Вопросы для самопроверки. 3. Измерение давления

Наиболее простые по устройству и наиболее надежные - радиационные пирометры, наиболее сложные и менее надежные – пирометры спектрального отношения (цветовые).

В табл. 2. 4. представлена зависимость некоторых физических свойств воды от температуры.

Таблица 2. 4

Зависимость плотности, кинематической и

динамической вязкости воды от температуры

Температура t, ⁰С	Плотность ρ, кг/м³	Кинематическая вязкость ν, м²/с	Динамическая вязкость μ, Па· с
	999, 87	1, 792· 10^-6	0, 001792
	999, 73	1, 306· 10^-6	0, 001306
	998, 23	1, 006· 10^-6	0, 001004
	995, 67	0, 805· 10^-6	0, 000802
	992, 24	0, 659· 10^-6	0, 000654
	988, 07	0, 556· 10^-6	0, 000549

Библиографический список: [8, с. 16-68]; [7, с. 292-353]; [14, с. 6-126].

Вопросы для самопроверки

1. Что такое температура?

2. Назовите методы измерения температур.

3. Какие приборы относятся к контактным методам измерения?

4. Какие приборы относятся к бесконтактным методам измерения?

5. Назовите самые распространенные приборы для измерения температуры.

3. Измерение давления

Общие сведения об измерении давления. Средства измерения давления. Жидкостные манометры. Поршневые манометры. Деформационные манометры. Электрические манометры. Вспомогательные устройства к средствам измерения давления, разрежения и разности давлений. Методы измерения давления.

Методические указания

В соответствии с международной системой СИ за единицу измерения давления принят паскаль – Па, который равен давлению, создаваемому силой в один ньютон (Н), на площадь 1 м².

На многих предприятиях находятся в эксплуатации приборы отградуированные в кгс/см², кгс/м², мм рт. ст. и др. Между паскалем и другими единицами существует взаимосвязь (см. табл. 3. 1).

Таблица 3. 1

Единицы измерения давления

Единицы	Па	бар	кгс/см²	кгс/м²	мм рт. ст.
Па		10^-5	1, 0197· 10^-5	0, 10197	7, 5006· 10^-3
бар	10⁵		1, 0197	1, 0197· 10⁴	750, 06
кгс/см²	9, 8066· 10⁴	0, 98066		1· 10⁴	735, 56
кгс/м² (мм вод. ст. )	9, 8066	0, 98066· 10^-4	1· 10^-4		7, 3556· 10^-2
1 мм рт. ст.	133, 32	1, 3332· 10^-3	1, 3595· 10^-3	13, 595

Различают следующие средства измерения давления:

манометр – измерительный прибор или измерительная установка для измерения давления или разности давлений, в том числе:

манометр абсолютного давления – для измерения давления, отсчитываемого от абсолютного нуля;

манометр избыточного давления – для измерения разности между абсолютным давлением измеряемой среды и давлением окружающей среды, как правило, равным атмосферному давлению;

вакуумметр – для измерения давления разреженного газа;

мановакуумметр – для измерения избыточного давления и давления разреженного газа;

дифференциальный манометр – для измерения разности двух давлений.

На практике, манометры, предназначенные для измерения малых избыточных давлений (до 40 кПа), называют напоромерами, для измерения малых разрежений – тягомерами, для измерения малых давлений и разрежений – тягонапоромерами.

По принципу действия различают следующие виды манометров:

- жидкостные (U-образные, колокольные, компрессионные и др. );

- грузопоршневые;

- деформационные (мембранные, сильфонные, трубчато-пружинные, с вялой мембраной);

- электрические (емкостные, пьезоэлектрические, сопротивления);

- ионизационные (электронные, магнитные, электроразрядные, радиоизотопные);

- термокондуктометрические (терморезистивные, термоэлектрические);

- комбинированные (тензорезистивные – комбинация деформационного с плоской двухслойной мембраной и электрического тензосопротивления и др. ).

В жидкостных манометрах измеряемое давление или разность давлений уравновешивается давлением столба жидкости. В приборах используется принцип сообщающихся сосудов, в которых уровни рабочей жидкости совпадают при равенстве давлений над ними, а при неравенстве занимают такое положение, когда избыточное давление в одном из сосудов уравновешивается гидростатическим давлением избыточного столба жидкости в другом. Большинство жидкостных манометров имеют видимый уровень рабочей жидкости, по которому производится непосредственное снятие показаний.

Простой жидкостной манометрический прибор состоит из U-образной стеклянной трубки и прямолинейной шкалы с равномерными делениями. Наименьшее деление шкалы, как правило, 1 мм (рис. 3. 1).

Шкала двусторонняя с нулевой отметкой посередине. Манометр заполняется жидкостью до нулевой отметки. Но это необязательно, так как при отсчете показаний учитывается разность уровней по реальному количеству делений шкалы. Если уровни жидкости в обеих частях располагаются на разных расстояниях от нулевой отметки, показание прибора есть сумма делений в правом и левом коленах прибора. Разница в диаметрах трубок не влияет на результат измерений.

Давление по двухтрубным манометрам определяется по формуле

, (3. 1)

где h – разность высот затворной жидкости в трубах, м; ρ – плотность затворной жидкости, кг/м³; g – ускорение свободного падения, м/с².

В качестве затворных жидкостей в большинстве случаев используют воду, спирт, ртуть, керосин, толуол и др. Главное требование к затворной жидкости – она не должна взаимодействовать с измеряемой средой. Не должна она также быть вредной для оператора. При работе с манометрическими жидкостями необходимо неукоснительно выполнять противопожарные правила и правила техники безопасности.

Чашечный манометр – разновидность двухтрубного жидкостного манометра, у которого одна трубка заменена чашкой. Давление в этом случае определяется перемещением мениска жидкости от нулевой отметки шкалы.