Manometr do pomiaru niskiego ciśnienia czynnika gazowego

Informacje ogólne

Substancje płynne i gazowe działają z określoną siłą na ciała mające z nimi kontakt. Wielkość tego efektu, który zależy od właściwości substancji i czynników zewnętrznych (temperatura, ściskanie itp.), charakteryzuje się pojęciem ciśnienia.

Ciśnienie to stosunek siły działającej prostopadle do powierzchni do pola powierzchni, pod warunkiem, że siła jest równomiernie rozłożona na całej powierzchni. Rozróżnij ciśnienie bezwzględne i nadciśnieniowe.

Ciśnienie bezwzględne to całkowite ciśnienie gazu lub cieczy, uwzględniające wszystkie działające siły, w tym ciśnienie atmosferyczne. Ciśnienie względne to różnica między ciśnieniem bezwzględnym a atmosferycznym, pod warunkiem, że ciśnienie bezwzględne jest większe niż ciśnienie atmosferyczne. W inżynierii z reguły mierzone jest nadciśnienie.

Ciśnienie bezwzględne może być niższe niż ciśnienie atmosferyczne. Jeśli jednocześnie ich różnica jest niewielka, nazywa się to rozrzedzeniem, jeśli jest wystarczająco duża - próżnia.

Manometry służą do pomiaru nadciśnienia, dlatego ciśnienie to jest często nazywane nadciśnieniem. Próżnię i próżnię mierzy się za pomocą wakuometrów, ciśnienie atmosferyczne za pomocą barometrów.

Jednostką SI dla ciśnienia jest niuton na metr kwadratowy (N/m2). Jednak produkowane urządzenia są nadal kalibrowane w starych jednostkach - milimetrach słupa wody (mm słupa wody), milimetrach słupa rtęci (mm Hg) i atmosferach technicznych (kgf/cm2).

Jedna atmosfera techniczna jest równa ciśnieniu na powierzchni 1 cm2 słupa rtęci o wysokości 735,56 mm w temperaturze 0 ° C lub słupa wody o wysokości 10 m przy temperaturze 4 ° C, tj. 1 kgf / cm2 = = 735,56 mm Hg. Sztuka. = 104mm w.c. Sztuka.

Próżnia jest mierzona jako procent ciśnienia atmosferycznego lub w tych samych jednostkach co ciśnienie. Średnia wartość ciśnienia atmosferycznego została wyznaczona w wyniku licznych pomiarów i wynosi 760 mm Hg,

Pomiar ciśnienia za pomocą manometru

Filed under: Eksperymenty , Rzemiosło , fizyka , Eksperymenty | Tagi: Pomiar ciśnienia za pomocą manometru, Eksperymenty, Rzemiosło, fizyka, eksperyment | 20 czerwca 2013 | Swietłana

Aby zmierzyć ciśnienie powietrza lub gazu wewnątrz naczynia za pomocą manometru, konieczne jest przymocowanie do tego naczynia jego gumowej rurki. Monitoruj poziom płynu w obu nogach manometru.
a) Jeżeli ciecz znajduje się na tym samym poziomie w obu kolanach manometru, należy przyjąć, że ciśnienie gazu wewnątrz naczynia jest takie samo jak ciśnienie otaczającego powietrza.
b) Jeżeli poziom cieczy w krótkiej nóżce manometru jest niższy niż w drugiej, należy przyjąć, że ciśnienie wewnątrz naczynia jest większe niż ciśnienie powietrza otoczenia.

c) Jeżeli ciecz w krótkiej nodze manometru jest wyższa niż w drugiej nodze, należy wziąć pod uwagę, że ciśnienie wewnątrz naczynia jest mniejsze niż ciśnienie otaczającego powietrza.

