Лабораторна робота № 1
Цельработи: освоєння способів вимірювання гідростатичного тиску.
При підготовці до роботи, в процесі виконання роботи і при обробці результатів дослідів необхідно:
- ознайомитися з пристроєм механічних і рідинних приладів для вимірювання тиску.
- визначити щільність другий рідини, вважаючи, що в лівому диференціальному пьезометр вода.
- визначити ціну поділки стрілочного манометра в атмосферах і Н / м 2.
1. Прилади для вимірювання тиску
Методи вимірювання гідростатичного тиску так само раз-нообразние, як і конструкції приладів, призначених для цього.
Прилади для вимірювання тиску носять спільну назву манометрів. Однак за призначенням вони поділяються на:
-барометри, призначені для вимірювання атмосферного тиску;
-манометри, що вимірюють тиску вище атмосферного;
-вакуумметри, що вимірюють тиск нижче атмосферного.
За принципом дії манометри діляться на рідинні (водні, спиртові, ртутні) і механічні (пружинні, мембранні і сильфонні).
П'єзометри і манометри вимірюють надмірний (манометричний) тиск, тобто вони працюють, якщо повний тиск в рідині перевищує ве-личину, що дорівнює одній атмосфері p = 1 кгс / см 2 = 0,1 МПа. Ці прилади показують частку тиску понад атмосферного. Для вимірювання в рідині повного тиску p необхідно до манометричний тиск pман додати атмосферний тиск pатм. зняте з барометра. Практично ж в гід-Равлик атмосферний тиск вважається величиною постійною
Найпростішим рідинним приладом є пьезометр (рис. 1). Він складається зі скляної трубки з внутрішнім діаметром 5-12 мм, вміщеній на дошці вимірювальної шкали, градуйованою зазвичай в міліметрах. Верхній кінець трубки повідомляється з атмосферою, а нижній з'єднаний з посудиною (резервуаром), в якому знаходиться рідина під тиском ро> ра Під дією цього тиску рідина піднімається по трубці на деяку висоту hp, звану пьезометрической висотою. Висота стовпа рідини в пьезометр hp є показанням цього приладу і дозволяє вимірювати надлишковий (манометричний) тиск в точці.
Основне рівняння гідростатики щодо площини, що проходить через центр отвору (точку А), до якого приєднана трубка, має такий вигляд:
рабс = ра + # 947; hp або hp =
З іншого боку (всередині судини)
Підставивши значення ра6с, визначимо
Таким чином, пьезометрические висота визначає величину надлишкового тиску в точці, де встановлений пьезометр. Якщо він встановлений у відкритому посуді, то рівняння набуде вигляду hp = т. Е. Пьезометрические висота буде дорівнює глибині занурення точки А в рідину.
Як пьезометра може бути використаний будь-який колодязь, котлован, свердловина з водою або навіть будь-яке вимірювання глибини води у відкритому резервуарі, так як воно дає нам величину hp.
Для вимірювання більш високих тисків застосовують ртутні манометри. Оскільки щільність ртуті в 13,6 рази більше щільності води, то і трубки в цих манометрах значно коротше.
Найпростіший манометр-ртутний [U-подібна трубка (рис. 2)]. Під дією тиску з боку судини ртуть і трубці встановлюється на різних рівнях. Так як рідина знаходиться в рівновазі, то можна скласти рівняння, наприклад, для рівня F - F;
для лівого коліна р = ро + # 947; h;
для правого коліна р = ра + # 947; hрт або
Мал. 2. Манометр ртутний