Лабораторная работа 2. Лабораторная 2 для рэнгм. Лабораторная работа Методы измерения гидростатического давления
 Скачать 1.64 Mb.
|
|
Лабораторная работа 2. Методы измерения гидростатического давления Цель работы - изучение конструкций приборов и способов измерения гидростатического давления. Задачи: ознакомиться с конструкцией и принципом действия приборов; изучить принцип действия вакуум-насоса и трехходового крана; произвести измерения гидростатического давления при помощи различных приборов; приобрести навыки измерения гидростатического давления в различных системах измерения физических величин; провести расчеты и проанализировать результаты. Теория Приборы для измерения давления по характеру измеряемой величины подразделяются на: барометры, измеряющие атмосферное давление; манометры, измеряющие разность абсолютного и атмосферного давлений, т.е. избыточного (манометрического) давления; вакуумметры, служащие для измерения отрицательного избыточного давления – вакуума; мановакуумметры, измеряющие как избыточное давление, так и вакуумметрическое; дифференциальные манометры, которые измеряют разность давлений. По принципу действия различают приборы жидкостные и механические. К жидкостным приборам относятся: пьезометр, манометр, дифференциальный манометр. Жидкостные приборы (рис. 2.1) основаны на уравновешивании измеряемого давления высотой столба рабочей жидкости определенного объемного веса.  Механические приборы: Рисунок 2.2 При определении гидростатического давления оперируют абсолютным давлением Р, манометрическим (избыточным) давлением и вакуумом (отрицательное избыточное давление).
 На рисунке 2.3 изображены пределы измерения давлений Манометрическое давление – это избыток абсолютного давления над атмосферным. Вакуум – отрицательное избыточное давление (недостаток абсолютного давления до атмосферного). Полное или абсолютное давление P в любой точке покоящейся жидкости складывается из давления на свободной поверхности жидкости P0 и веса столба жидкости.
 Рис. 3.3. Схема экспериментальной установки Установка состоит из вакуум-насоса I, трехходового крана II, группы механических приборов III, группы жидкостных приборов IV. В группу механических приборов III входят: пружинно-трубчатый манометр открытого типа (1), включенный в линию нагнетания вакуум-насоса (I) при помощи резиновых трубок Т; мановакуумметр закрытого типа (2), пружинно-трубчатый вакуумметр закрытого типа (3), включенные в линию всасывания вакуум-насоса (I) при помощи резиновых трубок Т. Группа жидкостных приборов IV смонтирована на щите III. Она состоит из двух U-образных манометров (одно колено сообщается с атмосферой) и двух пьезометров: U-образный манометр, заполненный водой (4); U-образный манометр, заполненный веретенным маслом (5), включены в линию нагнетания вакуум-насоса I при помощи металлических трубок М и тройников ТР; пьезометр (6) с открытым верхним концом, сообщенным с атмосферой и нижним концом, опущенным в закрытый резервуар А, заполненный водой, сообщается с линией нагнетания вакуум-насоса I при помощи металлических трубок М и тройников ТР; вакуумметр (7), верхний конец которого связан с линией всасывания вакуум-насоса I при помощи металлических трубок М, а нижний конец опущен в открытый резервуар Б, заполненный водой. Краны К предназначены для отключения механических приборов. Вакуум-насос - гидравлическая машина, которая откачивает воздух или газ из производственной емкости с давлением ниже атмосферного и, сжимая его, выталкивают в атмосферу. Каждый вакуум-насос характеризуется следующими основными параметрами: 1. Начальное давление - давление, при котором насос начинает нормально работать. Такое давление должно быть создано у выхода насоса и называется предварительным вакуумом. 2. Рабочее давление - давление у входа насоса при данных условиях его работы. 3. Конечное (предельное) давление - давление, которое можно получить при помощи вакуум-насоса в плотно закрытой и не выделяющей газов или паров эвакуируемой производственной емкости. 4. Быстрота откачки вакуум-насоса - объем газа, который поступает в единицу времени из трубопровода в вакуум-насос при данном давлении у входа в насос. Кроме основных параметров вакуум-насосов, существуют еще и дополнительные: потребляемая мощность электродвигателя, число оборотов, количество заливаемой рабочей жидкости, расход охлаждающей воды, размеры насоса, число ступеней откачки и т.д. Краны трехходовые предназначены для использования в качестве запорного или перепускного устройства в трубопроводах с жидкими или газообразными, агрессивными или неагрессивными рабочими средами.  Порядок выполнения работы Порядок действий (рекомендованный) На экспериментальной установке (рис. 3.5) установите трехходовой кран П в позицию «О» и включите электродвигатель вакуум-насоса I кнопкой ПУСК на панели управления. В нагнетательной линии вакуум-насоса I устанавливается давление больше атмосферного, во всасывающей линии вакуум-насоса I устанавливается давление меньше атмосферного. После стабилизации давления в системе, что определяется по устойчивым показаниям приборов (уровни жидкости в коленах U-образных манометров 4 и 5 и в пьезометре 6 установились без колебаний), приступите к проведению опытов. ОПЫТ №1 Измерение избыточного давления воздуха в нагнетательной линии 1. Переключите трехходовой кран П в позицию 1. После стабилизации давления снимите показания приборов. Показания группы механических приборов III: механического манометра 1, который измеряет избыточное давление воздуха в нагнетательной линии вакуум-насоса I; механических мановакуумметра 2 и вакуумметра 3, которые измеряют вакуум (разряжение) воздуха во всасывающей линии вакуум-насоса I. I. (Механические приборы работают одновременно при открытых кранах К. При необходимости можно отключить любой из них, перекрывая соответствующий кран К). Показания приборов группы IV, которые измеряют избыточное давление в нагнетательной линии вакуум-насоса i: U-образных манометров 4 и 5 (отсчеты снимаются по шкале прибора как перепад уровней Δh4 и Δh5); пьезометра 6, показание которого hp6 снимается как высота подъема воды из открытого резервуара А (отсчет производится от условного нуля шкалы прибора до мениска воды, находящейся в пьезометре). 2. Среднее значение трехразовых измерений занесите в таблицу 5.1. ОПЫТ №2 Измерение вакуума во всасывающей линии Для измерения вакуума во всасывающей линии вакуум насоса I при помощи жидкостного вакуумметра (7), произведите переключение трехходового крана II в позицию 2. После стабилизации давления в системе снимете показания вакуумметра как высоту подъема жидкости (воды) из открытого резервуара Б (отсчет производится от условного нуля прибора по шкале до уровня мениска жидкости, находящейся в вакуумметре 7). Измеренные значения заносятся в таблицу 5.1.  Таблица 5.1 – Результаты расчетов
Контрольные вопросы 1. Классификация приборов для измерения гидростатического давления. 2. Устройство и принцип действия жидкостных и механических приборов. 3. Достоинства и недостатки приборов для измерения гидростатического давления. 4. На каких физических законах основаны принципы действия приборов? 5. Единицы измерения давления в различных системах измерения физических величин. 6. Виды давления, методы и приборы для определения. 7. Какой из приборов позволяет отсчитывать избыточное давление с большей точностью и почему? 8. Назовите наибольшую величину вакуума. |