Manometer för mätning av lågt tryck i ett gasformigt medium

Allmän information

Flytande och gasformiga ämnen verkar med en viss kraft på de kroppar som kommer i kontakt med dem. Storleken på denna effekt, som beror på ämnets egenskaper och yttre faktorer (temperatur, kompression, etc.), kännetecknas av begreppet tryck.

Tryck är förhållandet mellan kraften som verkar vinkelrätt mot ytan och ytarean, förutsatt att kraften är jämnt fördelad över hela området. Skilj mellan absolut och övertryck.

Absolut tryck är det totala trycket för en gas eller vätska, med hänsyn till alla verkande krafter, inklusive trycket från atmosfärisk luft. Manometertryck är skillnaden mellan absolut och atmosfärstryck, förutsatt att det absoluta trycket är större än atmosfärstrycket. Inom tekniken mäts som regel övertryck.

Det absoluta trycket kan vara lägre än atmosfärstrycket. Om samtidigt deras skillnad har ett litet värde, kallas det sällsynthet, om det är tillräckligt stort - vakuum.

Manometer används för att mäta övertryck, varför detta tryck ofta kallas manometertryck. Vakuum och vakuum mäts med vakuummätare, atmosfärstryck med barometrar.

SI-enheten för tryck är newton per kvadratmeter (N/m2). Tillverkade enheter är dock fortfarande kalibrerade i gamla enheter - millimeter vattenpelare (mm vattenpelare), millimeter kvicksilverkolonn (mm Hg) och teknisk atmosfär (kgf / cm2).

En teknisk atmosfär är lika med trycket på en yta av 1 cm2 av en kvicksilverkolonn 735,56 mm hög vid en temperatur av 0 ° C eller en vattenpelare 10 m hög vid en temperatur av 4 ° C, dvs 1 kgf / cm2 = = 735,56 mm Hg. Konst. = 104 mm w.c. Konst.

Vakuum mäts som en procentandel av atmosfärstrycket, eller i samma enheter som trycket. Medelvärdet för atmosfäriskt lufttryck bestämdes som ett resultat av många mätningar och är 760 mm Hg,

Mätning av tryck med en manometer

Arkiverat under: Experiment , Hantverk , fysik , Experiment | Taggar: Mätning av tryck med en manometer, Experiment, Hantverk, fysik, experiment | 20 juni 2013 | Svetlana

För att mäta trycket av luft eller gas inuti ett kärl med en tryckmätare, är det nödvändigt att fästa dess gummirör till detta kärl. Övervaka vätskenivån i manometerns båda ben.
a) Om vätskan är på samma nivå i båda knäna på manometern, betrakta gastrycket inuti kärlet som detsamma som trycket i den omgivande luften.
b) Om vätskenivån i manometerns korta ben är lägre än i den andra, anse att trycket inuti kärlet är större än det omgivande lufttrycket.

c) Om vätskan i det korta benet på manometern är högre än i det andra benet, tänk på att trycket inuti kärlet är mindre än trycket i den omgivande luften.

Med en skillnad i vätskenivåer i manometerrören görs beräkningen av skillnaden i atmosfärstryck och tryck i kärlet enligt formeln:

Du kan göra följande experiment med din tryckmätare.
Sätt änden av manometerns gummirör ordentligt på glastratten, dra åt den breda öppningen med en gummifilm. När vätskan i tryckmätaren har lugnat ner sig, sänk ned tratten i en hink med vatten. Se hur trycket inuti vattnet förändras med trattens djup. Efter att ha installerat tratten på ett visst djup i vattnet, vrid dess hål i olika riktningar, upp och ner, efter att man läser av tryckmätaren.
2. Öppna skorstenen vid ugnen som värmdes ut strax före experimentet. Sätt in tryckmätarens gummirör i ugnen. Vattennivån i tryckmätarens korta ben stiger. Beräkna trycket av varm luft i ugnen (med drag).
3. Blås upp gummipåsen på värmedynan något med luft och anslut den ordentligt till manometerns gummislang.Lägg påsen horisontellt och lägg tjocka böcker (last) på den efter varandra. Tryckmätaren kommer att visa väl förändringen i lufttrycket stängt i påsen.
4. Skaffar man ett glasrör med en total längd på ca 1,7 m kan man göra en tryckmätare för att mäta ett mycket högre övertryck, till exempel det högsta lufttrycket vid munblåsning. På så sätt kontrolleras "lungornas styrka". Det är nödvändigt att blåsa inte ryckigt, utan gradvis öka trycket.

5. Samma instrument kan mäta det största vakuum som skapas av oralt sug. I det här fallet måste du dra luft från den övre änden av röret med munnen.
6. Om i anordningen för det 4:e experimentet, istället för en kort armbåge av röret, ett rör som dras till smalt sätts in, då när man blåser in i den långa armbågen, kommer en fontän att slå från det korta röret.

