Manometru pentru măsurarea presiunii joase a unui mediu gazos

Informatii generale

Substantele lichide si gazoase actioneaza cu o anumita forta asupra corpurilor aflate in contact cu acestea. Mărimea acestui efect, care depinde de proprietățile substanței și de factorii externi (temperatură, compresie etc.), este caracterizată de conceptul de presiune.

Presiunea este raportul dintre forța care acționează perpendicular pe suprafață pe suprafață, cu condiția ca forța să fie distribuită uniform pe întreaga zonă. Distingeți între presiunea absolută și presiunea manometrică.

Presiunea absolută este presiunea totală a unui gaz sau lichid, luând în considerare toate forțele care acționează, inclusiv presiunea aerului atmosferic. Presiunea manometrică este diferența dintre presiunea absolută și cea atmosferică, cu condiția ca presiunea absolută să fie mai mare decât presiunea atmosferică. În inginerie, de regulă, se măsoară excesul de presiune.

Presiunea absolută poate fi mai mică decât presiunea atmosferică. Dacă, în același timp, diferența lor are o valoare mică, atunci se numește rarefacție, dacă este suficient de mare - vid.

Manometrele sunt folosite pentru a măsura suprapresiunea, motiv pentru care această presiune este adesea numită presiune manometrică. Vidul și vidul se măsoară cu vacuometre, presiunea atmosferică cu barometre.

Unitatea SI pentru presiune este newton pe metru pătrat (N/m2). Cu toate acestea, dispozitivele fabricate sunt încă calibrate în unități vechi - milimetri de coloană de apă (mm de coloană de apă), milimetri de coloană de mercur (mm Hg) și atmosfere tehnice (kgf / cm2).

O atmosferă tehnică este egală cu presiunea pe o suprafață de 1 cm2 a unei coloane de mercur de 735,56 mm înălțime la o temperatură de 0 ° C sau a unei coloane de apă de 10 m înălțime la o temperatură de 4 ° C, adică 1 kgf / cm2 = = 735,56 mm Hg. Artă. = 104 mm w.c. Artă.

Vidul este măsurat ca procent din presiunea atmosferică sau în aceleași unități ca presiunea. Valoarea medie a presiunii atmosferice a fost determinată în urma a numeroase măsurători și este de 760 mm Hg,

Măsurarea presiunii cu un manometru

Filed under: Experimente , Meșteșuguri , fizică , Experimente | Etichete: Măsurarea presiunii cu un manometru, Experimente, Meșteșuguri, fizică, experiment | 20 iunie 2013 | Svetlana

Pentru a măsura presiunea aerului sau a gazului din interiorul unui vas cu un manometru, este necesar să atașați tubul său de cauciuc la acest vas. Monitorizați nivelul lichidului în ambele picioare ale manometrului.
a) Dacă lichidul este la același nivel în ambele genunchi ale manometrului, considerați presiunea gazului din interiorul vasului ca fiind aceeași cu presiunea aerului din jur.
b) Dacă nivelul lichidului în piciorul scurt al manometrului este mai mic decât în ​​celălalt, se consideră că presiunea din interiorul vasului este mai mare decât presiunea aerului ambiant.

c) Dacă lichidul din piciorul scurt al manometrului este mai mare decât în ​​celălalt picior, se consideră că presiunea din interiorul vasului este mai mică decât presiunea aerului din jur.

Cu o diferență de niveluri de lichid în tuburile manometrului, calculul diferenței de presiune atmosferică și presiune din vas se face după formula:

Puteți face următoarele experimente folosind manometrul dvs.
Punând ferm capătul tubului de cauciuc al manometrului pe pâlnia de sticlă, strângeți deschiderea largă cu o peliculă de cauciuc. Când lichidul din manometru s-a calmat, coborâți pâlnia într-o găleată cu apă. Urmăriți cum se schimbă presiunea din interiorul apei odată cu adâncimea pâlniei. După ce ai instalat pâlnia la o anumită adâncime în apă, rotiți orificiul acesteia în diferite direcții, în sus și în jos, urmând citirea manometrului.
2. Deschideți coșul de fum de la cuptorul care a fost încălzit cu puțin timp înainte de experiment. Introduceți tubul de cauciuc al manometrului în cuptor. Nivelul apei din piciorul scurt al manometrului crește. Calculați presiunea aerului cald în cuptor (cu tiraj).
3. Umflați ușor sacul de cauciuc al plăcuței de încălzire cu aer și conectați-l ferm la tubul de cauciuc al manometrului.Așezați punga orizontal și puneți pe ea cărți groase (încărcare) una după alta. Manometrul va arăta bine schimbarea presiunii aerului închis în sac.
4. Dacă obțineți un tub de sticlă cu o lungime totală de aproximativ 1,7 m, puteți face un manometru pentru a măsura un exces de presiune mult mai mare, de exemplu, cea mai mare presiune a aerului la suflarea pe gură. În acest fel, „puterea plămânilor” este controlată. Este necesar să suflați nu sacadat, ci să creșteți treptat presiunea.

5. Același instrument poate măsura cel mai mare vid creat de aspirația orală. În acest caz, trebuie să trageți aerul de la capătul superior al tubului cu gura.
6. Dacă în dispozitivul celui de-al 4-lea experiment, în loc de un cot scurt al tubului, se introduce un tub tras la îngust, atunci când se sufla în cotul lung, o fântână va bate din tubul scurt.

