Lucrarea de laborator № 5
micromanometers
După cum sa menționat mai sus. din toate măsurătorile efectuate în mecanica experimentală a lichidelor și gazelor, măsurătorile vitezelor și presiunilor sunt cele mai importante și cele mai utilizate.
Deci, să ne uităm la dispozitivele folosite pentru a măsura presiunile.
6.1. Micromanometre cu scale verticale
Fiecare dispozitiv de măsurare constă din două părți - un receptor și o unitate de înregistrare. Recepționarea dispozitive pentru meas-TION a presiunii în flux sunt de obicei duza, tub Pitot, tuburi Prandtl, și zona de bilă cilindrică și celelalte dispozitive (Acestea au fost parțial abordate în LR anterior). Dispozitivele de înregistrare sunt diferite tipuri de manometre.
Valori ale presiunii. măsurate în timpul experimentelor aerodinamice, variază în limite foarte largi, aproape de la vid total la presiuni ale mai multor atmosfere. Nici un manometru nu poate funcționa pe întreaga gamă de presiuni măsurate cu un grad suficient de acuratețe. Prin urmare, fiecare dispozitiv este utilizat pentru măsurarea presiunilor într-un interval limitat.
Tabelul 6.1 prezintă principalele instrumente cu limitele aproximative ale presiunilor măsurate în mm Hg. Art.
Tabelul 6.1.
Interval de presiune. măsurată în dispozitive, în mm Hg. Art.
Radioactiv sau Alphatron
Cu fir de cuart
Rece catod
Cu membrană de cuart
Hot catod
Cele mai multe manometre sunt utilizate pentru a măsura diferența de presiune. Presiunea absolută, adică presiunea raportată la vidul total, este determinată de presiunea atmosferică, măsurată de obicei prin barometru.
În studiile experimentale moderne, toate instrumentele indicate au fost aplicate, dar în măsurători aerodinamice obișnuite, micromanometrele lichide-os au fost cele mai utilizate pe scară largă. Limitele presiunilor măsurate depind de proiectarea dispozitivului și de caracteristicile fizice, în principal de greutatea specifică (γ = ρg) a lichidelor utilizate.
Sensibilitatea micromanometrului va fi determinată în funcție de dimensiune. egală cu raportul dintre valoarea de referință pe scala instrumentului H în mm și valoarea corespunzătoare a presiunii măsurate h în mm apă. Art. care este,
Pentru dispozitivele cu sensibilitate scăzută, valoarea K este mai mică decât unitatea, iar pentru dispozitivele foarte sensibile, valoarea lui K atinge 100 sau mai mult.
Cel mai simplu tip de manometru este un tub în formă de U umplut cu lichid (Figura 6.1).
P
unde H este diferența dintre nivelele din coate ale tubului, măsurate vertical, mm; γ și γ1 sunt greutățile specifice ale lichidului care umple tubul și apa. Ultimul este egal cu unul.
Sensibilitatea unui tub în formă de U convențională este determinată de formula anterioară
reciprocitatea gravitației specifice sau așa-numitul volum specific al lichidului manometric. Atunci când tubul este umplut cu mercur K = 0,07 și pentru alcool K = 1,25.
În funcție de valoarea diferenței de presiune măsurate, un tub în formă de U este umplut cu un lichid cu o greutate specifică diferită.
De obicei, apa este folosită ca lichid care umple manometrele, dar alcoolul și o serie de alte substanțe sunt utilizate pe scară largă în plus față de acesta. o parte din acestea sunt plasate în tabelul 6.2.
Tabelul 6.2.
Lichidele folosite pentru a umple gabaritele
Lichidele, începând cu kerosen, se aplică de obicei cu apă, iar primele șapte - în formă pură.
Atunci când se bea apă, trebuie remarcat faptul că are o tensiune superficială deosebită: într-un tub cu diametrul d mm, apa datorată capilarității se ridică la o înălțime Δh în mm
Pentru alcool, tensiunea superficială este mai mică decât apa și este egală cu
Tensiunea superficială a mercurului reduce înălțimea reală a coloanei, în timp ce apa și alcoolul îl măresc. Pentru mercur, Δh va fi egal cu
Amploarea și forma meniscului (suprafața liberă a lichidului) afectează în mod semnificativ puritatea pereții tubului și temperatura fluidului. Evident. că pentru citirea corectă este necesar ca diametrul interior al tubului să fie strict același. deoarece în caz contrar, înălțimea meniscului datorată tensiunii superficiale va avea valori diferite pentru înălțimea tubului.
Că nu era nevoie să facă o lectură la două meniscuri, unul dintre triburile tubului în formă de U ar trebui să fie mult mai lată decât cealaltă (figura 6.2), astfel încât o modificare a nivelului general al tubului și o modificare corespunzătoare a înălțimii meniscului poate fi ne- glected ,.
