Manometras žemam dujinės terpės slėgiui matuoti

Bendra informacija

Skystos ir dujinės medžiagos tam tikra jėga veikia su jomis besiliečiančius kūnus. Šio poveikio dydis, priklausantis nuo medžiagos savybių ir išorinių veiksnių (temperatūros, suspaudimo ir kt.), apibūdinamas slėgio sąvoka.

Slėgis yra jėgos, veikiančios statmenai paviršiui, ir paviršiaus ploto santykis, jei jėga yra tolygiai paskirstyta visame plote. Atskirkite absoliutųjį ir manometrinį slėgį.

Absoliutus slėgis yra bendras dujų ar skysčio slėgis, atsižvelgiant į visas veikiančias jėgas, įskaitant atmosferos oro slėgį. Manometrinis slėgis yra skirtumas tarp absoliutaus ir atmosferos slėgio, jei absoliutus slėgis yra didesnis už atmosferos slėgį. Inžinerijoje, kaip taisyklė, matuojamas perteklinis slėgis.

Absoliutus slėgis gali būti mažesnis už atmosferos slėgį. Jei tuo pačiu metu jų skirtumas yra mažas, tai vadinama retėjimu, jei pakankamai didelis - vakuumu.

Slėgio matuokliai naudojami viršslėgiui matuoti, todėl šis slėgis dažnai vadinamas manometriniu slėgiu. Vakuumas ir vakuumas matuojami vakuuminiais matuokliais, atmosferos slėgis – barometrais.

Slėgio SI vienetas yra niutonas kvadratiniam metrui (N/m2). Tačiau gaminami prietaisai vis dar kalibruojami senais vienetais – vandens stulpelio milimetrais (vandens stulpelio mm), gyvsidabrio stulpelio milimetrais (mm Hg) ir techninėmis atmosferomis (kgf / cm2).

Viena techninė atmosfera yra lygi slėgiui 1 cm2 plote gyvsidabrio stulpelio, kurio aukštis yra 735,56 mm, esant 0 ° C temperatūrai, arba 10 m aukščio vandens stulpelyje esant 4 ° C temperatūrai, ty 1 kgf / cm2 = = 735,56 mm Hg. Art. = 104 mm w.c. Art.

Vakuumas matuojamas procentais nuo atmosferos slėgio arba tais pačiais vienetais kaip ir slėgis. Vidutinė atmosferos oro slėgio vertė buvo nustatyta daugelio matavimų metu ir yra 760 mm Hg,

Slėgio matavimas manometru

Filed under: Eksperimentai , Amatai , fizika , Eksperimentai | Žymos: Slėgio matavimas manometru, Eksperimentai, Amatai, fizika, eksperimentas | 2013 m. birželio 20 d. | Svetlana

Norint manometru išmatuoti oro ar dujų slėgį indo viduje, prie šio indo būtina pritvirtinti jo guminį vamzdelį. Stebėkite skysčio lygį abiejose manometro kojose.
a) Jei skystis yra tame pačiame lygyje abiejuose manometro keliuose, dujų slėgis indo viduje yra toks pat kaip aplinkinio oro slėgis.
b) Jei skysčio lygis trumpoje manometro kojele yra žemesnis nei kitoje, slėgis indo viduje yra didesnis nei aplinkos oro slėgis.

c) Jei skystis trumpoje manometro kojele yra didesnis nei kitoje, mano, kad slėgis indo viduje yra mažesnis nei aplinkinio oro slėgis.

