Что такое манометр, как устроен и расчет

В данной статье мы разберем что такое манометр, как он устроен и как рассчитывается давление.

Манометр может быть любым устройством, которое измеряет давление. Однако, если не оговорено иное, термин «манометр» чаще всего относится конкретно к U-образной трубке, частично заполненной жидкостью. Вы можете легко построить этот тип манометра как часть лабораторного эксперимента, чтобы продемонстрировать влияние давления воздуха на столбе жидкости.

Манометр — это научный прибор или датчик, который измеряет давление.

Строим простой манометр

Простой манометр можно построить, частично заполнив прозрачную пластиковую трубку цветной жидкостью, чтобы можно было легко наблюдать за уровнем жидкости. Затем трубка сгибается в U-образную форму и фиксируется в вертикальном положении. В этой точке уровни жидкости в двух вертикальных колоннах должны быть одинаковыми, так как они в настоящее время подвергаются воздействию одинакового давления. Поэтому этот уровень отмечен и обозначен как нулевая точка манометра.

Измерение давления

Манометр расположен напротив измеренной шкалы, чтобы обеспечить любую разницу в высоте двух столбцов. Этот перепад высот может быть использован непосредственно для сравнительного сравнения различных испытательных давлений. Манометр этого типа также можно использовать для расчета абсолютного давления, когда плотность жидкости в манометре известна.

Как это устроено

Один конец трубки соединен с газонепроницаемым уплотнением с источником испытательного давления. Другой конец трубки остается открытым для атмосферы и, следовательно, будет подвергаться давлению приблизительно 1 атмосфера (атм). Если испытательное давление превышает контрольное давление в 1 атм, жидкость в испытательной колонне направляется вниз по колонне. Это приводит к тому, что жидкость в контрольной колонне поднимается на равную величину.

Расчет давления

Давление, оказываемое столбом жидкости, может быть задано уравнением P = hgd. В этом уравнении P — расчетное давление, h — высота жидкости, g — сила тяжести, а d — плотность жидкости. Поскольку манометр измеряет перепад давления, а не абсолютное давление, мы используем замену P = Pa — P0. В этой замене Pa — это испытательное давление, а P0 — контрольное давление.

Пример: использование манометра

Предположим, что жидкость в манометре представляет собой ртуть, а высота жидкости в контрольной колонке на 0,02 метра выше, чем высота жидкости в испытательной колонне. Используйте 13 534 килограмма на кубический метр (кг / м ^ 3) для плотности ртути и 9,8 метра в секунду в квадрате (м / с ^ 2) для ускорения силы тяжести. Вы можете рассчитать перепад давления между двумя колоннами как hgp = 0,02 x 9,8 x 13 534 = приблизительно 2 653 кг • м-1 • с-2. Для единиц давления вы можете использовать паскаль, с приблизительно 101 325 паскалями, равными 1 атм давления. Следовательно, перепад давления в манометре составляет Pa — P0 = 2653 / 101,325 = 0,026 атм. Итак, давление в испытательной колонне (Па) равно P0 + 0,026 атм = 1 + 0,026 атм = 1,026 атм.

Тимеркаев Борис — 68-летний доктор физико-математических наук, профессор из России. Он является заведующим кафедрой общей физики в Казанском национальном исследовательском техническом университете имени А. Н. ТУПОЛЕВА — КАИ

comments powered by HyperComments
Оценки статьи:
1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (Пока оценок нет)
Загрузка...