מנומטר למדידת לחץ נמוך של תווך גזי

מידע כללי

חומרים נוזליים וגזים פועלים בכוח מסוים על הגופים במגע איתם. עוצמת ההשפעה הזו, התלויה בתכונות החומר ובגורמים חיצוניים (טמפרטורה, דחיסה וכו'), מאופיינת במושג לחץ.

לחץ הוא היחס בין הכוח הפועל בניצב לפני השטח לשטח הפנים, בתנאי שהכוח מתחלק באופן אחיד על כל השטח. הבחנה בין לחץ מוחלט ללחץ.

לחץ מוחלט הוא הלחץ הכולל של גז או נוזל, תוך התחשבות בכל הכוחות הפועלים, כולל לחץ האוויר האטמוספרי. לחץ מד הוא ההבדל בין לחץ מוחלט לאטמוספרי, בתנאי שהלחץ המוחלט גדול מהלחץ האטמוספרי. בהנדסה, ככלל, נמדד לחץ עודף.

לחץ מוחלט יכול להיות פחות מלחץ אטמוספרי. אם באותו זמן ההבדל שלהם יש ערך קטן, אז זה נקרא נדיר, אם הוא גדול מספיק - ואקום.

מדי לחץ משמשים למדידת לחץ עודף, וזו הסיבה שלחץ זה נקרא לעתים קרובות לחץ מודד. ואקום ואקום נמדדים עם מדי ואקום, לחץ אטמוספרי עם ברומטרים.

יחידת SI ללחץ היא ניוטון למ"ר (N/m2). עם זאת, מכשירים מיוצרים עדיין מכוילים ביחידות ישנות - מילימטרים של עמודת מים (מ"מ של עמודת מים), מילימטרים של עמודת כספית (מ"מ כספית) ואטמוספרות טכניות (kgf / cm2).

אטמוספרה טכנית אחת שווה ללחץ על שטח של 1 ס"מ2 של עמוד כספית בגובה 735.56 מ"מ בטמפרטורה של 0 מעלות צלזיוס או עמוד מים בגובה 10 מ' בטמפרטורה של 4 מעלות צלזיוס, כלומר 1 ק"ג / ס"מ. = = 735.56 מ"מ כספית. אומנות. = 104 מ"מ שוקל אומנות.

ואקום נמדד כאחוז מהלחץ האטמוספרי, או באותן יחידות כמו הלחץ. הערך הממוצע של לחץ האוויר האטמוספרי נקבע כתוצאה ממספר רב של מדידות והוא 760 מ"מ כספית,

מדידת לחץ באמצעות מנומטר

מתויק תחת: ניסויים , מלאכת יד , פיזיקה , ניסויים | תגיות: מדידת לחץ במנומטר, ניסויים, מלאכת יד, פיזיקה, ניסוי | 20 ביוני 2013 | סבטלנה

כדי למדוד את לחץ האוויר או הגז בתוך כלי עם מד לחץ, יש צורך לחבר את צינור הגומי שלו לכלי זה. עקוב אחר מפלס הנוזל בשתי רגלי המנומטר.
א) אם הנוזל נמצא באותה רמה בשתי הברכיים של המנומטר, ראה את לחץ הגז בתוך הכלי זהה ללחץ האוויר שמסביב.
ב) אם מפלס הנוזל ברגל הקצרה של המנומטר נמוך יותר מאשר באחר, ראה שהלחץ בתוך הכלי גדול יותר מלחץ האוויר הסביבתי.

ג) אם הנוזל ברגל הקצרה של המנומטר גבוה יותר מאשר ברגל השנייה, קחו בחשבון שהלחץ בתוך הכלי קטן מהלחץ של האוויר שמסביב.

