Преображенский В.П. Теплотехнические измерения и приборы (1240837), страница 84
Текст из файла (страница 84)
Однотрубные приборы с отношением сР/Рз ) 1/400 могут иметь шкалу, градуированную в миллиметрах. В противном случае шкала прибора градуируется в единицах давления. Чашечные приборы, у которых в качестве рабочей жидкости используется спирт, имеют шкалу, градуированную в единицах давления, При измерении малых давлений, разрежений или разностей давлений, выражающихся высотой столба рабочей жидкости в несколько десятков миллиметров, 13-образные и чашечные приборы заменяют более точными приборами, называемыми микроманометрами. Конструктивное оформление 1)-образных и чашечных приборов зависит главным образом от предельного допускаемого рабочего избыточного давления, на который рассчитаны приборы. В этом отношении 1)-образные и чашечиые прибозпы можно разделить на четыре группы: для малого (до 0,5 — 1 кгс/см, или 0,05 — 0,1 МПа), низкого (до 5 кгс/см', или 0,5 МПа), среднего (до 50 кгс/см', илн 5 МПа) и высокого давления (до 150 кгс/смн и выше, нли 15 МПа и выше).
С конструктивным оформлением и техническими характеристиками приборов первой группы (манометров, тягомеров, тягонапоромеров и вакуумметров), а также второй, третьей и четвертой группы (дифференциальными манометрами) можно познакомиться в справочной литературе. 9-2. Микроманометры Микроманометры являются переносными приборами, их применяют в лабораторной практике и в промыпшенных условиях при проведении испытаний теплоснловых и других установок для измерения малых давлений, разрежений или разностей давлений воздуха и неагрессивных газов.
Приборы этого типа в зависимости от их назначения подразделяются на рабочне и образцовые микро- манометры. Рабочие микроманометры в свою очередь подразделяются на приборы технические и повышенной точности. На рис. 9-2-1 п казана схема микроманометра с наклонной стеклянной измери- р д Рнс. 9-2Л. Схема микроманометра с нательной трубкой. На н ж- ' ' " К каниной,рубкою мерительной трубки в этом приборе сделан с целью уменьшения погрешности измерений. В качестве рабочей жидкости в микроманометрах этого типа применяют этиловый спирт, который заливают в широкий сосуд настолько, чтобы уровень его в наклонной трубке находился против нулевой отметки шкалы. Длина шкалы у мнкроманометров с наклонной трубкой выполняется обычно равной 250 мм.
При измерении давления в каком-либо объекте к нему присоединяют с помощью трубки 1пирокнй сосуд прибора, а при измерении разрежения — наклонную трубку. В случае измерения разности давлений большее давление подается в сосуд, а меньшее— в измерительную трубку. Пусть под действием измеряемого давления, разрежения или разности давлений воздуха уровень жидкости в трубке, наклоненной на угол а к горизонтальной плоскости, поднимется по вертикали на высоту йм в широком сосуде опустится на лн, тогда разность высот уровней рабочей жидкссти в приборе, уравновешивающая измеряемую величину, будет равна: й=й,+А„ (9-2-1) где (9-2-2) Йг = п з)па. Здесь и — длина столба жидкости в наклонной трубке.
Если Г1 и Га — соответственно площадь сечения наклонной трубки и сосуда, то Л Рг й2Р2 (9-2-3) т. е. объем лр жидкости, заключенный в наклонной трубке, равен .объему /12ра жидкости, вытесненной из широкого сосуда. Подставив в уравнение (9-2-1) йт и /га нз уравнений (9-2-2) и (9-2-3), получим: 6= м~з)па+„--'). Если р — плотность рабочей жидкости, кг/ьгз; д — местное ускорение свободного падения, м/с', а й н и выражены в м, то значение измеряемого давления, Па, рассчитывают по формуле р =/)(тр = п(тр ~з)п а + рг) . (9-2-4) С помощью микроманометров давление, разрежение нли разность давлений обычно измеряют в кгс/ма. В атом случае уравнение (9-2-4) принимает вид: р = 0,102ллр(з)па+уг), (9-2-5) где 0,102 — множитель для перевода значения давления, выраженного в Па, в значение, выраженное в кгс/ьР.