P
Diferența de presiune măsurată va fi
unde n este raportul dintre diametrele coturilor înguste și largi. În consecință, cu cât valoarea n este mai mică, cu atât mai multe motive pentru neglijarea acestei corecții.
Sensibilitatea unui micromanometru cu o scală verticală este determinată de amploare
Deoarece valoarea lui n este de obicei mică, sensibilitatea unor astfel de instrumente diferă foarte puțin de unitate.
În micromanometre cu o sensibilitate foarte ridicată, dispozitive optice speciale cu un nonius sunt adesea folosite pentru a număra cu precizie poziția meniscului în genunchiul îngust al micromanometrului. Cu toate acestea, micromanometers actuala pe scara larga a primit, în co-toryh creșterea preciziei poziției de referință a meniscului Dost Gaeta nu utilizează dispozitive optice sau de alt tip, și utilizarea construcțiilor cu tuburi înclinate.
6.2. Micromanometre cu tuburi înclinate
Schema schematică a unui micromanometru cu un tub înclinat este prezentată în Figura 6.3.
Sensibilitatea și precizia citirilor sunt mărită de faptul că coloana verticală a lichidului H, care corespunde diferenței de presiune măsurată (p1 - p2), este înlocuită de coloana înclinată A.
Figura 6.3. Micromanometru cu un tub înclinat
Evident. că unghiul α ar trebui să fie mai mic, cu atât diferența de presiune este mai mică. sub rezerva determinării. Raportul dintre citirea pe tub a micromanometrului A și presiunea măsurată se exprimă după cum urmează:
unde a este citirea inițială a tubului.
Diametrul tubului micromanometrului ar trebui să fie de ordinul a 3-4 mm, deoarece tuburile înguste sunt puternic afectate de influența forțelor capilare. și cu tuburi mai largi, poziția de referință este vagă din cauza dimensiunii mari.
Sensibilitatea unui micromanometru cu o scală înclinată este
Pentru un anumit fluid de măsurare, sensibilitatea depinde numai de valoarea scării și pentru γ = 0,8 este egală cu:
Practic, micromanometrele de acest tip sunt realizate sub formă de dispozitive cu cele mai diverse modele.
Atunci când se utilizează micromanometre, este important să se cunoască greșelile care se obțin.
Diferența de presiune, măsurată prin micromanometre la orice pantă, ținând cont de modificarea nivelului înălțimii lichidului din rezervorul dispozitivului, este determinată de formula
Utilizarea teoriei erorii. Nu este dificil să se determine eroarea relativă δ care are loc atunci când se folosește această formulă.
Va fi egal cu
sau, de aproximativ
Apoi, evident, eroarea relativă a micromanometrului va fi compusă din erori relative:
1) măsurarea greutății specifice a lichidului care umple manometrul;
2) citirile pe scara micromanometrului;
3) măsurarea unghiului de înclinare a micromanometrului;
4) erori. asociată cu o modificare a nivelului din rezervor al micromanometrului.
Greutatea specifică a alcoolului este determinat de hidrometrul plavkovym uzual la 0,0001 g / cm3, și apoi, de exemplu, un alcool, a cărei greutate specifică variază de 0.800-0.820 g / cm 3. Eroarea relativă la determinarea greutății alcoolul va fi
Evident. că valoarea lui δc nu depinde de instrumentul care măsoară presiunea.
Eroarea relativă în măsurarea citirilor scalei micromanometrului depinde de valoarea A-a și de precizia citirii. Cu o scară normală milimetrică fără dispozitive optice, precizia de citire va fi cel mult 0,2 și cel mai rău 0,5 mm. În prezența optice prispo în mod autonom pentru referință și amortizorul de călire oscilații pilon alcool, eroarea în determinarea citirilor micromanometru nu este mai mare de 0,05 mm. Când utilizați un microscop, puteți obține o precizie de până la 0,01 mm și chiar mai mare. Prin urmare, în ceea ce privește eroarea-TION prin citirea măsurătorilor directe micromanometru va varia între înainte și vor fi mai mici mai mari lungimea tubului Micromanometru, umplut cu alcool atunci când măsurarea presiunii.
Eroare relativă în determinarea unghiului de înclinare al tubului. inclusiv erorile privind inexactitatea instalării și nivelul, nu depășește 0,2% pentru bunele instrumente și, prin urmare,
Eroarea relativă rezultată din deplasarea nivelului de lichid din rezervor al micromanometrului va fi
Valoarea este constantă pentru fiecare manometru.
Pentru poziția verticală a scalei micromanometrului, eroarea relativă δ este complet determinată de cantitate. deoarece în acest caz păcatul α = 1.
Pe măsură ce panta scalei micromanometrului scade, sin α scade, iar eroarea relativă crește.
Evident. că dispozitivele cu pante foarte mici sin α
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: