2020-04-12
122
Ртутный барометр состоит из вертикальной стеклянной трубки с миллиметровой шкалой и закрытым верхним концом, которая заполнена ртутью, и чаши с ртутью, в которую опущена трубка нижним концом. Таким прибором впервые было измерено атмосферное давление итальянским учёным Э. Торричелли в 1642 г.
Для демонстрации жидкостных приборов для измерения давления служит устройство, которое представлено на рис. 2. Оно имеет полость 1, в которой всегда сохраняется атмосферное давление, и резервуар 2, частично заполненный водой (рис. 2, а). Для измерения давления и уровня жидкости в резервуаре 2 служат жидкостные приборы 3, 4 и 5. Они представляют собой прозрачные вертикальные каналы со шкалами, размеченными в единицах длины.
Рис. 2.1. Схема устройства:
1 – полость с атмосферным давлением; 2 – опытный резервуар;
3 – пьезометр; 4 – уровнемер; 5 – мановакуумметр; 6 – пьезометр;
7 – вакуумметр
Однотрубный манометр – пьезометр 3 сообщается верхним концом с атмосферой, а нижним – с резервуаром 2. Им определяется манометрическое давление p и = ρgh п на дне резервуара.
|
|
|
Уровнемер 4 соединён обоими концами с резервуаром и служит для измерения уровня жидкости Н в нем.
Мановакуумметр 5 представляет собой U -образный канал, частично заполненный жидкостью. Левым коленом он подключён к резервуару 2, а правым – к полости 1 и предназначен для определения манометрического p и = ρgh M (рис. 2, а) или вакуумметрического p ВАК = ρgh Е (рис. 2, б) давлений над свободной поверхностью жидкости в резервуаре 2.
Давление в резервуаре можно изменять за счёт переливания части жидкости в другие полости при наклоне устройства.
При повороте устройства в его плоскости на 180о против часовой стрелки (рис. 2, в) канал 4 остаётся уровнемером, колено мановакуумметра 5 преобразуется в пьезометр 6, а пьезометр 3 – в вакуумметр (обратный пьезометр) 7, служащий для определения разряжения p ВАК = ρgh Е над свободной поверхностью жидкости в резервуаре 2.
Измерение гидростатического давления
Жидкостными приборами.
Абсолютное давление в любой точке покоящейся жидкости определяется по основному уравнению гидростатики
p = p0 + ρgH,
где р 0 – абсолютное давление на свободной поверхности жидкости; – плотность жидкости; H – глубина погружения точки (расстояние по вертикали между точкой и свободной поверхностью).
В работе определяют давление в заданной точке (например, на дне резервуара) через показания различных приборов и затем сравнивают результаты, полученные различными способами.
Способы выражения давления.
|
|
|
Давление выражается в паскалях. Кроме выражения в паскалях, давление выражается:
- мм. gТ. Ст. (миллиметров ртутного столба),
- мм. Вод. Ст. (миллиметров водяного столба),
- барах.
Соответственно, значение атмосферного давления будет равно: 101325 Па (101,325 КПА)=760 мм. gТ. Ст.=1000 мм вод. Ст.=1 Бар. Исходя из этого равенства, соотношение величин можно выразить:
Таблица 2.1
Способы выражения давления и коэффициенты пересчета с различных единиц.
| № | Единицы | КПа | Бар | мм. рт. ст. | мм. вод. ст. |
| п\п | выражения | ||||
| 1. | КПа | 1 | 0,01 | 9,869 | 7,501 |
| 2. | Бар | 100 | 1 | 760 | 1000 |
| 3 | мм. рт. ст. | 0,133 | 0,0013 | 1 | 1,316 |
| 4 | мм. вод. ст. | 0,101 | 0,001 | 0,76 | 1 |
Рис. 2.2. Схема гидросистемы.
1- Точка на дне емкости, 2 – манометр, 3 – пьезометр, 4 – емкость с жидкостью, h – высота жидкости в емкости, Ра – атмосферное давление.
Порядок выполнения работы - определения гидростатического давления.
1.Определить состояние системы, наличие воздействия атмосферного давления.
2.Определить высоту жидкости в емкости или резервуаре.
3.Определить значение плотности жидкости, соотнося с фактической температурой жидкости в емкости.
4.Определить величину гидростатического давления.
5.Определить результаты замеров манометра 2 и пьезометра 3.
6.Определить величину манометрического давления.
7.Результаты занести в тетрадь. Сделать выводы.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3.
Тема: Динамические параметры потока в трубопроводе.
Цель работы: изучить существующие параметры, характеризующие динамическиепараметры потока в трубопроводе. Научиться определять значение этих параметров.
Общие сведения.
Жидкие и газообразные вещества обладают свойством изменения своей формы. Соответственно, воздействуя на них в замкнутых системах можно добиться перемещения потока вещества внутри системы. В зависимости от того как на них воздействовать возникают различные результаты перемещения вещества. Возникают медленные течения или быстрые - ламинарные (устоявшиеся) или турбулентные (с перемешиванием слоев). Каждый вид течения или режим обладает рядом свойств или параметров, которые математически характеризуют состояние потока. По ним можно смоделировать и понять, что происходит внутри замкнутой и закрытой системы. Поняв это, можно воздействовать на поток с целью его управления и получения необходимого режима перемещения.
В гидравлике существует ряд параметров характеризующих состояние потока.
Расход жидкости.
Расход воды — объём воды, протекающей через поперечное сечение трубопровода за
единицу времени. Измеряется в расходных единицах (м³/с). В промышленности расход воды (жидкости) измеряется расходомерами. Определяется
Q=W/t,
где Q - расход жидкости, м³/с,
W – объем перемещенной жидкости, за единицу времени, м³,
t – время, в течении которого был перемещен объем жидкости, с.
На поток жидкости в системе действует сила, заставляющая поток постоянно перемещаться, при этом его перемещение, расход во всех точках системы одинаков, это подтверждает уравнение неразрывности потока:
S1*V1=S2*V2=…=Si*Vi=const,
где 1, 2, i – номер сечения в трубопроводе,
S1, S2, Si – значение площади сечений 1, 2, i, м²,
V1, V2, Vi – значение скорости потока в сечениях 1, 2, i, м²/с.
Произведение площади сечения и скорости потока в этом сечении, во всех сечениях потока одинаковы. Так как произведение скорости потока и площади его сечения является раходом жидкости, то соответственно расход жидкости в замкнутом трубопроводе во всех точках одинаковый.
Q= S*V,
где Q - расход жидкости, м³/с,
S – площадь сечения потока, м²,
V –скорость потока, м²/с.
|
|
|