Przy różnicy poziomów cieczy w rurkach manometru oblicza się różnicę ciśnienia atmosferycznego i ciśnienia w naczyniu według wzoru:

Za pomocą manometru możesz wykonać następujące eksperymenty.
Mocno kładąc koniec gumowej rurki manometru na szklanym lejku, dokręć szeroki otwór gumową folią. Gdy płyn w manometrze uspokoi się, opuść lejek do wiadra z wodą. Obserwuj, jak ciśnienie w wodzie zmienia się wraz z głębokością lejka. Po zainstalowaniu lejka na określonej głębokości w wodzie, obracaj jego otwór w różnych kierunkach, w górę iw dół, zgodnie z odczytem manometru.
2. Otwórz komin przy piecu, który został rozgrzany na krótko przed eksperymentem. Włóż gumową rurkę manometru do piekarnika. Podnosi się poziom wody w krótkiej nodze manometru. Oblicz ciśnienie ciepłego powietrza w piecu (z przeciągiem).
3. Lekko napompuj powietrzem gumowy worek medycznej poduszki grzewczej i połącz go mocno z gumową rurką manometru.Połóż worek poziomo i kładź na nim grube książki (ładunek) jedna po drugiej. Manometr dobrze pokaże zmianę ciśnienia powietrza zamkniętego w worku.
4. Jeśli otrzymasz szklaną rurkę o łącznej długości około 1,7 m, możesz wykonać manometr do pomiaru znacznie wyższego nadciśnienia, na przykład najwyższego ciśnienia powietrza podczas dmuchania ustami. W ten sposób kontrolowana jest „siła płuc”. Konieczne jest dmuchanie nie szarpiąc, ale stopniowo zwiększając ciśnienie.

5. Ten sam instrument może mierzyć największe podciśnienie powstałe podczas ssania ustnego. W takim przypadku musisz wyciągnąć powietrze z górnego końca rurki ustami.
6. Jeżeli w urządzeniu z 4 eksperymentu zamiast krótkiego kolanka rurki włoży się rurkę ściągniętą do wąskich, to przy dmuchaniu w długie kolanko, z krótkiej rurki wybije się fontanna.

EN. Sokołow „Do młodego fizyka”

Fizyka dla liceum

Barometry. Manometry

Barometry to przyrządy używane do pomiaru ciśnienia atmosferycznego. Barometr rtęciowy (rys. 1) składa się ze szklanej rurki w kształcie litery U wypełnionej rtęcią, której jeden koniec jest uszczelniony, a drugi koniec zawiera otwarty zbiornik rtęci. Barometr posiada skalę z podziałkami milimetrowymi, która bezpośrednio mierzy ciśnienie atmosferyczne w milimetrach słupa rtęci. Jest liczbowo równa wysokości słupa rtęci między jej poziomami w zamkniętych i otwartych kolanach barometru.

Ryż. jeden

Zaletą takich barometrów jest większa dokładność odczytów. Wady - są nieporęczne, kruche, opary rtęci są szkodliwe dla zdrowia ludzkiego.

Barometr aneroidowy (rys. 2) składa się z cylindrycznej komory K, z której odprowadzane jest powietrze. Komora jest hermetycznie zamknięta cienką falistą membraną wieczka M.

Ryż. 2

Aby ciśnienie atmosferyczne nie spłaszczało membrany, łączy się ją za pomocą pręta T ze sprężyną P zamocowaną na walizce przyrządu. Strzałka C jest przymocowana do sprężyny, której koniec porusza się wzdłuż skali W. Gdy zmienia się ciśnienie atmosferyczne, membrana wygina się do wewnątrz lub na zewnątrz i przesuwa strzałkę wzdłuż skali.

Zaletą aneroidów jest to, że są łatwe w użyciu, trwałe i niewielkie. Główną wadą jest to, że są mniej dokładne niż barometry rtęciowe.

Manometry służą do pomiaru ciśnienia większego lub mniejszego od ciśnienia atmosferycznego. Manometry są płynne i metalowe.

