Galvenā informācija
Šķidrās un gāzveida vielas iedarbojas ar noteiktu spēku uz ķermeņiem, kas ar tām saskaras. Šīs ietekmes lielumu, kas ir atkarīgs no vielas īpašībām un ārējiem faktoriem (temperatūra, kompresija utt.), raksturo spiediena jēdziens.
Spiediens ir attiecība starp spēku, kas darbojas perpendikulāri virsmai, un virsmas laukumu, ja spēks ir vienmērīgi sadalīts pa visu laukumu. Atšķiriet absolūto un manometrisko spiedienu.
Absolūtais spiediens ir kopējais gāzes vai šķidruma spiediens, ņemot vērā visus darbojošos spēkus, ieskaitot atmosfēras gaisa spiedienu. Manometriskais spiediens ir starpība starp absolūto un atmosfēras spiedienu, ja absolūtais spiediens ir lielāks par atmosfēras spiedienu. Inženierzinātnēs, kā likums, mēra pārspiedienu.
Absolūtais spiediens var būt mazāks par atmosfēras spiedienu. Ja tajā pašā laikā to atšķirībai ir maza vērtība, tad to sauc par retināšanu, ja tā ir pietiekami liela - vakuumu.
Spiediena mērītājus izmanto, lai mērītu pārmērīgu spiedienu, tāpēc šo spiedienu bieži sauc par manometrisko spiedienu. Vakuumu un vakuumu mēra ar vakuuma mērītājiem, atmosfēras spiedienu ar barometriem.
Spiediena SI mērvienība ir ņūtons uz kvadrātmetru (N/m2). Taču ražotās ierīces joprojām tiek kalibrētas vecās mērvienībās - ūdens staba milimetros (ūdens staba mm), dzīvsudraba staba milimetros (mm Hg) un tehniskajās atmosfērās (kgf / cm2).
Viena tehniskā atmosfēra ir vienāda ar spiedienu uz 1 cm2 dzīvsudraba kolonnas platību 735,56 mm augstumā 0 ° C temperatūrā vai 10 m augstu ūdens stabu 4 ° C temperatūrā, ti, 1 kgf / cm2 = = 735,56 mm Hg. Art. = 104 mm w.c. Art.
Vakuumu mēra procentos no atmosfēras spiediena vai tādās pašās vienībās kā spiediens. Atmosfēras gaisa spiediena vidējā vērtība tika noteikta daudzu mērījumu rezultātā un ir 760 mm Hg,
Spiediena mērīšana ar manometru
Iesniegts sadaļā: Eksperimenti , Amatniecība , fizika , Eksperimenti | Birkas: Spiediena mērīšana ar manometru, Eksperimenti, Amatniecība, fizika, eksperiments | 2013. gada 20. jūnijs | Svetlana
Lai mērītu gaisa vai gāzes spiedienu trauka iekšpusē ar manometru, šim traukam ir jāpievieno tā gumijas caurule. Pārraugiet šķidruma līmeni abās manometra kājās.
a) Ja šķidrums ir vienā līmenī abos manometra ceļos, uzskata, ka gāzes spiediens traukā ir tāds pats kā apkārtējā gaisa spiediens.
b) Ja šķidruma līmenis manometra īsajā kājā ir zemāks nekā otrā, uzskata, ka spiediens trauka iekšpusē ir lielāks par apkārtējā gaisa spiedienu.
c) Ja šķidrums manometra īsajā kājā ir augstāks nekā otrajā, ņemiet vērā, ka spiediens trauka iekšpusē ir mazāks par apkārtējā gaisa spiedienu.
Atšķiroties šķidruma līmeņiem manometra caurulēs, atmosfēras spiediena un spiediena starpības aprēķins traukā tiek veikts pēc formulas:
Izmantojot spiediena mērītāju, varat veikt šādus eksperimentus.
Stingri uzliekot manometra gumijas caurules galu uz stikla piltuves, pievelciet plato atveri ar gumijas plēvi. Kad šķidrums manometrā ir nomierinājies, nolaidiet piltuvi ūdens spainī. Skatieties, kā spiediens ūdens iekšpusē mainās līdz ar piltuves dziļumu. Uzstādot piltuvi noteiktā dziļumā ūdenī, pagrieziet tās atveri dažādos virzienos, uz augšu un uz leju, sekojot manometra rādījumam.
