Преображенский В.П. Теплотехнические измерения и приборы (1240837), страница 83
Текст из файла (страница 83)
Кроме указанных выше единиц давления применяют физическую атмосферу, равную нормальному давлению атмосферного воздуха 760 мм рт. ст. при 0'С и нормальном ускорении свободного пцдения (760 мм рт. ст. =- 101,325 кПа = 1,0332 кгс см '). В физической и теккической литературе до введения единицы давления системы СИ пользовались единицей давления системы СГС: дина на квадратный сантиметр (1 дин см з = 0,1 Па) и енесистемяой единицей давления бар (1 бар = = !была = 10,197 10з кгс мя =- 1,0197 кгс ° см з). В настоящее время зги единицы давления не рекомендуются к применению. В английской системе мер за единицу давления принимают даелекие е один английский фунт (0,4636 кгс) на площадь а один квадратный дюйм (6,462 см').
1 — =6,69 ° 10а Па =703 кгс м -з = 70,3 10 З кгс м з~ . ('""."== ка. дюйьг Соотношения между применяемыми единицами давления приведены в табл. 9-1. Таблица 9.1 Соотношение между единицами давления кгс ° см -и Пв, иди и и им мм вод.сг. мм рг. сг. 10,197 ° 1О-а 1О г 1 10 с 1Зг595 ° 1О с 0,10197 1 10г 1 13,595 1 9,80665 98,0665 - РОв 9,80665 133,322 0,101197 1 10с 1 13,595 7,50 - 10-в 73,56 - 1О 'В 735,56 73,56 ° 1О и 1 1 Па 1 игс ° м и 1игс сми 1 мм вод. ст 1 мм рт.
ст. гланд дввятая )КИДКОСТНЫЕ ПРИБОРЫ ДАВЛЕНИЯ С ВИДИМЫМ УРОВНЕМ 9-1. Приборы Ьобразные и чашечные Приборы (7-образные (двухтрубные) и чашечные (однотрубные) относятся к группе жидкостных приборов с видимым уровнем. Они применяются в качестве манометров (напоромеров) для измерения избыточного давления воздуха и неагрессивных газов до 700 мм вод. ст. (7000 Па) и 735 мм рт. ст. (0,1 МПа), тягомеров для измерения разреже- . ния газовых сред до 700 мм вод. ст. (7000 Па), закуумметров для измерения вакуума (разрежения) до ?60 мм рт.
ст. (0,101 МПа) и дифференциальных манометров для измерения разности давлений неагрессивных газов, находящихся под давлением, близким к атмос- л ферному. до 700 мм вод. ст. (7000 Па) ь неагрессивных жидкостей, газов и паров, находящихся под давлением более 1 кгс/смв (0,1 МПа), до 700 мм рт. ст. (0,09 МПа), Приборы Н-образные и чашечные исполь- 1,„с 911 схема 17 б. зуются в промышленности как местные при- разного (двухтрубного) борь1, т. е. они устанавливаются на площад- манометра. ках обслуживания или на отдельных элеменгах технологического оборудования.
Приборы этого типа применяют в качестве контрольных и образцовых манометров и вакуумиетров для поверки рабочих приборов, рассчитанных на те же йиапазоны измерения давления, разрежения или разности давлений. На рис. 9-1-1 показана схема ~1-образного (двухтрубного) Манометра. Он состоит из Н-образной стеклянной трубки, заполняемой примерно до половины своей высоты рабочей жидкостью, и шкалы, позволяющей производить отсчет уровней в обоих коленах.
Измеряемое давление, разрежение или разность давлений уравновешивается и измеряется столбом Ь рабочей жидкости, определяемым как сумма столбов л, и Ь в обоих коленах. При этом устраняется погрешность из-за некоторого возможного различия сечений обоих колен 13-образной трубки. В качестве рабочей жидкости обычно применяют воду или ртуть, а иногда и другие жидкости. Внутренний диаметр стеклянной трубки для изготовления 13-образного прибора должен быть не менее 8 — 10 мм и по возможности одинаков по всей ее длине.
При малом диаметре трубки капиллярные свойства воды не позволяют применять ее в качестве рабочей жидкости в приборах этого типа. В этом случае в качестве рабочей жидкости рекомендуется применять спирт, При применении 11-образный манометр должен устанавливаться вертикально по отвесу. Для измерения избыточного давления в объекте правое колено трубки прибора соединяют с объектом, а левое оставляют открытым (сообщенным с атмосферой); при измерении разрежения— левое колено прибора соединяют с объектом, а правое — оставляют открытым. При измерении разности давлений большее давление подводится к правому, а меньшее — к левому колену трубки прибора. Обычно с помощью (1-образного прибора давление, разрежение или равность давлений измеряют в миллиметрах водяного или ртутного столба.
Результат измерения может быть выражен не в миллиметрах столба рабочей жидкости, а в паскалях по формуле р = йа(р — р.). (9-1-1) где д — — — местное ускорение свободного падения, м)с', й = разность уровней рабочей жидкости, м; р — плотность рабочей жццкости, кгйР; р,— плотность среды над рабочей жидкостью, кг/м'.
