domluvě existují takové typy manometrů jako:

obecné technické přístroje se používají k měření tlaku kapalin, plynů a par, které jsou chemicky neutrální vůči slitinám mědi;
kyslík, vyrábí se v modrých pouzdrech s označením O2 na číselníku, používají se k měření tlaku kyslíku v lahvích nebo vakuu;
acetylen se používají ke kontrole přetlaku acetylenu;
referenční se používají ke kontrole jiných přístrojů, protože mají vysokou přesnost;
lodě se používají v lodích a námořní dopravě;
železnice se používají v železniční dopravě;
rekordéry mají vestavěný mechanismus, který umožňuje reprodukovat výsledek práce na papíře.

https://youtube.com/watch?v=rq3BMjXM7PY