I. Ciśnienie można definiować elementarnie jako stosunek siły do powierzchni na którą ta siła działa .
(pascal)
Ciśnienie absolutne - ciśnienie mierzone w porównaniu z próżnią absolutną.
Ciśnienie barometryczne - ciśnienie absolutne atmosfery.
Nadciśnienie - jeżeli różnica wywołana przez ciśnienie absolutne jest wyższa od poziomu odniesienia.
Podciśnienie - jeżeli różnica wywołana przez ciśnienie absolutne jest niższa od poziomu odniesienia.
II. Przelicznik jednostek ciśnienia
1at = 98066,5 Pa
1atm = 101325 Pa
1bar = 105 Pa
1mmHg = 133,322 Pa
1mmH2O = 9,80665 Pa
III. Przyrządy do pomiaru ciśnienia.
1. cieczowe:
a) U-rurka - mierzy różnicę ciśnień działających na swobodne powierzchnie znajdujące się w przyrządzie
b) jednoramienny - przekształcona U-rurka w której jedno ramię zastąpiono naczyniem o znacznie większym przekroju w stosunku do przekroju rurki. Rzeczywista wysokość słupa cieczy uwzględnia zmierzoną wysokość i zmianę poziomu w naczyniu.
c) z rurką pochyłą - pochyła rurka zwiększa dokładność pomiaru. Pomiar odbywa się poprzez pomiar długości słupka cieczy w rurce pochyłej.
d) waga pierścieniowa - pomiar odbywa się na zasadzie kąta wychylenia przyrządu z położenia równowagi. Powstają dwa momenty: jeden zależny od ciśnienia, promienia pierścienia i jego przekroju a drugi od ciężaru części ruchomych.
e) sprężające - oparte na prawie Boyle’a - Mariotte’a. Następuje sprężanie przez gaz o początkowej objętości do objętości która podniesie poziom cieczy.
f) tłokowe - służą najczęściej do wzorcowania manometrów. Stan równowagi osiąga się przez przeciwstawienie parciu cieczy na powierzchnię czołową tłoka.
2. sprężyste:
a) z rurką sprężystą - wskazanie odbywa się poprzez odkształcenie rurki. Różnicę odchyleń rurki tworzy się poprzez zastosowanie odpowiedniego mechanizmu różnicowego, tak że wychylenie jest wypadkowym działaniem porównywanych ciśnień.
b) z elementami powierzchniowymi - siłom parcia na powierzchnie sprężyste (mieszki, przepony, membrany) przeciwstawiają się siły naprężeń sprężystych w czujniku lub w dodatkowych zewnętrznych elementach sprężystych.
3. parametryczne:
a) rezystancyjne - rezystancja wielu przewodników zmienia się w stałej temperaturze liniowo wraz z ciśnieniem. Zjawisko to spowodowane jest zmianą geometrycznych wymiarów przewodnika i konduktywności materiału.
b) cieplno - przewodnościowe - pomiar ciśnienia sprowadza się do pomiaru do pomiaru rezystancji. Zakres zastosowania zawiera się w granicach od 10 - 10-3 Pa.
c) jonowe - pomiar na zasadzie zależności między natężeniem prądu jonowego i ilości gazu w jednostce objętości.
d) lepkościowe - wykorzystana zależność lepkości gazu od jego ciśnienia. Lepkość jest określona pośrednio przez badanie oporu ruchu jaki stwarza gaz.
IV. Skalowanie manometrów za pomocą manometru tłokowego.
Obciążanie Odciążanie
Obciążenie
[atm]
Wskazanie
I manometru
II manometr
II manometru
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
0,75
1,7
2,65
3,6
4,55
5,5
6,45
7,2
8,3
9,3
0,7
2,6
4,6
5,4
6,4
7,4
3,8
4,8
5,8
6,8
7,7
8,8
9,9
5,85
6,9
7,8
V. Wnioski.
Podczas skalowania manometrów przy użyciu wzorcowego manometru tłokowego
stwierdzamy, że manometr II wskazuje wartości bardziej zbliżone do wzorcowego niż manometr I, gdzie rozbieżności od wskazania prawidłowego są znaczne. Możemy również zauważyć pewną histerezę wyników w próbie obciążania i odciążania manometrów.
Zbliżone wyniki pomiarów otrzymujemy w wyniku odciążania układu, zarówno manometr nr . I i nr . II, wskazują podobne wyniki pomiarów. Możemy zatem stwierdzić iż zabieg odciążania zachodzi w sposób jednostajny .
Wykonane ćwiczenie uwidoczniło przydatność sondy Prandtla do pomiaru ciśnień dynamicznych. Do pomiaru ciśnień statycznych bardziej przydatna jest sonda Pitota .
Różnica wskazań obydwu sond uwidoczniła się w przeprowadzonych pomiarach.
Powinniśmy zatem stosować odpowiednie sondy do pomiaru odpowiednich ciśnień.
W BYDGOSZCZY
WYDZIAŁ MECHANICZNY
TEMAT: POMIAR CIŚNIEŃ.
Wilczyński Tomasz
Studium dzienne mgr
Sem. VI gr. C
Rok akademicki : 1997/98
mechanikk