2. Atveriet skursteni pie krāsns, kas tika izkarsēta īsi pirms eksperimenta. Ievietojiet manometra gumijas cauruli cepeškrāsnī. Paaugstinās ūdens līmenis manometra īsajā kājā. Aprēķiniet siltā gaisa spiedienu krāsnī (ar iegrimi).
3. Sildīšanas paliktņa gumijas maisu nedaudz uzpūtiet ar gaisu un cieši pievienojiet to manometra gumijas caurulei.Nolieciet maisu horizontāli un vienu pēc otras uzlieciet tajā biezas grāmatas (kravu). Spiediena mērītājs labi parādīs maisā aizvērtā gaisa spiediena izmaiņas.
4. Ja iegūstat stikla cauruli ar kopējo garumu aptuveni 1,7 m, varat izgatavot manometru, lai mērītu daudz lielāku pārspiedienu, piemēram, augstāko gaisa spiedienu, pūšot ar muti. Tādā veidā tiek kontrolēts “plaušu stiprums”. Ir nepieciešams pūst nevis saraustīti, bet pakāpeniski palielinot spiedienu.
5. Tas pats instruments var izmērīt lielāko vakuumu, ko rada orālā sūkšana. Šajā gadījumā jums ir jāizvelk gaiss no caurules augšējā gala ar muti.
6. Ja 4. eksperimenta iekārtā caurules īsa elkoņa vietā tiek ievietota šaurumā pievilkta caurule, tad pūšot garajā elkonī no īsās caurules sitīs strūklaka.
E.N. Sokolovs "Jaunajam fiziķim"
Fizika vidusskolai
Barometri. Spiediena mērītāji
Barometri ir instrumenti, ko izmanto atmosfēras spiediena mērīšanai. Dzīvsudraba barometrs (1. att.) sastāv no U veida stikla caurules, kas pildīta ar dzīvsudrabu, kuras viens gals ir noslēgts, bet otrā galā ir atvērta dzīvsudraba tvertne. Barometram ir skala ar milimetru iedaļām, kas tieši mēra atmosfēras spiedienu dzīvsudraba staba milimetros. Tas ir skaitliski vienāds ar dzīvsudraba kolonnas augstumu starp tās līmeņiem barometra slēgtajos un atvērtajos ceļos.
Rīsi. viens
Šādu barometru priekšrocība ir lielāka rādījumu precizitāte. Trūkumi – tie ir apjomīgi, trausli, dzīvsudraba tvaiki ir kaitīgi cilvēka veselībai.
Aneroīda metāla barometrs (2. att.) sastāv no cilindriskas kameras K, no kuras tiek izvadīts gaiss. Kamera ir hermētiski noslēgta ar plānu gofrētu vāku-membrānu M.
Rīsi. 2
Lai atmosfēras spiediens nesaplacinātu membrānu, tā ir savienota ar stieņa T palīdzību ar atsperi P, kas piestiprināta pie instrumenta korpusa. Pie atsperes ir piestiprināta bultiņa C, kuras gals virzās pa skalu W. Mainoties atmosfēras spiedienam, membrāna noliecas uz iekšu vai uz āru un virza bultiņu pa skalu.
Aneroīdu priekšrocības ir tādas, ka tie ir viegli lietojami, izturīgi un maza izmēra. Galvenais trūkums ir tas, ka tie ir mazāk precīzi nekā dzīvsudraba barometri.
Manometrus izmanto spiediena mērīšanai, kas ir lielāks vai mazāks par atmosfēras spiedienu. Manometri ir šķidri un metāliski.
Šķidruma manometru izgatavo U formas caurules veidā ar šķidrumu (parasti ūdeni vai dzīvsudrabu), kura viens elkonis ir savienots ar trauku, kurā jāmēra spiediens (3. att., a). Šķidruma līmenis šajā kājā samazināsies (ja spiediens traukā ir lielāks par atmosfēras spiedienu) vai paaugstināsies (ja tas ir mazāks par atmosfēras spiedienu), salīdzinot ar šķidruma līmeni otrajā kājā. Izmērītais spiediens būs p = pa ±pgh, kur pa - atmosfēras spiediens, pgh - liekā šķidruma kolonnas hidrostatiskais spiediens manometra līkumā.