E.N. Sokolov "Till den unga fysikern"

Fysik för gymnasiet

Barometrar. Tryckmätare

Barometrar är instrument som används för att mäta atmosfärstryck. Kvicksilverbarometern (Fig. 1) består av ett U-format glasrör fyllt med kvicksilver, vars ena ände är förseglad och den andra änden innehåller en öppen behållare av kvicksilver. Barometern har en skala med millimeterindelningar, som direkt mäter atmosfärstrycket i millimeter kvicksilver. Det är numeriskt lika med kvicksilverkolonnens höjd mellan dess nivåer i barometerns stängda och öppna knän.

Ris. ett

Fördelen med sådana barometrar är den större noggrannheten i avläsningarna. Nackdelar - de är skrymmande, ömtåliga, kvicksilverånga är skadligt för människors hälsa.

En aneroid metallbarometer (fig. 2) består av en cylindrisk kammare K från vilken luften evakueras. Kammaren är hermetiskt tillsluten med ett tunt korrugerat lockmembran M.

Ris. 2

För att atmosfärstrycket inte plattar membranet, är det anslutet med hjälp av en stång T med en fjäder P fäst på instrumenthöljet. En pil C är fäst vid fjädern vars ände rör sig längs skalan W. När atmosfärstrycket ändras böjs membranet inåt eller utåt och flyttar pilen längs skalan.

Fördelarna med aneroider är att de är lätta att använda, hållbara och små i storlek. Den största nackdelen är att de är mindre exakta än kvicksilverbarometrar.

Manometer används för att mäta tryck, större eller lägre än atmosfärstryck. Manometrar är flytande och metall.

En vätskemanometer är gjord i form av ett U-format rör med en vätska (vanligen vatten eller kvicksilver), vars ena armbåge är ansluten till kärlet i vilket trycket ska mätas (fig. 3, a). Vätskenivån i detta ben kommer att minska (om trycket i kärlet är större än atmosfärstrycket) eller stiga (om det är lägre än atmosfärstrycket) jämfört med vätskenivån i det andra benet. Det uppmätta trycket blir p = p_a ±pgh, där sid_a - atmosfärstryck, pgh - hydrostatiskt tryck för kolumnen för överskottsvätska i manometerbågen.

Ris. 3

För att mäta trycket inuti vätskan med en sådan tryckmätare fästs en platt låda på ett av dess knän med hjälp av ett gummirör, vars ena sida är täckt med en gummifilm (fig. 3, b).

Den enklaste metallmanometern är anordnad enligt följande (fig. 3, c). En tunn elastisk platta M - ett membran - stänger hermetiskt lådan K, från vilken luften delvis evakueras. En pekare P är fäst vid membranet, som roterar kring axeln O. När anordningen är nedsänkt i en vätska, böjs membranet under inverkan av tryckkrafter, och dess avböjning överförs till pekaren som rör sig längs skalan.

Instrumentklassificering

Typerna av tryckmätare skiljer sig åt på två sätt: genom vilken typ av indikator de mäter och genom funktionsprincipen.

Enligt den första funktionen är de uppdelade i:

instrument utformade för att mäta atmosfärstryck, annars kallas de barometrar;
instrument som mäter överskott och absolut;
vakuummätare, utformade för att mäta skillnaden mellan atmosfärstryck och absoluta tryck;
tryckmätare, mäter litet (upp till 40 kPa) övertryck;
tagonometrar, en typ av vakuummätare som mäter övertrycket av den övre gränsen på 40 kPa;
differenstrycksmätare, mäta skillnaden i tryck.

De arbetar efter principen att balansera tryckskillnaden med en viss kraft. Därför är anordningen av tryckmätare olika, beroende på hur exakt denna balansering sker.

Enligt handlingsprincipen är de indelade i:

vätska, balansering av tryckskillnaden i sådana anordningar uppstår på grund av det hydrostatiska trycket i vätskekolonnen, enheten använder principen att kommunicera kärl;
fjäder har en enkel design och används ofta för att mäta mediets tryck i ett brett intervall;
membran, baserat på pneumatisk kompensation, tryckbalansering uppstår på grund av den elastiska kraften hos membranlådan;
elektrokontakt, som används i automatiska styr- och signalsystem, eftersom de kan användas för att reglera det uppmätta mediet på grund av den inbyggda elektrokontaktmekanismen i huset;
differentialer används för att mäta nivån av vätskor under tryck, flödeshastigheten för vätska, ånga och gas med hjälp av membran.

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

Efter överenskommelse finns det sådana typer av manometrar som:

allmänna tekniska instrument används för att mäta trycket hos vätskor, gaser och ångor som är kemiskt neutrala mot kopparlegeringar;
syre, de tillverkas i blåa lådor med O2 angivet på urtavlan, de används för att mäta syretrycket i cylindrar eller vakuum;
acetylen används för att kontrollera övertrycket av acetylen;
referensinstrument används för att kontrollera andra instrument, eftersom de har hög noggrannhet;
fartyg används i fartyg och sjötransport;
järnväg används i järnvägstransporter;
brännare har en inbyggd mekanism som gör att du kan reproducera resultatet av arbete på papper.

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