Описание жидкостных приборов.

 

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 180^о 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 = p ₀ + 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.