Гидрогазодинамика. nchti_Рузанова_Гидрогазодинамика_уч_пособие (1). Гидрогазодинамика учебное пособие
 Скачать 1.56 Mb.
|
3. Приборы для измерения давленияПриборы для измерения гидростатического давления можно подразделить на две основные группы: жидкостные; механические. Простейшим прибором жидкостного типа является пьезометр, измеряющий давление жидкости высотой столба той же жидкости. Пьезометр (рис.2) представляет собой стеклянную трубку небольшого диаметра (обычно не менее 5 мм), открытую с одного конца. Второй конец трубки присоединен к сосуду, в котором измеряют давление.  Рис.2. Пьезометр Пусть давление p на поверхности жидкости в сосуде будет выше атмосферного. Тогда жидкость в трубке пьезометра поднимется выше уровня жидкости в сосуде на некоторую высоту hп. Гидростатическое давление жидкости в точке A, взятой у основания пьезометрической трубки на глубине hот свободной поверхности жидкости в сосуде, определяется по основному уравнению гидростатики:  (8)отсюда:  (9)кроме того:  (10)Учитывая это, получим:  (11)Пьезометр – очень чувствительный и точный прибор, однако удобен только при измерении небольших давлений. Для значительных давлений трубка пьезометра должна быть чрезмерно длинной, что осложняет его применение. В этом случае используют так называемые жидкостные манометры, в которых давление уравновешивается не жидкостью, находящейся в сосуде, а жидкостью большей плотностью. Обычно такой жидкостью является ртуть. Так как плотность ртути больше плотности воды в 13,6 раза, то трубка ртутного манометра оказывается значительно короче пьезометрической и сам прибор является компактнее. Ртутный манометр (рис.3) представляет собой U-образную стеклянную трубку, изогнутое колено которой заполняется ртутью.  Рис.3. Ртутный манометр Действием давления р в сосуде уровень ртути в левом колене манометра понижается, а в правом – повышается.  (12)где ρ1, ρpm – плотность жидкости в сосуде и плотность ртути соответственно. Отсюда  (13)Поршневой манометр предназначен для измерения высоких давлений и представляет собой обращенный гидравлический пресс. Он состоит из трубки, через которую измеряемое давление передается на поршень, оканчивающийся широкой металлической пластинкой. Под пластинкой находится резиновая диафрагма, соприкасающаяся с водой, заполняющей короткое колено манометра. Нижнюю часть этого колена и открытую трубку заполняют ртутью. Дифференциальный манометр применяют в тех случаях, когда необходимо измерить не давление в сосуде, а разность давлений в двух сосудах (А и В) или в двух точках жидкости в одном и том же сосуде.  Рис.4. Дифференциальный манометр   (14)откуда  (15)Так как  , то (16)Таким образом, разность давлений определяется разностью уравнений в двух коленах диф. манометра. Микроманометры используют при измерении незначительных давлений и измерениях повышенной точности.  Рис.5. Микроманометр  (17)Вакуумметры измеряют не непосредственно давление, а вакуум.  Рис.6. Вакуумметр Принципиально они ничем не отличаются от ртутных манометров и представляют собой заполненную ртутью изогнутую трубку, один конец которой А соединяется с сосудом В, где измеряется давление р, а другой С – открыт.  (18)откуда  (19)Не всегда вакуумметры и манометры заполняются ртутью. В отдельных случаях для этой же цели используют и другие жидкости. Все жидкостные приборы используются для измерения сравнительно невысоких давлений. Используют механические приборы: пружинные, мембранные манометры. Пружинный манометр состоит из полой тонкостенной изогнутой трубки, один конец которой запаян и соединен посредством цепи с зубчатым механизмом, а другой сообщается с сосудом, в котором измеряется давление. Через этот конец в трубку поступает жидкость. Под действием давления пружина частично распрямляется и через зубчатый механизм приводит в движение стрелку, по отклонению которой определяют значение давления. Такие манометры обычно снабжаются градуированной шкалой, показывающей давление в атмосферах.  Рис.7. Пружинный манометр 1 – трубка Бурдона; 2 – стрелка; 3 – зубчатый сектор; 4- шестерня. |