Przeglądaj wersję html pliku:

pomiar_cisnien_i_cechowanie_manometrow_i_indykatorow


Politechnika Szczecińska

KATEDRA TECHNIKI CIEPLNEJ

LABORATORIA Z PODSTAW TECHNIKI CIEPLEJ

SPRAWOZDANIE



Ćwiczenie Nr: Temat: Pomiar ciśnień i cechowanie manometrów

i indykatorów.

Data wyk. ćw.

Data złożenia sp. Ocena Nazwisko i Imię



Prowadzący ćwiczenie

Podpis Rok akad. Semestr Grupa lab.



Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z metodami pomiarów ciśnienia
oraz przyrządami służącymi do tego pomiaru, i poznanie metod
cechowania manometrów i indykatorów.

Teoria

Ciśnienie – jest to stosunek siły F wywieranej przez płyn na
powierzchnię do pola .
do pola tej powierzchni A.

p=F/A

Podstawowa jednostka ciśnienia – w układzie SI

N/m2=Pa

Jest to ciśnienie , które wywiera 1N na powierzchnię 1m3.

Ciśnienie absolutne lub bezwzględne – pa– jest to ciśnienie
mierzone w odniesieniu

do
próżni absolutnej.

Ciśnienie całkowite – pc strumienia przepływającego płynu
określa wzór:

pc = ps + pd

ps – ciśnienie statyczne

pd – ciśnienie dynamiczne



pa- ciśnienie bezwzględne , pp- podciśnienie , pn- nadciśnienie ,
pb- ciśnienie bezwzględne

Ciśnienie statyczne – jest to ciśnienie płynu w spoczynku lub w
przypadku przepływów

ustalonych.

Ciśnienie dynamiczne – oblicza się ze wzoru:

Pd = ((*c2)/2 [Pa]

(-gęstość płynu

c2- prędkość płynu

Ogólny podział manometrów:

Ze względu na zasadę działania:

a. manometry cieczowe – w przyrządach tych mierzone jest ciśnienie
równoważone

hydrostatycznym ciśnieniem
słupa cieczy:

manometry dwuramienne

manometry jednoramienne

manometry z rurką pochyłą

manometry pierścieniowe

barometry

b. manometry tłokowe – ciśnienie równoważone jest wewnętrznymi
siłami działającymi

na tłok.

c. manometry elektryczne – do pomiaru ciśnienia wykorzystuje się
zmianę właściwości elektrycznych czujnika.

d. ciśnieniomierze sprężynowe – miarą ciśnienia jest
odkształcenie elementu sprężystego:

rurkowe

przeponowe

mieszkowe

W zależności od przeznaczenia do pomiaru ciśnienia wyróżniamy:

manometry do pomiaru nadciśnienia

wakuometry do pomiaru podciśnienia

manowakuometry do pomiaru podciśnienia i nadciśnienia

ciągomierze do pomiaru małych podciśnień

rurkomanometry do pomiaru małych wartości nadciśnienia i
podciśnienia

barometry do pomiaru ciśnienia barometrycznego

W grupie manometrów można wyróżnić:

manometry techniczne

manometry kontrolne

manometry laboratoryjne

Zasada działania manometrów cieczowych polega na pomiarze
przemieszczenia się cieczy w naczyniach połączonych. Przemieszczenia
te są wynikiem ustalenia się równowagi pomiędzy mierzonym
ciśnieniem a hydrostatycznym ciśnieniem słupa cieczy manometrycznej.
W rezultacie pomiar ciśnienia sprowadza się do pomiaru wysokości
słupa cieczy oraz wyznaczenia jej gęstości.

Manometry sprężynowe działają na zasadzie zależności
odkształcenia sprężystego od ciśnienia .

W manometrach tłokowych ciśnienie określa się na zasadzie równowagi
statycznej tłoka ruchomego w cylindrze, na który z jednej strony
działa parcie cieczy wywołane mierzonym ciśnieniem, z drugiej zaś
znana siła od ciężaru.

Manometry elektryczne działają na zasadzie zjawisk elektrycznych
zachodzących w materiałach wywołanych bezpośrednio ciśnieniem.

Mikrometr Ascania

Do pomiaru bardzo małych ciśnień stosowane są mikrometry
kompensacyjne. Najbardziej znanym przyrządem tego typu jest mikrometr
Ascania.

Głównymi elementami składowymi przyrządu są dwa naczynia ,
wypełnione częściowo cieczą manometryczną i połączone giętkim
przewodem, wewnątrz naczynia znajduje się stożkowe ostrze , którego
ostrze znajduje się w osi optycznej soczewki. Naczynie przymocowane
jest do śruby mikrometrycznej , której skok wynosi zazwyczaj 1mm .
Mikrometr napełniany jest zwykle wodą destylowaną co powoduje, że
wyniki pomiaru wyrażone są bezpośrednio w mmH2O .