Rīsi. 3
Lai mērītu spiedienu šķidruma iekšpusē ar šādu manometru, pie viena no tā ceļgaliem, izmantojot gumijas cauruli, tiek piestiprināta plakana kaste, kuras viena puse ir pārklāta ar gumijas plēvi (3. att., b).
Vienkāršākais metāla manometrs ir sakārtots šādi (3. att., c). Plāna elastīga plāksne M - membrāna - hermētiski noslēdz kasti K, no kuras daļēji tiek izvadīts gaiss. Membrānai ir piestiprināts rādītājs P, kas griežas ap asi O. Kad ierīce ir iegremdēta šķidrumā, membrāna spiediena spēku iedarbībā izliecas, un tās novirze tiek pārnesta uz rādītāju, kas pārvietojas pa skalu.
Instrumentu klasifikācija
Spiediena mērītāju veidi atšķiras divos veidos: pēc indikatora veida, ko tie mēra, un pēc darbības principa.
Saskaņā ar pirmo pazīmi tie ir sadalīti:
- instrumenti, kas paredzēti atmosfēras spiediena mērīšanai, citādi tos sauc par barometriem;
- instrumenti, kas mēra lieko un absolūto;
- vakuuma mērītāji, kas paredzēti atmosfēras un absolūtā spiediena starpības mērīšanai;
- manometri, mēra nelielu (līdz 40 kPa) pārspiedienu;
- tagonometri, vakuuma mērinstrumentu veids, kas mēra 40 kPa augšējās robežas pārspiedienu;
- diferenciālā spiediena mērītāji, izmēra spiediena starpību.
Tie darbojas pēc principa līdzsvarot spiediena starpību ar noteiktu spēku. Tāpēc manometru ierīce ir atšķirīga atkarībā no tā, kā tieši notiek šī balansēšana.
Saskaņā ar darbības principu tie ir sadalīti:
- šķidrums, spiediena starpības līdzsvarošana šādās ierīcēs rodas šķidruma kolonnas hidrostatiskā spiediena dēļ, ierīce izmanto kuģu saziņas principu;
- atsperei ir vienkāršs dizains, un tās plaši izmanto, lai mērītu barotnes spiedienu plašā diapazonā;
- membrāna, pamatojoties uz pneimatisko kompensāciju, spiediena balansēšana notiek membrānas kastes elastīgā spēka dēļ;
- elektrokontakts, ko izmanto automātiskās vadības un signalizācijas sistēmās, jo tos var izmantot mērītās vides regulēšanai, pateicoties korpusā iebūvētajam elektrokontakta mehānismam;
- diferenciāli izmanto, lai mērītu zem spiediena esošo šķidrumu līmeni, šķidruma, tvaika un gāzes plūsmas ātrumu, izmantojot diafragmas.
https://youtube.com/watch?v=MLdd1XPX7cA
Pēc pieraksta ir tādi manometri kā:
- vispārīgos tehniskos instrumentus izmanto, lai mērītu šķidrumu, gāzu un tvaiku spiedienu, kas ir ķīmiski neitrāli vara sakausējumiem;
- skābeklis, tie tiek ražoti zilos korpusos ar O2 norādītu uz ciparnīcas, tos izmanto skābekļa spiediena mērīšanai cilindros vai vakuumā;
- acetilēnu izmanto, lai kontrolētu acetilēna pārspiedienu;
- atsauces tiek izmantotas, lai pārbaudītu citus instrumentus, jo tiem ir augsta precizitāte;
- kuģus izmanto kuģos un jūras transportā;
- dzelzceļu izmanto dzelzceļa transportā;
- ierakstītājos ir iebūvēts mehānisms, kas ļauj reproducēt darba rezultātu uz papīra.
https://youtube.com/watch?v=rq3BMjXM7PY