Если в уравнении (9-2-5) принять 0,102 д = 1 +' 0,001, то получим: р= пр(з)па+ "8) =-лй, (9-2-6) где и†отсчет по шкале прибора, кгс/ма; р — плотность спирта, г/сма; /е — постоянная прибора, согласно формуле Д=р~з)па+„-'). (9-2-7) П р и м е р. Микроманометр имеет шкалу 0 — 250 кгс/ма. плотность запалняюшего прибор зтнлового спирта р =- 0,8095 г/смз, угол наклона измерительной трубки и = 29'ЗО', зши =- 0,492, отношение гг/Гв = 0,0025. Определим значение постоянной прибора, пользуясь формулой (9.2-7) А = 0,8095 (0,492+ 0,0025) = 0,4008 = 0,4.
Пользуясь уравнением (9-2-6), определим верхний предел измерения прибора: р = 250 ° 0,4=-100 кгс/мз. Если Рг/Ге~1/ааа, то значение постоянной прибора может быть определено и без учета поправки на отношение гт/га. В атом случае имеем: (9-2-6) р=прз1па=пй„ где /21 = р 81п а — постоянная прибора. Если для мнкроманометра значение постоянной (/з или /21) было определено с учетом р, то он должен заполняться спиртом с плотностью. значение которой указано на приборе. В противном случае значения постоянных должны быль умножены на поправочный множитель, равный р,!р, т. е. А'=-й1'з и й; = йети, (9-2-9) где ра — фактическое значение плотности спирта.
Перед заполнением прибора спиртом, чаще всего содержащим некоторое количество воды. необходимо предварительно определить его плотность р,. По схеме, показанной на рис. 9-2-1, выполняют микроманометры с переменным углом наклона язиерительной трубки.
Ьлагодаря этому прибор может иметь несколько диапазонов измерения. Рис. 9-2-2. Схема микромаиометра типа а1МН. В качестве примера рассмотрим устройство микроманометра типа ММН с пятью диапазонами измерения (Π— 50, Π— 75, 0 — 100, 0 — 150 и 0 — 200 кгс/ма). Схема этого прибора представлена на рнс. 9-2-2. Прибор состоит нз широкого сосуда 7, измерительной трубки 1, закрепленной на поворотном кронштейне, и приспособлении 8 для фиксации угла наклона а измерительной трубкк. Сосуд и все другие детали прибора укреплены на общем основании 4. Микро- манометр имеет шкалу Π†2 кгс/ма.
Прибор снабжен двумя уровнями 3 с цилиндрическими ампулами. Для установки прибора по уровням служат два винта (2 и 5). Для установки в измерительной трубке уровня жидкости против нулевой отметки шкалы служит вытеснитель 6. Для изменения диапазона измерения кронштейн с измерительной трубкой может быть установлен под пятью различными фиксированными углами наклона к горизонтальной плоскости. Каждому фиксированному углу наклона измерительной трубки, а следовательно, и заданному диапазону измерения соответствует определенное значение постоянной прибора.
Для фиксации кронштейна с измерительной трубкой при заданном значении постоянной прибора служит установочная дуга 8 с отверстиями. Кронштейн соединяется с дугой в нужном рабочем положении с помощью конического штифта, который на схеме прибора не показан. Значения постоянных микроманометра (0,2; 0,3; 0,4; 0,6 и 0,8) для указанных вы!пе пяти диапазонов измерения н при заполнении его зтиловым спиртом плотностью 0,8095 г/сьгэ обозначены против отверстий на установочной дуге.
Приборы этого типа выпускаются классов точности 0,5 и 1. Для более точного измерения малых давлений, разрежений или разностей давлений применяют микроманометры, снабженные оптическим устройством и двумя шкаламн нли нониусом, Ф н микроманометры компенса- ционного типа. На рис. 9-2-3 показан схематично микроманометр типа АЛД. Высокая точность измерения высоты столба жидкости достигается с помощью оптического устройства 1, состоящего из 6 лупы 12 и вогнутого зеркала Л. Оптнческое устройство укреплено на каретке 5, которая является одновременно гайкой микрометрического винта 4.
Прн вращении микраметрическаго винта с помощью рукоятки 2, каретка-гайка будет перемещатъся вверх или вниз. Когда указатель каретки находится на уровне меннска жидкости в измерительной стеклянной трубке 10, то через лупу виден как сам мениск, таки его перевернутое изображение в вогвутом зеркале. Когда прямое и перевернутое иэобракения соприкоснутся, Рнс. 9-2-3.