E.N. Sokolov „Către tânărul fizician”

Fizica pentru liceu

Barometre. Manometre

Barometrele sunt instrumente folosite pentru măsurarea presiunii atmosferice. Barometrul cu mercur (Fig. 1) constă dintr-un tub de sticlă în formă de U umplut cu mercur, al cărui capăt este sigilat, iar celălalt capăt conține un rezervor deschis de mercur. Barometrul are o scară cu diviziuni milimetrice, care măsoară direct presiunea atmosferică în milimetri de mercur. Este numeric egal cu înălțimea coloanei de mercur între nivelurile sale în genunchii închis și deschis ai barometrului.

Orez. unu

Avantajul unor astfel de barometre este precizia mai mare a citirilor. Dezavantaje - sunt voluminoase, fragile, vaporii de mercur sunt nocivi pentru sănătatea umană.

Un barometru metalic aneroid (Fig. 2) este format dintr-o cameră cilindrică K din care este evacuat aerul. Camera este sigilată ermetic cu o membrană de capac ondulată subțire M.

Orez. 2

Pentru ca presiunea atmosferică să nu aplatizeze membrana, aceasta este conectată prin intermediul unei tije T cu un arc P fixat pe carcasa instrumentului. De arc este atașată o săgeată C, al cărei capăt se mișcă de-a lungul scării W. Când presiunea atmosferică se schimbă, membrana se îndoaie spre interior sau spre exterior și mișcă săgeata de-a lungul scalei.

Avantajele aneroidelor sunt că sunt ușor de utilizat, durabile și de dimensiuni mici. Principalul dezavantaj este că sunt mai puțin precise decât barometrele cu mercur.

Manometrele sunt folosite pentru a măsura presiunea, mai mare sau mai mică decât presiunea atmosferică. Manometrele sunt lichide și metalice.

Un manometru de lichid este realizat sub forma unui tub în formă de U cu un lichid (de obicei apă sau mercur), dintre care un cot este conectat la vasul în care urmează să fie măsurată presiunea (Fig. 3, a). Nivelul lichidului din acest picior va scădea (dacă presiunea din vas este mai mare decât presiunea atmosferică) sau va crește (dacă este mai mică decât presiunea atmosferică) în comparație cu nivelul lichidului din al doilea picior. Presiunea măsurată va fi p = p_A ±pgh, unde p_A - presiunea atmosferică, pgh - presiunea hidrostatică a coloanei de lichid în exces în cotul manometrului.

Orez. 3

Pentru a măsura presiunea din interiorul lichidului cu un astfel de manometru, o cutie plată este atașată la unul dintre genunchi folosind un tub de cauciuc, o parte a căruia este acoperită cu o peliculă de cauciuc (Fig. 3, b).

Cel mai simplu manometru metalic este dispus astfel (Fig. 3, c). O placă elastică subțire M - o membrană - închide ermetic cutia K, din care aerul este parțial evacuat. Un indicator P este atașat de membrană, care se rotește în jurul axei O. Când dispozitivul este scufundat într-un lichid, membrana se îndoaie sub acțiunea forțelor de presiune, iar deformarea sa este transferată indicatorului care se deplasează de-a lungul scalei.

Clasificarea instrumentelor

Tipurile de manometre diferă în două moduri: după tipul de indicator pe care îl măsoară și după principiul de funcționare.

Conform primei caracteristici, acestea sunt împărțite în:

• instrumente concepute pentru măsurarea presiunii atmosferice, altfel se numesc barometre;
• instrumente de măsurare în exces și absolut;
• vacuometre, concepute pentru a măsura diferența dintre presiunile atmosferice și absolute;
• manometre, măsoară o suprapresiune mică (până la 40 kPa);
• tagonometre, un tip de vacuometru care măsoară excesul de presiune a limitei superioare de 40 kPa;
• manometre diferenţiale, măsuraţi diferenţa de presiune.

Ele funcționează pe principiul echilibrării diferenței de presiune cu o anumită forță. Prin urmare, dispozitivul manometrelor este diferit, în funcție de modul în care are loc exact această echilibrare.

Conform principiului de acțiune, acestea sunt împărțite în:

• lichid, echilibrarea diferenței de presiune în astfel de dispozitive are loc datorită presiunii hidrostatice a coloanei de lichid, dispozitivul utilizează principiul vaselor comunicante;
• arcurile au un design simplu și sunt utilizate pe scară largă pentru a măsura presiunea mediului într-o gamă largă;
• membrana, bazata pe compensare pneumatica, echilibrarea presiunii are loc datorita fortei elastice a casetei membranei;
• electrocontact, utilizat în sistemele automate de control și semnalizare, deoarece pot fi utilizate pentru reglarea mediului măsurat datorită mecanismului de electrocontact încorporat în carcasă;
• diferențiale sunt utilizate pentru a măsura nivelul lichidelor sub presiune, debitul de lichid, abur și gaz cu ajutorul diafragmelor.

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

La programare, există astfel de tipuri de manometre precum:

• instrumentele tehnice generale sunt utilizate pentru măsurarea presiunii lichidelor, gazelor și vaporilor care sunt neutre din punct de vedere chimic față de aliajele de cupru;
• oxigen, sunt produse in carcase albastre cu O2 indicat pe cadran, sunt folosite pentru masurarea presiunii oxigenului in cilindri sau vacuumuri;
• acetilena sunt folosite pentru a controla excesul de presiune a acetilenei;
• cele de referință sunt folosite pentru a verifica alte instrumente, deoarece au o precizie ridicată;
• navele sunt folosite în nave și transport maritim;
• calea ferată este utilizată în transportul feroviar;
• reportofonele au un mecanism încorporat care vă permite să reproduceți rezultatul muncii pe hârtie.

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