Painemittari kaasumaisen väliaineen alhaisen paineen mittaamiseen

Yleistä tietoa

Nestemäiset ja kaasumaiset aineet vaikuttavat tietyllä voimalla niihin kosketuksiin joutuviin kappaleisiin. Tämän vaikutuksen suuruus, joka riippuu aineen ominaisuuksista ja ulkoisista tekijöistä (lämpötila, puristus jne.), on ominaista paineen käsitteellä.

Paine on pintaan kohtisuorassa vaikuttavan voiman suhde pinta-alaan edellyttäen, että voima jakautuu tasaisesti koko alueelle. Tee ero absoluuttisen ja ylipaineen välillä.

Absoluuttinen paine on kaasun tai nesteen kokonaispaine, jossa otetaan huomioon kaikki vaikuttavat voimat, mukaan lukien ilmakehän ilman paine. Mittaripaine on absoluuttisen ja ilmakehän paineen välinen ero, mikäli absoluuttinen paine on suurempi kuin ilmanpaine. Suunnittelussa mitataan pääsääntöisesti ylipainetta.

Absoluuttinen paine voi olla pienempi kuin ilmanpaine. Jos samaan aikaan niiden erolla on pieni arvo, sitä kutsutaan harvinaisuudeksi, jos se on tarpeeksi suuri - tyhjiö.

Painemittareita käytetään ylipaineen mittaamiseen, minkä vuoksi tätä painetta kutsutaan usein ylipaineeksi. Tyhjiö ja tyhjiö mitataan alipainemittareilla, ilmanpaine barometreilla.

Paineen SI-yksikkö on newtonia neliömetriä kohti (N/m2). Valmistetut laitteet kalibroidaan kuitenkin edelleen vanhoissa yksiköissä - millimetreinä vesipatsasta (mm vesipatsasta), millimetreinä elohopeapatsasta (mm Hg) ja teknisissä ympäristöissä (kgf / cm2).

Yksi tekninen ilmakehä vastaa painetta 1 cm2:n alueella 735,56 mm korkeassa elohopeapatsaassa 0 °C:n lämpötilassa tai 10 m korkeassa vesipatsaassa 4 °C:n lämpötilassa, eli 1 kgf / cm2 = = 735,56 mm Hg. Taide. = 104mm w.c. Taide.

Tyhjiö mitataan prosentteina ilmanpaineesta tai samoissa yksiköissä kuin paine. Ilmakehän ilmanpaineen keskiarvo määritettiin lukuisten mittausten tuloksena ja on 760 mm Hg,

Paineen mittaus manometrillä

Filed under: Kokeilut , Käsityöt , Fysiikka , Kokeilut | Tunnisteet: Painemittaus manometrillä, Kokeilut, Käsityöt, fysiikka, kokeilu | 20. kesäkuuta 2013 | Svetlana

Ilman tai kaasun paineen mittaamiseksi astian sisällä painemittarilla on tarpeen kiinnittää sen kumiputki tähän astiaan. Tarkkaile nestetasoa manometrin molemmissa jaloissa.
a) Jos neste on samalla tasolla painemittarin molemmissa polvissa, katso astian sisällä olevan kaasun paineen olevan sama kuin ympäröivän ilman paineen.
b) Jos nestetaso painemittarin lyhyessä jalassa on matalampi kuin toisessa, pidä astian sisällä olevan paineen olevan suurempi kuin ympäristön ilmanpaine.

c) Jos painemittarin lyhyessä haarassa oleva neste on korkeampi kuin toisessa haarassa, ota huomioon, että paine astian sisällä on pienempi kuin ympäröivän ilman paine.