1!икроманаметр типа А/!д можно производить отсчет показаний по шкалам Л и б. По вертикальной шкале б с делениями от 0 до 200 мм и ценой деления 2 мы отсчитываются целые числа ьшллиметров, а по круговой шкале 3 — доли деления. Шкала 3 разделена на 40 частей, и при шаге микрометрического винта 2 им цена деления этой шкалы 0,05 мм.
А!икроманометр снабжен термометром 9 для определения температуры спирта в металлическом сосуде, уровнем 7 и установочными винтами 3. Верхний предел измерения при заполнении мнкроманометра спиртом-ректифнкатоьз равен !60 мм вад.ст. Пределы допускаемой основной погрешности рабочих микроманометров типа АЛД не превышаот:ьо, !Оз4, а образцовых —.+ 0,05% верхнего предела измерений. По схеме прибора, показанного на рис. 9-2-3, выполняется микроманомстр типа Прандтля.
В приборе этого типа металлический сосуд сообщается со стеклшь ной трубкой с помощью особого крана — переключателя. Эгот кран допускает: непосредственное соединение трубки с сосудом, их соединение через три капиллярнык канала различной длины, а также разъединение трубки и сосуда. Трн капиллярных канала крана являются демпфирующим приспособлением, необходимым при измерении колсблющихся давлений, разрежений или разностей давлений. Микроманаметры типа Прандтля изготовляются с верхними пределами измерения 280 и 400 мм вод.ст. Пределы допускаемой основной погрешности рабочих приборов не превышает соответсшенно 9-0,08 и +-0,06%, а образцовых — -~-0,04 и -а- 0,03% верхнего предела иэыерений.
Рассмотрим микроманаметр типа ММ, показанный на рис. 9-2-4. Он является прибором компенсационного типа и предназначается для измерения давления, разрежения или разности давлений воздуха и неагрессивных газов. Микроманометр сгстоит иэ двух сосудов 7 и 8, соединенных между собой резиновой трубкой Рис. 9-2-4. Микроманаметр компенсационного типа ММ. 10.
В центре сосуда 7 имеется гайка, через которую проходит микрометрнческий винт 11. Нижний конец микрометрического винта шарнирно соединен со станиной прибора, а верхний скреплен неподвшкно с головкой 2. Таким образом, вращая головку 2, можно сосуд 7 перемещать вверх или вниз вдоль оси винта 11. Сосуд 7 перемещают до тех пор, пока уровень воды в сосуде 8 не коснется острия визирного штифта У„Луч света, попадающий через боковое стекло 18, дает возможность наблюдать касание острия визирного штифта с его отражением от понерхности воды через специальное оптическое устройства, показанное на рис. 9-2-4. Перед началом работы прибор устанавливают по уровню, а укззатель Б и головку 2 устанавливают на нулевые отметки. Затем наполняют сосуды дистиллированной водой так, ггобы острие визирного штифта, видимое в зеркале, каса.
лось своего отражения. Для точной подгонки нуля поднимают или опускают сосуд 8, вращая гайку 4. При измерении разрежения объект присоединяегсв к наконечнику 12, а при изьгеренни давления — к наконе шику 8. Если необходиыо измерить разность давлений, то область с большим давлением присоединяют к наконечнику 8, а с меньшим — к наконечнику 12. Под влиянием давления илн разности давлений вода в сосуде 7 поднимется, з в сосуде 8 опустится.
Вращая головку 2, поднимают сосуд 7 н добиваютса в зеркале совпадения вершины визирного штифта со своим отражением. Отсчет измеренного давления производят в миллиметрах водяного столба непосредственно эо двум шкалам: целое число делений отсчитывается по шкале 5, а дробные подразделения — по шкале 1. Шкапа 5 имеет деления через 2 мм, а шкала 1 раздеэяется на ЮО частей с ценой деления, равной 0,01 мм. Микроманаметры типа ММ изготовляются с диапазонами измерений 0 — 120. 0 — !бо и 0 — 250 мм вод.ст. Г!ределы допускаемой основной погрешности рабочих приборов на указанные диапазоны измерений не превышают .+.0,12 мм вод.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