Mikrometr Recknagla

Należy do manometrów z rurką pochyłą, jest manometrem o zmiennym
przełożeniu, stosuje się je w celu zwiększenia dokładności pomiaru
małych ciśnień. Zastosowanie rurki pochyłej umożliwia zwiększenie
dokładności odczytu pomieszczeń słupa cieczy, ponieważ zamiast
pomiaru wysokości mierzy się długość słupa cieczy. Przy
korzystaniu z tego przyrządu należy zwrócić uwagę na dokładne
poziomowanie, może być przyczyną znacznych błędów pomiarowych przy
czym ich wartość wzrasta przy zmniejszeniu kąta pochylenia ramienia.

Manometr Tłokowy

Do bezpośredniego pomiaru wysokości, przede wszystkim jednak do
sprawdzenia i cechowania manometrów sprężynowych stosuje się
manometry tłokowe. W przyrządach tych ciśnienie określa się na
zasadzie równowagi statycznej tłoka ruchomego w cylindrze, na który z
jednej strony działa parcie cieczy pn, z reguły oleju, wywołane
mierzonym ciśnieniem p, z drugiej zaś znana siła ciężaru,
ciśnienie panujące w cylindrze określa się z pominięciem tarcia ze
wzoru:

p= F/A [Pa]

czynna powierzchnia tłoka

F- siła pochodząca od ciężaru obciążników i tłoka

Błąd przyrządu zależy od dokładności, z jaką określono siłę F
oraz czynny przekrój tłoka A.

Opis stanowisk pomiarowych.

Stanowisko pierwsze składa się z:

mikromanometru Recknagla

manometru kontrolno-pomiarowego

mikromanometru Ascania

W mikrometrze Recknagla można nadać rurce kilka różnych pochyle, a
przez to zmienić zakres pomiarowy i dokonać pomiaru. Podziałka
wykonana jest dla kąta pochylenia rurki, przy czym może to być
położenie pomiarowe. Przy posługiwaniu się manometrami z rurką
pochyłą należy zwracać uwagę na dokładne ustawienie przyrządu
według poziomicy. Błąd na skutek niedokładnego ustawienia
przyrządu wzrasta przy zmniejszeniu kąta ramienia.

Manometr kontrolno- pomiarowy umożliwia uzyskanie podciśnienia w
przedziale 0-1000 Pa i nadciśnienia 0-1500 Pa. Klasa niedokładności
manometru wynosi 0,1%. Na jednym z ramion wagi dzwonowej zawieszony jest
dzwon zanurzony w cieczy manometrycznej wypełniającej zbiornnik,
który jest sztywno zamocowany do postawy dźwigni. Do poziomowania
manometru służą śruby, a wskaźnikiem poziomowego ustawienia układu
jest poziomica. Przed przystąpieniem do wzorcowania manometrów należy
sprawdzić poziom cieczy w zbiorniku. W tym celu przestrzeń pod dzwonem
łączy się z atmosferą za pomocą zaworów. Gdy przez otwarte zawory
wypływa ciecz ,oznacza to, że ilość cieczy w zbiorniku jest
wystarczająca. Do wytworzenia w układzie nadciśnienia należy
ustawić na prawej szalce odważnik, a następnie za pomocą pompki
tłoczyć powietrze do chwili, gdy waga znajdzie się powtórnie w
stanie równowagi.

Mikrometr Ascania składa się z dwóch naczyń wypełnionych
częściowo cieczą manometryczną i połączonych gumową rurką.
Eliminuje to błędy spowodowane napięciem powierzchniowym cieczy
manometrycznej. Naczynie wykonane jest w kształcie walca o osi
poziomej, walec zamknięty jest dwoma przezroczystymi dnami, z których
jedna stanowi soczewkę wypukłą. Wewnątrz naczynia umieszczone jest
stożkowe ostrze, którego wierzchołek znajduje się w osi optycznej
soczewki. Różnice poziomów cieczy w obu naczyniach spowodowane
mierzonym ciśnieniem kompensuje się przez podnoszenia się naczynia za
pomocą śruby mikrometrycznej.

Stanowisko drugie składa się z:

manometru z elementami sprężystymi

Manometr składa się ze zbiornika oleju połączonego za pomocą
kolektora z cylindrem i manometrami wzorcowym i sprawdzanym. Tłok
poruszany jest w cylindrze za pomocą pokrętła. Sprawdzanie składa
się z serii pomiarowych przy ciśnieniu rosnącym, a następnie
malejącym.