עם הבדל ברמות הנוזל בצינורות המנומטר, חישוב הפרש הלחץ והלחץ האטמוספרי בכלי נעשה לפי הנוסחה:

אתה יכול לעשות את הניסויים הבאים באמצעות מד הלחץ שלך.
שים את קצה צינור הגומי של המנומטר בחוזקה על משפך הזכוכית, הדקו את הפתח הרחב עם סרט גומי. כשהנוזל במד הלחץ נרגע, הורידו את המשפך לתוך דלי מים. צפו כיצד הלחץ בתוך המים משתנה עם עומק המשפך. לאחר התקנת המשפך בעומק מסוים במים, סובב את החור שלו לכיוונים שונים, למעלה ולמטה, בעקבות קריאת מד הלחץ.
2. פתחו את הארובה בתנור שחומם החוצה זמן קצר לפני הניסוי. הכנס את צינור הגומי של מד הלחץ לתנור. מפלס המים ברגל הקצרה של מד הלחץ עולה. חשב את הלחץ של אוויר חם בכבשן (עם טיוטה).
3. נפחו מעט את שקית הגומי של כרית החימום באוויר וחברו אותה בחוזקה לצינור הגומי של המנומטר.הניחו את התיק בצורה אופקית והניחו עליו ספרים עבים (עומס) בזה אחר זה. מד הלחץ יראה היטב את השינוי בלחץ האוויר הסגור בתיק.
4. אם מקבלים צינור זכוכית באורך כולל של כ-1.7 מ', אפשר להכין מד לחץ כדי למדוד לחץ עודף הרבה יותר גבוה, למשל, לחץ האוויר הגבוה ביותר בעת נשיפה דרך הפה. בדרך זו נשלט "חוזק הריאות". יש צורך לנשוף לא בקטטות, אלא בהדרגה להגביר את הלחץ.

5. אותו מכשיר יכול למדוד את הוואקום הגדול ביותר שנוצר בשאיבה דרך הפה. במקרה זה, אתה צריך למשוך אוויר מהקצה העליון של הצינור עם הפה.
6. אם במכשיר של הניסוי הרביעי, במקום מרפק קצר של הצינור, מחדירים צינור שנמשך לצר, אז כאשר נושפים לתוך המרפק הארוך, מזרקה תפעום מהצינור הקצר.

E.N. סוקולוב "לפיזיקאי הצעיר"

פיזיקה לתיכון

ברומטרים. מדי לחץ

ברומטרים הם מכשירים המשמשים למדידת לחץ אטמוספרי. ברומטר הכספית (איור 1) מורכב מצינור זכוכית בצורת U מלא בכספית, שקצהו האחד אטום, וקצהו השני מכיל מאגר פתוח של כספית. לברומטר יש סולם עם חלוקות מילימטר, המודד ישירות לחץ אטמוספרי במילימטרים של כספית. הוא שווה מספרית לגובה עמוד הכספית בין רמותיו בברכיים הסגורות והפתוחות של הברומטר.

אורז. אחד

היתרון של ברומטרים כאלה הוא הדיוק הגדול יותר של הקריאות. חסרונות - הם מגושמים, שבירים, אדי כספית מזיקים לבריאות האדם.

ברומטר מתכת אנרואידי (איור 2) מורכב מתא גלילי K שממנו פונה האוויר. החדר אטום הרמטית עם קרום מכסה גלי דק M.

אורז. 2

כדי שלחץ אטמוספרי לא ישטוח את הממברנה, הוא מחובר באמצעות מוט T עם קפיץ P קבוע על מארז המכשיר. לקפיץ מחובר חץ C שקצהו נע לאורך סולם W. כאשר הלחץ האטמוספרי משתנה, הקרום מתכופף פנימה או החוצה ומניע את החץ לאורך הסולם.

היתרונות של אנרואידים הם שהם קלים לשימוש, עמידים וקטנים בגודלם. החיסרון העיקרי הוא שהם פחות מדויקים מברומטרים כספית.

מנומטרים משמשים למדידת לחץ, גדול או קטן מלחץ אטמוספרי. מנומטרים הם נוזל ומתכת.

