Лабораторная работа №1.

Гидравлика. Гидромашины и гидроприводы.

Изучение конструкций приборов для измерения давлений.

Тарировка пружинного манометра.

1. Цель работы.

Изучить единицы измерения и систему измерения давлений, классификацию приборов для измерения давлений, конструкции и устройство различных приборов.

Изучить устройство установки и методику проверки (тарировки) пружинных манометров.

2. Теоретическая часть.

Для воды разрыв жидкости наблюдается при напряжении временного сопротивления σ_вр=0,00036 кг/см², что в миллион раз меньше временного сопротивления для чугуна, как известно, плохо сопротивляющегося разрыву. Зато сжимающие напряжения жидкость воспринимает хорошо.

Для воды модуль объёмного сжатия К=2*10000 кг/см², в сравнении, для стали Ст.3 модуль Юнга Е=2*1000000 кг/см², т.е. сталь в 100 раз более упругая, чем вода.

Давление одна из самых важных величин гидравлики. Его определяют как силу, действующую на единицу поверхности. Поэтому во всех гидравлических установках жидкость заставляют работать на сжатие.

где p – давление, Па; Р – сила давления, Н; S – площадь, м².

1. Единицы измерения давлений.

Раньше давление измерялось в 1 кг/см² = 1 техн.атм., а в настоящее время измеряется в 1 Па = 1 Н/м².

1 бар = 10⁵ Па (1 бар = 10 Н/см² = 1 дан/см²)

psi (сокр. от pound – foree per sguare inch) – фунт – сила на квадратный дюйм; эта единица в системе СИ отсутствует. Давление в барах по системе СИ следует понимать абсолютное давление.

Технической атмосфере соответствует высота ртутного столба 735,6 мм при температуре ртути 0^оС и водяного 10000 мм при температуре воды 4^оС. Физической атмосфере соответствует 1 физ.атм. = 1,013 кг/см² – среднее давление воздуха на поверхность океанов, т.е. равно 760 мм рт. ст. при температуре ртути 0^оС.

Таблица 1.1.

Соотношение между различными единицами давления и температурными шкалами.

2. Система изменения давления.

p_атм – атмосферное давление, это давление создаваемое атмосферным воздухом на находящиеся в нём предметы и на земную поверхность. В каждой точке атмосферы p_атм определяется весом вышележащего столба воздуха; с высотой его значение уменьшается. p_атм может меняться от погодных условий, от географического положения местности; на уровне моря его значение колеблется от 0,098 до 0,104 МПа (от 0,98 до 1,04 бар). Среднее значение p_атм составляет 0,101325 МПа (1,01325 бар).

p_изб - избыточное давление, это превышение значения абсолютного давления над значением p_атм.

p_вак – вакуум (вакуумрическое давление), это недостаток абсолютного давления относительно атмосферного.

Манометры – это приборы для измерения избыточного давления; за нулевую точку шкалы манометров значение p_атм.

Вакуумметры – это приборы для измерения вакуума, шкала которых проградуирована от 0 до -1 бар; вакуумная техника позволяет получить разрежение

p_абс. = 10^-5 Па (10^-5 бар).

Мановакуумметры – это приборы, позволяющие измерять вакуум и p_изб .

3. Классификация приборов для измерения давлений.

Приборы по характеру измеряемой величины:

1. Приборы для измерения атмосферного давления (p_атм.) – барометры.

2. Приборы для измерения разности абсолютного и атмосферного давлений, т.е. избыточного давления (p_изб = p_м) и вакуума (p_вак). – манометры, вакуумметры, мановакуумметры (ноль отсчёта таких приборов находится в верхней части шкалы).

3. Приборы для измерения абсолютного давления (p_абс) – манометры абсолютного давления, представляющие собой совокупность двух приборов – манометра и барометра, если измеряется давления больше атмосферного

p_абс. = p_атм. + p_м

и совокупность барометра и вакуумметра, если измеряется давление меньше атмосферного

p_абс. = p_атм. – p_вак

4. Приборы для измерения разности давлений – дифференциальные манометры.

По принципу действия приборы делятся:

• жидкостные;

• пружинные;

• грузопоршневые;

• электрические;

• комбинированные.