Obliczenia

MANOMETR Z ELEMENTAMI SPRĘŻYSTYMI

Błąd max.= (k*z)/100

Sprężynowo-tłokowy
obciążnikowo- tłokowy

(pmax= (0,5*2,45)/100=0,01225 MPa (pmax=(1,6*2,5)/100=0,04 MPa

Sprężynowo-tłokowy

(pm=pm-pw błąd bezwzględny (obliczenia przykładowe)

(pm=0,0588399-0,14709975=-0,08825985

(pm=0,5982056-0,63773225=-0,03952665

(pm=1,08853815-1,12776475=-0,0392266

(pr=pr-pw

(pr=0,588399-0,14709975=0,44129925

(pr=0,5982056-0,63773225=-0,03952665 (pm=(pr

(pr=1,08853815-1,12776475=-0,0392266 (pm=(pr

MANOMETR RECKANAGLA

Numer: 47957

Przełożenie: 1 : 2

Zakres pomiarowy: 210 Pa = 21,415mmH2O

Klasa dokładności: 0,5

p=hw*(w*g

p=hd*(d*g

hw=hd*((d/(w)

hw=hd*(d=I*(d*sin(

hd/I= sin( przełożenie mikromanometru

gd=820 (kg/m3)

gw=998 (kg/m3)

hw= wysokość słupa wody

hd= wysokość słupa denaturatu

(w= gęstość wody

(d= gęstość denaturatu

g –przyśpieszenie ziemskie

a) Wartość p przy ciśnieniu rosnącym.

hd1=0,5*24*10-3=0,012 m

hw=0,012*820/998=0,0098 m [m*(kg/m3)*(m/s2)=(kg/m*s2)=Pa]

p=0,0098*998*9,82/9,806=9,78 mmH2O [(Pa/9,806)=mmH2O]

hd2=0,5*49*10-3=0,0245

hw=0,0245*820/998=0,020

p=0,020*998*9,81/9,806=19,96 mmH2O

b) Wartość p przy ciśnieniu malejącym.

pr=pm



hd2=0,5*48*10-3=0,024 m

hw=0,024*820/998=0,0197 m

p=0,0197*998*9,81/9,806=19,688 mmH2O

Obliczanie błędu bezwzględnego (p

a) Błąd bezwzględny przy ciśnieniu rosnącym.

(p= p -p

(p=10-9,78=0,22 mmH2O

(p=20-19,98=0,02 mmH2O

(p=30-29,100=0,9 mmH2O

(p=40-39,79=0,21 mmH2O

b) Błąd bezwzględny przy ciśnieniu malejącym.

(p= p -p

(p=10-9,78=0,22 mmH2O

(p=20-19,688=0,31 mmH2O

(p=30-29,942=0,06 mmH2O

(p=40-39,79=0,21 mmH2O

Obliczam błąd max.

(pmax=+- (k*z)/100

pmax =(0,5*21,415)/100= 0,1mmH2O

MANOMETR ASCANIA

Klasa: 0,01

Zakres: 150 mmH2O

Błąd bezwzględny:

Przy ciśnieniu rosnącym:



(p= 9,1-10=-0,9 mmH2O

(p=19,02-20=-0,98 mmH2O

(p=28,94-30=-1,06 mmH2O

(p=38,17-40=-1,83 mmH2O

(p=48,95-50=-1,05 mmH2O

Przy ciśnieniu malejącym:

(p= 9,34-10=-0,66 mmH2O

(p=18,8-20=-1,2 mmH2O

(p=28,79-30=-1,21 mmH2O

(p=38,25-40=-1,75 mmH2O

(p=49,16-50=-0,84 mmH2O

(pmax= (k*z)/100= (0,01*150)/100=0,015 mmHg

Wnioski

Dokonując określonych pomiarów dla różnych przypadków,
stwierdzamy, że wyniki które otrzymaliśmy znacznie różnią się od
siebie. Zanim przeprowadzimy analizę tych wyników trzeba podkreślić,
iż pomiarów dokonywaliśmy za pomocą przyrządów różniących się
sposobem działania i zasadami odczytu. Różnice wynikają także z
tego, że używane urządzenia różnią się klasami dokładności.
Celem naszego ćwiczenia było cechowanie manometrów i sprawdzenie czy
nadają się do użytku. Pomiarów dokonywaliśmy za pomocą kilku
mikromanometrów. Dwa z nich były to Ascania i Recknagel, zarówno
jeden jak i drugi służą do pomiarów ciśnień o bardzo małych
wartościach. Różnica między nimi polega na sposobie odczytu, w
mikromanometrze Ascania wynik odczytujemy z podziałki na śrubie
mikrometrycznej i jej noniusza znajdującego się na głowicy śruby.
Natomiast w przypadku mikromanometru Recknagla wynik odczytuje się z
podziałki umieszczonej na pochyłej rurce wypełnionej cieczą
manometryczną.

PAGE

PAGE 1

 
statystyka