Esant skysčio lygių skirtumams manometro vamzdeliuose, atmosferos slėgio ir slėgio skirtumas inde apskaičiuojamas pagal formulę:

Naudodami slėgio matuoklį galite atlikti šiuos eksperimentus.
Tvirtai uždėję manometro guminio vamzdelio galą ant stiklinio piltuvo, plačią angą priveržkite gumine plėvele. Kai skystis manometre nurims, nuleiskite piltuvą į kibirą vandens. Stebėkite, kaip slėgis vandens viduje keičiasi priklausomai nuo piltuvo gylio. Įrengę piltuvą tam tikrame gylyje vandenyje, pasukite jo angą įvairiomis kryptimis aukštyn ir žemyn, vadovaudamiesi manometro rodmenimis.
2. Atidarykite kaminą prie krosnies, kuri buvo iškaitinta prieš pat eksperimentą. Manometro guminį vamzdelį įkiškite į orkaitę. Pakyla vandens lygis trumpoje manometro kojoje. Apskaičiuokite šilto oro slėgį krosnyje (su trauka).
3. Šiek tiek pripūskite medicininio šildymo pagalvėlės guminį maišelį oru ir tvirtai prijunkite prie manometro guminio vamzdelio.Krepšį paguldykite horizontaliai ir vieną po kitos dėkite ant jo storas knygas (krovinį). Manometras gerai parodys oro slėgio pokytį uždarytame maišelyje.
4. Jei gaunate stiklinį vamzdelį, kurio bendras ilgis yra apie 1,7 m, galite pasigaminti manometrą, kuris matuotų daug didesnį perteklinį slėgį, pavyzdžiui, didžiausią oro slėgį pučiant burna. Tokiu būdu kontroliuojamas „plaučių stiprumas“. Pūsti reikia ne trūkčiojant, o palaipsniui didinant slėgį.

5. Ta pati priemonė gali išmatuoti didžiausią vakuumą, susidarantį siurbiant per burną. Tokiu atveju reikia ištraukti orą iš viršutinio vamzdelio galo burna.
6. Jei 4-ojo eksperimento įrenginyje vietoj trumpos vamzdžio alkūnės įkišamas iki susiaurėjimo pritrauktas vamzdelis, tai pučiant į ilgą alkūnę, iš trumpo vamzdelio plaks fontanas.

E.N. Sokolovas „Jaunam fizikui“

Fizika vidurinei mokyklai

Barometrai. Slėgio matuokliai

Barometrai yra prietaisai, naudojami atmosferos slėgiui matuoti. Gyvsidabrio barometras (1 pav.) susideda iš U formos stiklinio vamzdelio, užpildyto gyvsidabriu, kurio vienas galas yra sandarus, o kitame gale yra atviras gyvsidabrio rezervuaras. Barometras turi skalę su milimetrų padalomis, kurios tiesiogiai matuoja atmosferos slėgį gyvsidabrio stulpelio milimetrais. Jis skaičiais lygus gyvsidabrio stulpelio aukščiui tarp jo lygių uždaruose ir atviruose barometro keliuose.

Ryžiai. vienas

Tokių barometrų privalumas – didesnis rodmenų tikslumas. Trūkumai – jie tūriniai, trapūs, gyvsidabrio garai kenkia žmogaus sveikatai.

Aneroidinis metalinis barometras (2 pav.) susideda iš cilindrinės kameros K, iš kurios pašalinamas oras. Kamera hermetiškai uždaryta plonu gofruotu dangteliu-membrana M.

Ryžiai. 2

Kad atmosferos slėgis nesuplotų membranos, ji yra sujungta strypu T su spyruokle P, pritvirtinta prie prietaiso korpuso. Prie spyruoklės pritvirtinta rodyklė C, kurios galas juda pagal skalę W. Keičiantis atmosferos slėgiui, membrana pasilenkia į vidų arba į išorę ir perkelia rodyklę išilgai skalės.

Aneroidų pranašumai yra tai, kad juos lengva naudoti, jie yra patvarūs ir nedideli. Pagrindinis trūkumas yra tas, kad jie yra mažiau tikslūs nei gyvsidabrio barometrai.

Slėgio matuokliai naudojami slėgiui, didesniam ar mažesniam už atmosferos slėgį, matuoti. Manometrai yra skysti ir metaliniai.