מנוטר נוזלים עשוי בצורת צינור בצורת U עם נוזל (בדרך כלל מים או כספית), שאחד מהם מחובר לכלי שבו יש למדוד את הלחץ (איור 3, א). מפלס הנוזל ברגל זו תקטן (אם הלחץ בכלי גדול מהלחץ האטמוספרי) או תעלה (אם הוא קטן מהלחץ האטמוספרי) בהשוואה לרמת הנוזל ברגל השנייה. הלחץ הנמדד יהיה p = p_א ±pgh, שבו p_א - לחץ אטמוספרי, pgh - לחץ הידרוסטטי של עמודת הנוזלים העודפים במרפק המנומטר.

אורז. 3

כדי למדוד את הלחץ בתוך הנוזל עם מד לחץ כזה, מחברים קופסה שטוחה לאחת מברכיו באמצעות צינור גומי שצד אחד שלו מכוסה בסרט גומי (איור 3, ב).

מנמטר המתכת הפשוט ביותר מסודר באופן הבא (איור 3, ג). פלטה אלסטית דקה M - ממברנה - סוגרת הרמטית את הקופסה K, ממנה האוויר פונה חלקית. מצביע P מחובר לממברנה, המסתובב סביב ציר O. כאשר המכשיר שקוע בנוזל, הממברנה מתכופפת בפעולת כוחות הלחץ, והסטייה שלו מועברת למצביע הנע לאורך הסולם.

סיווג מכשירים

סוגי מדי הלחץ נבדלים בשתי דרכים: לפי סוג המחוון שהם מודדים ולפי עקרון הפעולה.

לפי התכונה הראשונה, הם מחולקים ל:

• מכשירים שנועדו למדוד לחץ אטמוספרי, אחרת הם נקראים ברומטרים;
• מכשירים המודדים עודף ומוחלט;
• מדי ואקום, שנועדו למדוד את ההבדל בין לחצים אטמוספריים ללחצים מוחלטים;
• מדי לחץ, למדוד לחץ יתר קטן (עד 40 kPa);
• טגונומטרים, סוג של מד ואקום המודד את הלחץ העודף של הגבול העליון של 40 kPa;
• מדי לחץ הפרש, למדוד את ההבדל בלחץ.

הם עובדים על העיקרון של איזון הפרש הלחץ בכוח מסוים. לכן, המכשיר של מדי לחץ שונה, תלוי איך בדיוק מתרחש איזון זה.

על פי עקרון הפעולה, הם מחולקים ל:

• נוזל, איזון הפרש הלחץ במכשירים כאלה מתרחש עקב הלחץ ההידרוסטטי של עמודת הנוזל, המכשיר משתמש בעקרון של כלי תקשורת;
• לקפיץ יש עיצוב פשוט, והם נמצאים בשימוש נרחב למדידת הלחץ של המדיום בטווח רחב;
• קרום, המבוסס על פיצוי פנאומטי, איזון לחץ מתרחש עקב הכוח האלסטי של תיבת הממברנה;
• electrocontact, המשמש במערכות בקרה ואיתות אוטומטיות, שכן ניתן להשתמש בהן לוויסות המדיום הנמדד בשל מנגנון electrocontact המובנה במארז;
• דיפרנציאל משמש למדידת רמת הנוזלים בלחץ, קצב הזרימה של נוזל, קיטור וגז באמצעות דיאפרגמות.

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

בתיאום מראש, ישנם סוגים של מנומטרים כמו:

• מכשירים טכניים כלליים משמשים למדידת הלחץ של נוזלים, גזים ואדים שהם ניטרליים מבחינה כימית לסגסוגות נחושת;
• חמצן, הם מיוצרים במקרים כחולים עם O2 מסומן על החוגה, הם משמשים למדידת לחץ חמצן בגלילים או שואבים;
• אצטילן משמשים לשליטה בלחץ העודף של אצטילן;
• משתמשים בהפניה לבדיקת מכשירים אחרים, מכיוון שיש להם דיוק גבוה;
• ספינות משמשות בספינות ותחבורה ימית;
• רכבות משמשות בהובלת רכבת;
• למקליטים יש מנגנון מובנה המאפשר לשחזר את התוצאה של עבודה על נייר.

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