Manometriputkien nestetasojen erolla ilmakehän paineen ja astian paineen eron laskeminen suoritetaan kaavan mukaan:

Voit tehdä seuraavat kokeet painemittarillasi.
Aseta painemittarin kumiputken pää tiukasti lasisuppiloon ja kiristä leveä aukko kumikalvolla. Kun painemittarissa oleva neste on rauhoittunut, laske suppilo vesiämpäriin. Katso kuinka paine veden sisällä muuttuu suppilon syvyyden mukaan. Kun suppilo on asennettu tiettyyn syvyyteen veteen, käännä sen reikää eri suuntiin, ylös ja alas painemittarin lukeman mukaan.
2. Avaa savupiippu uunissa, joka lämmitettiin vähän ennen koetta. Aseta painemittarin kumiputki uuniin. Painemittarin lyhyen jalan vedenpinta nousee. Laske lämpimän ilman paine uunissa (vedolla).
3. Täytä lämpötyynyn kumipussi kevyesti ilmalla ja liitä se tiukasti manometrin kumiputkeen.Aseta pussi vaakasuoraan ja laita paksut kirjat (kuorma) siihen peräkkäin. Painemittari näyttää hyvin pussiin suljetun ilmanpaineen muutoksen.
4. Jos saat lasiputken, jonka kokonaispituus on noin 1,7 m, voit valmistaa painemittarin mittaamaan paljon korkeampaa ylipainetta, esimerkiksi korkeinta ilmanpainetta suulla puhaltaessa. Tällä tavalla "keuhkojen vahvuutta" hallitaan. On välttämätöntä puhaltaa ei nykivästi, vaan lisää painetta vähitellen.

5. Sama laite pystyy mittaamaan suullisen imemisen aiheuttaman suurimman tyhjiön. Tässä tapauksessa sinun on vedettävä ilmaa suullasi putken yläpäästä.
6. Jos 4. kokeen laitteessa putken lyhyen kyynärpään sijasta työnnetään kapeaksi vedetty putki, niin pitkän kyynärpään sisään puhaltaessa lyhyestä putkesta lyö suihkulähde.

E.N. Sokolov "Nuorelle fyysikolle"

Fysiikka lukioon

Barometrit. Painemittarit

Barometrit ovat laitteita, joita käytetään ilmanpaineen mittaamiseen. Elohopeabarometri (kuva 1) koostuu U:n muotoisesta elohopealla täytetystä lasiputkesta, jonka toinen pää on tiivis ja toisessa päässä on avoin elohopeasäiliö. Barometrissa on millimetrijakoinen asteikko, joka mittaa suoraan ilmanpainetta elohopeamillimetreinä. Se on numeerisesti yhtä suuri kuin elohopeapatsaan korkeus sen tasojen välillä barometrin suljetussa ja avoimessa polvessa.

Riisi. yksi

Tällaisten barometrien etuna on suurempi lukemien tarkkuus. Haitat - ne ovat tilaa vieviä, hauraita, elohopeahöyry on haitallista ihmisten terveydelle.

Aneroidinen metallibarometri (kuva 2) koostuu sylinterimäisestä kammiosta K, josta ilma poistetaan. Kammio on suljettu hermeettisesti ohuella aallotettulla kansikalvolla M.

Riisi. 2

Jotta ilmanpaine ei litistä kalvoa, se liitetään tangon T avulla instrumentin koteloon kiinnitetyllä jousella P. Jouseen on kiinnitetty nuoli C, jonka pää liikkuu asteikolla W. Ilmanpaineen muuttuessa kalvo taipuu sisään- tai ulospäin ja siirtää nuolta asteikolla.

Aneroidien etuja ovat, että ne ovat helppokäyttöisiä, kestäviä ja kooltaan pieniä. Suurin haittapuoli on, että ne ovat vähemmän tarkkoja kuin elohopeabarometrit.

Manometrejä käytetään paineen mittaamiseen, joka on suurempi tai pienempi kuin ilmanpaine. Manometrit ovat nestemäisiä ja metallisia.