Skysčio manometras gaminamas U formos vamzdelio pavidalu su skysčiu (dažniausiai vandeniu arba gyvsidabriu), kurio viena alkūnė prijungta prie indo, kuriame turi būti matuojamas slėgis (3 pav., a). Skysčio lygis šioje kojoje sumažės (jei slėgis inde didesnis už atmosferos slėgį) arba pakils (jei mažesnis už atmosferos slėgį), lyginant su skysčio lygiu antroje kojoje. Išmatuotas slėgis bus p = p_a ±pgh, kur p_a - atmosferos slėgis, pgh - perteklinio skysčio kolonėlės hidrostatinis slėgis manometro alkūnėje.

Ryžiai. 3

Norint matuoti slėgį skysčio viduje tokiu manometru, prie vieno iš jo kelių guminiu vamzdeliu pritvirtinama plokščia dėžė, kurios viena pusė padengta gumine plėvele (3 pav., b).

Paprasčiausias metalinis manometras yra išdėstytas taip (3 pav., c). Plona elastinga plokštelė M – membrana – hermetiškai uždaro dėžę K, iš kurios dalinai pašalinamas oras. Prie membranos pritvirtintas rodyklė P, besisukanti apie ašį O. Panardinus prietaisą į skystį, veikiant slėgio jėgoms, membrana sulinksta, o jos įlinkis perkeliamas į skalę judančią rodyklę.

Instrumentų klasifikacija

Manometrų tipai skiriasi dviem būdais: pagal indikatoriaus tipą ir veikimo principą.

Pagal pirmąją savybę jie skirstomi į:

• prietaisai, skirti matuoti atmosferos slėgį, kitaip jie vadinami barometrais;
• pertekliaus ir absoliutaus matavimo prietaisai;
• Vakuuminiai matuokliai, skirti matuoti atmosferos ir absoliutaus slėgio skirtumą;
• manometrai, matuoja nedidelį (iki 40 kPa) viršslėgį;
• tagonometrai – vakuumo matuokliai, matuojantys 40 kPa viršutinės ribos perteklinį slėgį;
• slėgio skirtumo matuokliai, išmatuokite slėgio skirtumą.

Jie veikia slėgio skirtumo subalansavimo su tam tikra jėga principu. Todėl manometrų įtaisas yra skirtingas, priklausomai nuo to, kaip tiksliai vyksta šis balansavimas.

Pagal veikimo principą jie skirstomi į:

• skystis, slėgio skirtumo balansavimas tokiuose įrenginiuose atsiranda dėl hidrostatinio skysčio kolonėlės slėgio, įrenginyje naudojamas indų susisiekimo principas;
• spyruoklės yra paprastos konstrukcijos ir yra plačiai naudojamos terpės slėgiui matuoti plačiu diapazonu;
• membrana, pagrįsta pneumatine kompensacija, slėgio balansavimas atsiranda dėl membranos dėžutės elastinės jėgos;
• elektrokontaktas, naudojamas automatinėse valdymo ir signalizacijos sistemose, nes jais galima reguliuoti išmatuotą terpę dėl korpuse įmontuoto elektrokontaktinio mechanizmo;
• Skirtumas yra naudojamas skysčių, veikiančių esant slėgiui, lygiui, skysčio, garų ir dujų srautui matuoti naudojant diafragmas.

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

Pagal susitarimą yra tokių manometrų tipų:

• vario lydiniams chemiškai neutralių skysčių, dujų ir garų slėgiui matuoti naudojami bendrieji techniniai prietaisai;
• deguonies, jie gaminami mėlynuose dėkluose su ciferblate nurodyta O2, naudojami deguonies slėgiui balionuose arba vakuumuose matuoti;
• acetilenas naudojamas acetileno pertekliniam slėgiui kontroliuoti;
• etaloniniai naudojami kitiems instrumentams patikrinti, nes jie turi didelį tikslumą;
• laivai naudojami laivuose ir jūrų transporte;
• geležinkeliai naudojami geležinkelių transporte;
• registratoriai turi įmontuotą mechanizmą, leidžiantį atgaminti darbo rezultatą popieriuje.

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