7.2.2. Пьезометр

Пьезометр применяется для измерения по­ложительных и отрицательных избытков давления над атмосферным.

Пьезометр (рис. 7.2), как отмечалось выше, являет­ся простейшим прибором жидкостного типа, измеряющим давление в жидкости высотой столба той же жидкости.

Рис. 7.2. Пьезометр

Пьезометр представляет собой стеклянную трубку небольшого диаметра (обычно не менее 5 мм), открытую с одного конца и вторым концом присоединяемую к со­суду, в котором измеряется давление по формуле:

Р = Р_атм + *g*(h – h₁) Н/м²,

где h - показание пьезометра, м;

h₁ - глубина погружения точки установки пьезометра, м. Пьезометр очень чувствительный и точный прибор, однако он удобен только для измерения небольших давле­ний в лабораторных условиях; при больших давлениях трубка пьезометра получается чрезмерно длинной, что ос­ложняет измерения. В этих случаях применяют так назы­ваемые жидкостные манометры (U-образный манометр).

7.2.3. U-образный манометр

U-образный манометр (или ртутный манометр) (рис. 7.3) представляет собой U-образную стеклянную труб­ку, заполненную до некоторого уровня рабочей жидкостью. Жидкость, используемая в качестве рабочей, должна быть маловязкой и иметь малый коэффициент теплового рас­ширения. Обычно в качестве рабочих жидкостей исполь­зуют ртуть ( =13,6 г/см³), спирт ( =0,789 г/см³), воду ( =0,999 г/см³), тетрабромэтан ( =3,43 г/см³), бромистый этилен ( =2,18 г/см³) и бромистый этил ( =1,43 г/см³).

Рис. 7.3. U-образный манометр

Конец одной ветви манометра соединяется с местом измерения, конец другой открыт в атмосферу; давление определяется формулой:

P₀ = P _атм+ _рт * g * h_рт - ₁ * g * h₁ ,

где - плотность соответственно ртути (если она взята за ра­бочую жидкость) и жидкости в сосуде, г/см³;

h_рт — показание прибора, см;

h₁ — глубина погружения поверхности ртути в левом колене, см.

7.2.4. Чашечный манометр

Чашечный манометр (рис. 7.4) представляет собой модификацию U-образного манометра, одна из вет­вей которого заменена чашкой.

Рис. 7.4. Чашечный манометр

Прибор до некоторого уровня заполнен рабочей жид­костью. Чашка прибора соединена с местом измерения трубкой, снабженной трехходовым краном, служащим для отключения манометра и удаления воздуха из со­единительной трубки и прибора.

Под действием давления рабочая жидкость в стеклян­ной трубке прибора поднимается на высоту h. Нуль шкалы прибора помещен на уровне мениска рабочей жидкости в трубке при атмосферном давлении на поверхности рабочей жидкости в чашке; давление определяется формулой:

Р₀ = Р_атм + _рт*g*h ₁*g*h₁ , Н/м²,

где _рт и ₁ - соответственно плотности ртути (если она взята за рабочую жидкость) и жидкости в сосуде, кг/м³;

h - показание прибора, м;

h₁ - глубина поверхности в сосуде над нулевым уровнем жидкости в чашке, м.

В формуле знак "-" при схеме, показанной на рисунке 7.4 знак "+" при размещении сосуда ниже уровня ртути в чашке.

Преимущество чашечного манометра перед U-образным в том, что первый имеет постоянный нуль и не требует измерения нескольких высот для определения давления.