Nestemanometri valmistetaan U:n muotoisen putken muodossa, jossa on nestettä (yleensä vettä tai elohopeaa), jonka toinen kulma on liitetty astiaan, jossa paine mitataan (kuva 3, a). Nesteen taso tässä haarassa laskee (jos paine astiassa on suurempi kuin ilmanpaine) tai nousee (jos se on pienempi kuin ilmanpaine) verrattuna toisen haaran nestetasoon. Mitattu paine on p = p_a ±pgh, missä p_a - ilmakehän paine, pgh - ylimääräisen nestepylvään hydrostaattinen paine manometrin kulmakappaleessa.

Riisi. 3

Nesteen sisällä olevan paineen mittaamiseksi tällaisella painemittarilla kiinnitetään litteä laatikko toiseen sen polviin kumiputkella, jonka toinen puoli on peitetty kumikalvolla (kuva 3, b).

Yksinkertaisin metallimanometri on järjestetty seuraavasti (kuva 3, c). Ohut elastinen levy M - kalvo - sulkee hermeettisesti laatikon K, josta ilma poistetaan osittain. Kalvoon on kiinnitetty osoitin P, joka pyörii akselin O ympäri. Kun laite upotetaan nesteeseen, kalvo taipuu painevoimien vaikutuksesta ja sen taipuma siirtyy asteikolla liikkuvaan osoittimeen.

Instrumentin luokitus

Painemittarien tyypit eroavat kahdella tavalla: mittausmittarin tyypin ja toimintaperiaatteen mukaan.

Ensimmäisen ominaisuuden mukaan ne on jaettu:

laitteet, jotka on suunniteltu mittaamaan ilmanpainetta, muuten niitä kutsutaan barometreiksi;
ylimääräistä ja absoluuttista mittauslaitteet;
tyhjiömittarit, jotka on suunniteltu mittaamaan ilmakehän ja absoluuttisen paineen välistä eroa;
painemittarit, mittaavat pientä (jopa 40 kPa) ylipainetta;
tagonometrit, alipainemittarit, jotka mittaavat 40 kPa:n ylärajan ylipainetta;
paine-eromittarit, mittaa paine-ero.

Ne toimivat periaatteella tasapainottaa paine-ero tietyllä voimalla. Siksi painemittarien laite on erilainen riippuen siitä, kuinka tämä tasapainotus tapahtuu.

Toimintaperiaatteen mukaan ne jaetaan:

neste, tällaisten laitteiden paine-eron tasapainottaminen tapahtuu nestepatsaan hydrostaattisen paineen vuoksi, laite käyttää kommunikaatioastioiden periaatetta;
jousilla on yksinkertainen rakenne, ja niitä käytetään laajalti väliaineen paineen mittaamiseen laajalla alueella;
kalvo, joka perustuu pneumaattiseen kompensointiin, paineen tasapainotus tapahtuu kalvolaatikon elastisen voiman vuoksi;
sähkökosketin, käytetään automaattisissa ohjaus- ja merkinantojärjestelmissä, koska niitä voidaan käyttää mitatun väliaineen säätämiseen koteloon sisäänrakennetun sähkökosketusmekanismin ansiosta;
Differentiaalia käytetään paineen alaisten nesteiden tason, nesteen, höyryn ja kaasun virtausnopeuden mittaamiseen kalvojen avulla.

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

Tilauksesta on olemassa tämän tyyppisiä painemittareita, kuten:

yleisiä teknisiä laitteita käytetään kupariseoksille kemiallisesti neutraalien nesteiden, kaasujen ja höyryjen paineen mittaamiseen;
happi, ne valmistetaan sinisissä koteloissa, joissa O2 on merkitty kellotauluun, niitä käytetään hapen paineen mittaamiseen sylintereissä tai tyhjiöissä;
asetyleeniä käytetään asetyleenin ylipaineen säätelyyn;
vertailulaitteita käytetään muiden instrumenttien tarkistamiseen, koska niillä on korkea tarkkuus;
laivoja käytetään laivoissa ja meriliikenteessä;
rautateitä käytetään rautatieliikenteessä;
tallentimissa on sisäänrakennettu mekanismi, jonka avulla voit toistaa työn tulokset paperille.

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