Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

ФГБОУ ВПО «АлтГТУ им. Ползунова И. И.»

Кафедра «Теплогазоснабжение и вентиляция»

Лабораторная работа № 2

по курсу «Гидравлика»

«Изучение приборов для измерения давления»

ОТЧЕТ

ЛР 270109.02. 000 ОТ

Выполнил:

Студент ТГВ–91 Нечаев А.М.

Проверил:

Доцент кафедры ТГВ Еремин С.Д.

Работа принята с оценкой ______________________________

Барнаул 2012

Содержание:

«Изучение приборов для измерения давления» 1

Содержание: 2

1 Цель и задача лабораторной работы 3

2 Основные теоретические положения 3

3 Схема установки и методика измерений 4

4 Протокол измерений 6

5 Обработка экспериментальных данных 6

6 Вывод 7

Список литературы 8

1 Цель и задача лабораторной работы

Цель - совершенствование навыков постановки и проведения гидравлических экспериментов, получение основных сведений об измерении давлений.

Задача - изучение устройства, принципа действия и применения приборов для измерения давления; измерить гидростатическое давление жидкостными приборами.

2 Основные теоретические положения

В покоящихся газах и жидкостях давление является гидростатическим. Гидростатическим давлением называют нормальное сжимающее напряжение в неподвижной жидкости, т.е. силу, действующую на единицу площади поверхности по нормали к ней. За единицу измерения давления в международной системе единиц принят паскаль ( ).

Различают абсолютное, внешнее (атмосферное), избыточное (манометрическое и вакуумметрическое) давления.

Абсолютное (полное) давление p отсчитывается от абсолютного вакуума. Для жидкости оно слагается из двух составляющих: внешнего давления р₀, передаваемого жидкостью по закону Паскаля, и избыточного, определяемого величиной γh, где γ – удельный вес, h – глубина погружения точки под уровень свободной поверхности.

р = р₀ + γh (2.1)

Внешнее давление р₀, как правило, равно атмосферному р_а, которое создаётся силой тяжести воздуха атмосферы и принимается в расчётах равным 101325 Па или 760 мм рт.ст.

Избыток давления над внешним (атмосферным) называют манометрическим давлением. Избыточное давление в жидкости изменяется с глубиной по линейному закону:

р_м =р_изб = γh (2.2)

Абсолютное давление не может быть отрицательным, так как жидкость не сопротивляется растяжению. Избыточное давление как разность (р_а - р_вн) может быть как больше, так и меньше нуля. Отрицательное избыточное давление называют вакуумметрическим, а условие, при котором это достигается – вакуумом.

Приборы для измерения атмосферного давления называются барометрами, манометрического – манометрами, вакуума – вакуумметрами.

Манометр - прибор для измерений давления жидкостей и газов. Основа измерительной системы манометра – чувствительный элемент, являющийся первичным преобразователем давления. В зависимости от принципа действия и конструкции чувствительного элемента различают манометры жидкостные, поршневые, деформационные (пружинные). Кроме того, находят применение приборы, действие которых основано на измерении изменений физических свойств различных веществ под действием давления.

Барометр - прибор для измерения атмосферного давления. Широко

распространены: жидкостные барометры, основанные на уравновешивании атмосферного давления весом столба жидкости; деформационные барометры, принцип действия которых основан на упругих деформациях мембранной коробки (анероид); гипсотермометры, основанные на использовании зависимости точки кипения некоторых жидкостей (например, воды) от внешнего давления. Наиболее точными стандартными приборами являются ртутные.

Вакуумметры по устройству разделяются на жидкостные, механические (деформационные, мембранные и др.), компрессионные (например, вакуумметр Мак-Леода), тепловые (термопарный и теплоэлектрический), ионизационные, магнитные, электроразрядные, вязкостные, радиометрические.

Жидкостные приборы исторически стали применяться первыми. Их действие основано на принципе уравновешивания измеряемого давления р силой тяжести столба жидкости высотой h в приборе: p=ρgh, где ρ – плотность жидкости, g – ускорение свободного падения. Поэтому величина давления может быть выражена высотой столба жидкости h (мм рт.ст., мм вод.ст.). Преимуществами жидкостных приборов являются простота конструкции и высокая точность. Однако они удобны только при измерении небольших давлений.

В механических приборах измеряемое давление вызывает деформацию чувствительного элемента (трубка, мембрана, сильфон), которая с помощью специальных механизмов передаётся на указатель. Такие приборы компактны и имеют большой диапазон измеряемых давлений.

В электрических приборах воспринимаемое чувствительным элементом давление преобразуется в электрический сигнал. Этот сигнал регистрируется показывающим (вольтметр, амперметр) или пишущим (самописец, осциллограф) приборами. В последнем случае можно фиксировать давление при быстропротекающих процессах.

Абсолютное давление в любой точке покоящейся жидкости определяется по основному уравнению гидростатики:

р=р₀+ρgh, (2.3)

где р₀ – давление на свободной поверхности жидкости;

ρ – плотность жидкости;

h – глубина погружения точки под свободной поверхностью.