Манометры
РР· предыдущих СѓСЂРѕРєРѕРІ РјС‹ знаем, что для измерения атмосферного давления используют барометры: ртутные Рё анероиды.
Но как измерить давление воздуха, существенно отличающееся по величине от атмосферного давления? Для этого тоже существуют специальные приборы, речь о которых и пойдет на данном уроке.
- Определение и виды
- Открытый жидкостный манометр
- Рзмерение давления РІРѕР·РґСѓС…Р° СЃ помощью жидкостного манометра
- Рзмерение давления жидкости СЃ помощью жидкостного манометра
- Металлический манометр
- Устройство металлического манометра 1-го типа
- Устройство металлического манометра 2-го типа
- Применение манометров
Определение и виды
Как называют приборы для измерения давлений, больших или меньших атмосферного?
Манометр (РѕС‚ греческого «манос» — «редкий, неплотный» Рё «метрео» — «измерять») — это РїСЂРёР±РѕСЂ, используемый для измерения давлений больших или меньших атмосферного.
Манометры бывают двух основных видов: жидкостные и металлические. Давайте рассмотрим устройство и принцип работы каждого из них.
Открытый жидкостный манометр
Устройство открытого жидкостного манометра представляет собой двухколенную стеклянную трубку, наполненную жидкостью (рисунок 1). К одному концу стеклянной трубки прикреплена резиновая трубка. Она соединена с плоской коробочкой, затянутой резиновой пленкой.
Почему в открытом манометре уровни однородной жидкости в обоих коленах одинаковые?
Трубка такого манометра представляет собой сообщающиеся сосуды. Так как на поверхность жидкости действует только атмосферное давление, она устанавливается на одинаковом уровне.
Рзмерение давления РІРѕР·РґСѓС…Р° СЃ помощью жидкостного манометра
Что произойдет, если мы надавим пальцем на пленку? На рисунке 2 видно, что уровень жидкости в колене манометра, который соединен с резиновой трубкой, понизится.
Вспомним закон Паскаля: давление, производимое на жидкость или газ, передается в любую точку без изменений во всех направлениях. Значит, когда мы надавили на пленку, мы увеличили давление воздуха в коробке.
Сама коробка соединена с коленом стеклянной трубки. Значит, давление передается и на жидкость в этом колене. Обозначим его «первым». То есть давление в первом колене будет больше давления во втором, потому что на второе колено действует только атмосферное давление воздуха.
РњС‹ СѓРІРёРґРёРј, что жидкость придет РІ равновесие Рё остановится. Рто случится, РєРѕРіРґР° избыточное давление РІ первом колене сравняется СЃ давлением избыточного столба жидкости РІ РґСЂСѓРіРѕРј.
От силы нажатия на пленку будет зависеть оказываемое давление. Чем сильнее мы будем нажимать, тем выше будет избыточный столб жидкости. Значит, изменение давления связано с высотой этого избыточного столба.
Рзмерение давления жидкости СЃ помощью жидкостного манометра
С помощью жидкостного манометра мы можем измерить давление и в жидкостях. Обратите внимание на рисунок 3, а.
Конструкция манометра не изменена. Но тем не менее мы можем погрузить коробочку, обтянутую пленкой, в емкость с водой. Чем глубже находится коробочка, тем больше становится разность высот жидкости в коленах манометра (рисунок 3, б). Можно сказать, что тем большее давление производит жидкость в емкости.
Как показать, что давление в жидкости на одной и той же глубине одинаково по всем направлениям?
Для этого нам нужно переворачивать коробочку в разные стороны на одной глубине. Мы увидим, что показания манометра не будут меняться.
Давление в жидкости по всем направлениям на одной глубине/высоте одинаково.
Металлический манометр
Внешний вид металлического манометра представлен на рисунке 4. А вот его внутреннее устройство может быть двух разных типов. Рассмотрим каждый из них.
Устройство металлического манометра 1-го типа
Внутренне устройство металлического манометра 1-го типа показано на рисунке 5.
Рзогнутая пустотелая трубка 1 запаяна СЃ РѕРґРЅРѕРіРѕ конца. РЎ РґСЂСѓРіРѕР№ стороны РѕРЅР° соединяется СЃ краном 5. Ртот кран сообщается СЃ СЃРѕСЃСѓРґРѕРј, РІ котором необходимо измерить давление.
При увеличении давления трубка начинает разгибаться. При помощи рычажного механизма 4 и зубчатки 3 она передает движение стрелке 2. Так стрелка начинает двигаться вдоль шкалы прибора.
Трубка обладает некоторой упругостью. Поэтому при уменьшении давления она возвращается в свое изначальное положение. Стрелка же возвращается к нулевому делению шкалы.
Устройство металлического манометра 2-го типа
На рисунке 6 представлено устройство металлического манометра 2-го типа.
Различие в строении заключается только в том, что трубка 1 запаяна с двух сторон. При этом она имеет выход для подключения к сосуду, в котором необходимо измерить давление. Также здесь присутствуют две тяги (рычага) 2. При разгибании трубки, они заставляют стрелку 3 двигаться вдоль шкалы прибора.
Заметим, что, несмотря на небольшие различия в устройстве (рисунки 5 и 6), принцип действия металлических манометров остается одним и тем же.
Применение манометров
Манометры являются одними из самых распространенных приборов, которые можно встретить в различных системах. Например, в котлах отопления, газопроводах, водопроводах, компрессорах, автоклавах, баллонах, баллонных пневматических винтовках и т. д.
Преимущества работы с ними очевидны. Они помогают держать под контролем уровень давления в различных механизмах.
Хотите оставить комментарий?
Войти