Manometr cieczowy wykonany jest w postaci rurki w kształcie litery U z cieczą (zwykle wodą lub rtęcią), której jedno kolanko jest połączone z naczyniem, w którym ma być mierzone ciśnienie (ryc. 3, a). Poziom cieczy w tej nodze zmniejszy się (jeśli ciśnienie w naczyniu jest większe niż ciśnienie atmosferyczne) lub wzrośnie (jeśli jest mniejsze niż ciśnienie atmosferyczne) w porównaniu do poziomu cieczy w drugiej nodze. Zmierzone ciśnienie wyniesie p = p_a ±pgh, gdzie p_a - ciśnienie atmosferyczne, pgh - ciśnienie hydrostatyczne słupa nadmiaru cieczy w kolanie manometru.

Ryż. 3

Aby zmierzyć ciśnienie wewnątrz cieczy za pomocą takiego manometru, do jednego z jego kolan przymocowane jest płaskie pudełko za pomocą gumowej rurki, której jedna strona jest pokryta gumową folią (ryc. 3, b).

Najprostszy manometr metalowy jest ustawiony w następujący sposób (ryc. 3, c). Cienka elastyczna płytka M - membrana - hermetycznie zamyka skrzynkę K, z której częściowo odprowadzane jest powietrze. Do membrany przymocowana jest obracająca się wokół osi O wskazówka P. Gdy urządzenie zanurzone jest w cieczy, membrana ugina się pod działaniem sił nacisku, a jej ugięcie przenoszone jest na wskazówkę poruszającą się po podziałce.

Klasyfikacja instrumentów

Rodzaje manometrów różnią się na dwa sposoby: rodzajem mierzonego wskaźnika oraz zasadą działania.

Zgodnie z pierwszą cechą dzielą się one na:

• przyrządy przeznaczone do pomiaru ciśnienia atmosferycznego, w przeciwnym razie nazywane są barometrami;
• przyrządy do pomiaru nadmiaru i absolutu;
• wakuometry przeznaczone do pomiaru różnicy między ciśnieniem atmosferycznym i bezwzględnym;
• manometry, mierzą małe (do 40 kPa) nadciśnienie;
• tagonometry, rodzaj wakuometru, który mierzy nadciśnienie w górnej granicy 40 kPa;
• manometry różnicowe, mierzą różnicę ciśnień.

Działają na zasadzie równoważenia różnicy ciśnień określoną siłą. Dlatego urządzenie manometrów jest inne, w zależności od tego, jak dokładnie zachodzi to równoważenie.

Zgodnie z zasadą działania dzielą się na:

• ciecz, wyrównanie różnicy ciśnień w takich urządzeniach następuje dzięki hydrostatycznemu ciśnieniu słupa cieczy, urządzenie wykorzystuje zasadę naczyń połączonych;
• sprężyny mają prostą konstrukcję i są szeroko stosowane do pomiaru ciśnienia medium w szerokim zakresie;
• membrana, oparta na kompensacji pneumatycznej, wyrównanie ciśnienia następuje dzięki sile sprężystości skrzynki membranowej;
• elektrokontakty, stosowane w układach automatyki i sygnalizacji, ponieważ dzięki wbudowanemu w obudowę mechanizmowi elektrostyku mogą służyć do regulacji mierzonego medium;
• różnicowe służą do pomiaru poziomu cieczy pod ciśnieniem, natężenia przepływu cieczy, pary i gazu za pomocą membran.

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

Po uzgodnieniu istnieją takie rodzaje manometrów jak:

• ogólne przyrządy techniczne służą do pomiaru ciśnienia cieczy, gazów i par, które są chemicznie obojętne dla stopów miedzi;
• tlen, produkowane są w niebieskich obudowach z oznaczeniem O2 na tarczy, służą do pomiaru ciśnienia tlenu w butlach lub próżni;
• acetylen stosuje się do kontrolowania nadciśnienia acetylenu;
• wzorcowe służą do sprawdzania innych przyrządów, ponieważ mają wysoką dokładność;
• statki są wykorzystywane w statkach i transporcie morskim;
• szyny są wykorzystywane w transporcie kolejowym;
• rejestratory posiadają wbudowany mechanizm, który pozwala na odtworzenie wyniku pracy na papierze.

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