Если р, ~ р, уравнение (9-1-1) принимает вид: р=йа ° (9-1-2) Для перевода значения давления, выраженного в Па, в значение, выраженное в кгс~мз, необходимо полученный результат умножить на 0,102. Если отсчет высоты столба 6 рабочей жидкости по 13-образному прибору производят невооруженным глазом, то при цене деления шкалы в 1 мм при отсчете в двух коленах пределы допускаемой основной погрешности измерения давления, разрежения или разности давлений не превышают -+ 2 мм столба рабочей жидкости (при этом учитывается и погрешность самой шкалы).
Значения плотности рабочих жидкостей, наиболее часто применяемых в этих приборах (вода, ртуть), могут быть взяты из таблиц с погрешностью, не превышающей 0,005%, При этом необходимо быть уверенным в чистоте взятых жидкостей, Таким образом, практи- чески погрешность определения плотности рабочей жидкости настолько мала, что на точность измерения она влиять не может и относительная погрешность при измерении давления„разрежения или разности давлений 1)-образным прибором зависит в основном от высоты столба рабочей жидкости и точности его отсчета.
Для увеличения точности отсчета высоты столба рабочей жидкости 13-образные приборы повышенной точности и образцовые снабжают зеркальной шкалой. Для приборов такого типа пределы допускаемой оснонной погрешности показаний не превышают-+ 1 мм столба рабочей жидкости. Чашечный (однотрубный) манометр, показанный на рис. 9-1-2, состоит из цилиндрического сосуда и сообщающейся с ним измерительной стеклянной трубки. При этом плошддь сечения сосуда значительно больше, чем измерительной трубки.
Рабочую жидкость (воду, ртуть или другую жидкость) запивают в широкий сосуд настолько, чтобы уровень ее в измерительной трубке находился против нулевой отметки шкалы. При измерении давления в ного (однотрубного нннозбъекте его соединяют с помощью трубки с сосудом прибора, а при измерении разрежения — с измерительной грубкой. При измерении разности давлений большее давлениепопается в сосуд, а меньшее — в измерительную трубку. Пусть под действием давления, разрежения или разности павлений жидкость в измерительной трубке поднимется на высоту й„ э в широком сосуде опустится на высоту лн, тогда высота столба Ь, соответствующая измеряемой величине, будет равна: Ь=йг+й,.
(9-1-3) Если Р, — площадь сечения измерительной трубки, а Р,— широкого сосуда, то Рг~г Рнйню (9-1-4) гак как обьем Р1йг жидкости в измерительной трубке равен объэму Рнлн жидкости, вытесненной из широкого сосуда. Решив уравнения (9-1-3) и (9-1-4) относительно Ь, получим: й=й,(1+-'-') =й,(1+ — "), (9-1-б) г. е. действительная высота столба й, соответствующая измеряемой величине, больше отсчитываемой высоты й, на значение Ь,Р,/Рн или Ь,г(н/()и, где д, 0 — внутренние диаметры измерительной трубки и широкого сосуда, м. С помощью однотрубного манометра давление, разрежение или разность давлений обычно измеряют в миллиметрах столба рабочей жидкости.
В этом случае измеряемое давление определяют по формуле (9-1-5). Если результаты измерения должны быть выражены не в миллиметрах столба рабочей жидкости, а в паскалях, то пользуются формулами (9-1-1), (9-1-2) и (9-1-5). Основным достоинством чашечного прибора перед 13-образным является то, что он позволяет производить только один отсчет. В этом случае при цене деления шкалы в 1 мм отсчет высоты столба в измерительной трубке может быть произведен с погрешностью, не превышающей -+-1 мм столба рабочей жидкости.
Так как при измерении давления, разрежения или разности давлений одно- трубным прибором уровень жидкости в широком сосуде понижается, то необходимо вводить поправку в его показания или предварительно градуировать прибор в единицах давления с учетом этой поправки. Погрешностями самой шкалы и определения плотности рабочей жидкости можно пренебречь. Если отношение г(з/Рз = 1/400, то при повышении уровня рабочей жидкости в измерительной трубке на высоту Ьг в широком сосуде уровень жидкости понизится иа 0,0025 этой высоты, т.
е. иа 0,25%, и погрешность измерения будет равна Ь + 0,0025/т„ где Ь вЂ” погрешность отсчета столба рабочей жидкости йт, мм столба рабочей жидкости. Погрешностями определения плотности рабочей жидкости и измерения диаметров сосуда и трубки можно пренебречь вследствие их малости. Приме р. Измеренная высота столба лт = — 700 им вод.сг., погрешность отсчета столба лг составит 1 мм вод.ст., погрешность за счнг изменения уровня жидкости в сосуде равна 0,0020 ° 700 = 1,70=2 мм вод.ст. Таким образом, погрешность измерения столба рабочей жидкости равна 3 мм вод. ст. Для рабочих однотрубных манометров предел допускаемой основной погрешности не должен превышать -+:3 мм столба рабочей жидкости.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
