Manometer voor het meten van lage druk van een gasvormig medium

Algemene informatie

Vloeibare en gasvormige stoffen werken met een bepaalde kracht op de lichamen die ermee in contact komen. De omvang van dit effect, dat afhangt van de eigenschappen van de stof en externe factoren (temperatuur, compressie, etc.), wordt gekenmerkt door het begrip druk.

Druk is de verhouding tussen de kracht die loodrecht op het oppervlak werkt en het oppervlak, op voorwaarde dat de kracht gelijkmatig over het hele oppervlak wordt verdeeld. Maak onderscheid tussen absolute en overdruk.

Absolute druk is de totale druk van een gas of vloeistof, rekening houdend met alle werkende krachten, inclusief de druk van atmosferische lucht. Overdruk is het verschil tussen absolute en atmosferische druk, op voorwaarde dat de absolute druk groter is dan de atmosferische druk. In de techniek wordt in de regel overdruk gemeten.

De absolute druk kan lager zijn dan de atmosferische druk. Als hun verschil tegelijkertijd een kleine waarde heeft, wordt het verdunning genoemd, als het groot genoeg is - vacuüm.

Manometers worden gebruikt om overdruk te meten, daarom wordt deze druk vaak overdruk genoemd. Vacuüm en vacuüm worden gemeten met vacuümmeters, atmosferische druk met barometers.

De SI-eenheid voor druk is newton per vierkante meter (N/m2). Gefabriceerde apparaten worden echter nog steeds gekalibreerd in oude eenheden - millimeter waterkolom (mm waterkolom), millimeter kwikkolom (mm Hg) en technische atmosferen (kgf / cm2).

Eén technische atmosfeer is gelijk aan de druk op een oppervlakte van 1 cm2 van een kwikkolom 735,56 mm hoog bij een temperatuur van 0°C of een waterkolom van 10 m hoog bij een temperatuur van 4°C, oftewel 1 kgf/cm2 = = 735,56 mmHg. Kunst. = 104 mm w.c. Kunst.

Vacuüm wordt gemeten als een percentage van de atmosferische druk, of in dezelfde eenheden als druk. De gemiddelde waarde van de atmosferische luchtdruk werd bepaald als resultaat van talrijke metingen en is 760 mm Hg,

Druk meten met een manometer

Gearchiveerd onder: Experimenten , Ambachten , natuurkunde , Experimenten | Tags: Drukmeting met een manometer, Experimenten, Ambachten, natuurkunde, experiment | 20 juni 2013 | Svetlana

Om de druk van lucht of gas in een vat te meten met een manometer, is het noodzakelijk om de rubberen buis aan dit vat te bevestigen. Controleer het vloeistofpeil in beide poten van de manometer.
a) Als de vloeistof zich in beide knieën van de manometer op hetzelfde niveau bevindt, moet u ervan uitgaan dat de druk van het gas in het vat gelijk is aan de druk van de omringende lucht.
b) Als het vloeistofniveau in het korte been van de manometer lager is dan in het andere, moet u de druk in het vat als groter beschouwen dan de omgevingsluchtdruk.

c) Als de vloeistof in het korte been van de manometer hoger is dan in het andere been, bedenk dan dat de druk in het vat lager is dan de druk van de omringende lucht.

Bij een verschil in vloeistofniveaus in de manometerbuizen wordt het verschil in atmosferische druk en druk in het vat berekend volgens de formule:

U kunt de volgende experimenten doen met uw manometer.
Plaats het uiteinde van de rubberen buis van de manometer stevig op de glazen trechter en draai de brede opening vast met een rubberen film. Wanneer de vloeistof in de manometer is gekalmeerd, laat u de trechter in een emmer water zakken. Kijk hoe de druk in het water verandert met de diepte van de trechter. Nadat u de trechter op een bepaalde diepte in het water hebt geïnstalleerd, draait u het gat in verschillende richtingen, op en neer, volgens de aflezing van de manometer.
2. Open de schoorsteen bij de oven die kort voor het experiment werd opgewarmd. Plaats de rubberen buis van de manometer in de oven. Het waterpeil in het korte been van de manometer stijgt. Bereken de druk van warme lucht in de oven (met trek).
3. Blaas de rubberen zak van het verwarmingskussen een beetje op met lucht en sluit deze stevig aan op de rubberen buis van de manometer.Leg de zak horizontaal en leg er een voor een dikke boeken (laden) op. De manometer zal goed de verandering in luchtdruk in de zak laten zien.
4. Als je een glazen buis krijgt met een totale lengte van ongeveer 1,7 m, kun je een manometer maken om een ​​veel hogere overdruk te meten, bijvoorbeeld de hoogste luchtdruk bij het blazen met de mond. Op deze manier wordt de "kracht van de longen" gecontroleerd. Het is noodzakelijk om niet schokkerig te blazen, maar geleidelijk de druk op te voeren.

5. Hetzelfde instrument kan het grootste vacuüm meten dat wordt gecreëerd door orale afzuiging. In dit geval moet u met uw mond lucht uit het bovenste uiteinde van de buis trekken.
6. Als in het apparaat van het 4e experiment, in plaats van een korte elleboog van de buis, een te smal getrokken buis wordt ingebracht, dan zal bij het blazen in de lange elleboog een fontein uit de korte buis slaan.

EN Sokolov "Aan de jonge natuurkundige"

Natuurkunde voor de middelbare school

Barometers. Manometers

Barometers zijn instrumenten die worden gebruikt om de atmosferische druk te meten. De kwikbarometer (Fig. 1) bestaat uit een U-vormige glazen buis gevuld met kwik, waarvan het ene uiteinde is afgedicht en het andere uiteinde een open reservoir met kwik bevat. De barometer heeft een schaalverdeling in millimeters, die de atmosferische druk direct in millimeters kwik meet. Het is numeriek gelijk aan de hoogte van de kwikkolom tussen de niveaus in de gesloten en open knieën van de barometer.

Rijst. een

Het voordeel van dergelijke barometers is de grotere nauwkeurigheid van de metingen. Nadelen - ze zijn omvangrijk, kwetsbaar, kwikdamp is schadelijk voor de menselijke gezondheid.

Een aneroïde metalen barometer (Fig. 2) bestaat uit een cilindrische kamer K waaruit de lucht wordt afgevoerd. De kamer is hermetisch afgesloten met een dun gegolfd dekselmembraan M.

Rijst. 2

Om ervoor te zorgen dat de atmosferische druk het membraan niet plat maakt, is het verbonden door middel van een staaf T met een veer P die op de instrumentenkast is bevestigd. Aan de veer is een pijl C bevestigd waarvan het uiteinde beweegt langs de schaal van W. Wanneer de atmosferische druk verandert, buigt het membraan naar binnen of naar buiten en beweegt de pijl langs de schaal.

De voordelen van aneroïden zijn dat ze gemakkelijk te gebruiken, duurzaam en klein van formaat zijn. Het grootste nadeel is dat ze minder nauwkeurig zijn dan kwikbarometers.

Manometers worden gebruikt om druk te meten, groter of kleiner dan de atmosferische druk. Manometers zijn vloeibaar en van metaal.

Een vloeistofmanometer is gemaakt in de vorm van een U-vormige buis met een vloeistof (meestal water of kwik), waarvan één elleboog is verbonden met het vat waarin de druk moet worden gemeten (Fig. 3, a). Het vloeistofniveau in dit been zal dalen (als de druk in het vat groter is dan atmosferische druk) of stijgen (als het lager is dan atmosferische druk) ten opzichte van het vloeistofniveau in het tweede been. De gemeten druk is p = p_een ±pgh, waarbij p_een - atmosferische druk, pgh - hydrostatische druk van de overtollige vloeistofkolom in de manometerelleboog.

Rijst. 3

Om de druk in de vloeistof te meten met zo'n manometer, wordt een platte doos op een van zijn knieën bevestigd met behulp van een rubberen buis, waarvan een zijde is bedekt met een rubberen film (Fig. 3, b).

De eenvoudigste metalen manometer is als volgt gerangschikt (Fig. 3, c). Een dunne elastische plaat M - een membraan - sluit de doos K hermetisch af, waaruit de lucht gedeeltelijk wordt geëvacueerd. Een wijzer P is aan het membraan bevestigd en roteert om de as O. Wanneer het apparaat wordt ondergedompeld in een vloeistof, buigt het membraan onder invloed van drukkrachten en wordt de afbuiging ervan overgebracht naar de wijzer die langs de schaal beweegt.

Instrument classificatie

De soorten manometers verschillen op twee manieren: door het type indicator dat ze meten en door het werkingsprincipe.

Volgens het eerste kenmerk zijn ze onderverdeeld in:

• instrumenten ontworpen om atmosferische druk te meten, anders worden ze barometers genoemd;
• instrumenten die overmaat en absoluut meten;
• vacuümmeters, ontworpen om het verschil tussen atmosferische en absolute druk te meten;
• manometers, meet kleine (tot 40 kPa) overdruk;
• tagonometers, een soort vacuümmeter die de overdruk meet van de bovengrens van 40 kPa;
• verschildrukmeters, meet het drukverschil.

Ze werken volgens het principe van het balanceren van het drukverschil met een bepaalde kracht. Daarom is het apparaat van manometers anders, afhankelijk van hoe deze balancering precies plaatsvindt.

Volgens het werkingsprincipe zijn ze onderverdeeld in:

• vloeistof, het balanceren van het drukverschil in dergelijke apparaten vindt plaats vanwege de hydrostatische druk van de vloeistofkolom, het apparaat maakt gebruik van het principe van communicerende vaten;
• veer heeft een eenvoudig ontwerp en wordt veel gebruikt om de druk van het medium in een breed bereik te meten;
• membraan, gebaseerd op pneumatische compensatie, drukbalancering vindt plaats vanwege de elastische kracht van de membraandoos;
• elektrocontact, gebruikt in automatische controle- en signaleringssystemen, omdat ze kunnen worden gebruikt om het gemeten medium te regelen dankzij het elektrocontactmechanisme dat in de behuizing is ingebouwd;
• differentieel worden gebruikt om het niveau van vloeistoffen onder druk, de stroomsnelheid van vloeistof, stoom en gas te meten met behulp van membranen.

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

Op afspraak zijn er soorten manometers als:

• algemene technische instrumenten worden gebruikt om de druk te meten van vloeistoffen, gassen en dampen die chemisch neutraal zijn voor koperlegeringen;
• zuurstof, ze worden geproduceerd in blauwe kasten met O2 aangegeven op de wijzerplaat, ze worden gebruikt om de zuurstofdruk in cilinders of stofzuigers te meten;
• acetyleen wordt gebruikt om de overdruk van acetyleen te beheersen;
• referentie-instrumenten worden gebruikt om andere instrumenten te controleren, omdat ze een hoge nauwkeurigheid hebben;
• schepen worden gebruikt in schepen en maritiem transport;
• spoor worden gebruikt in het spoorvervoer;
• recorders hebben een ingebouwd mechanisme waarmee u het resultaat van werk op papier kunt reproduceren.

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