Файл: Измерение давления, рассмотрены основные требования к проведению измерений, дано.docx

В пособии кратко изложен теоретический материал по теме «Измерение давления», рассмотрены основные требования к проведению измерений, дано описание лабораторной установки, расчетные формулы, таблица результатов измерений и вычислений.

Предназначено для подготовки бакалавров и специалистов всех форм обучения специальностей по направлениям подготовки: 21.03.01 – Нефтегазовое дело (БМТ, БСТ, БГБ, БГГ, БГР, БГШ, ГТ), 13.03.01 –

Теплоэнергетика и теплотехника (БТЭ), 15.03.04 − Автоматизация технологических процессов и производств (БАГ, БАТ), 18.03.02 − Энерго- и ресурсосберегающие процессы в химической технологии, нефтехимии и биотехнологии (БМА), 15.03.02 − Технологические машины и оборудование (БМЗ. БМП), 18.03.02 − Энерго- и ресурсосберегающие процессы в химической технологии, нефтехимии и биотехнологии (БОС), 20.03.01 − Техносферная безопасность (БПБ), 27.03.04 − Управление в технических системах (БУС), 21.05.06 − Нефтегазовые техника и технологии (АГ, ГБ, ГГ, ГТ, ГШ, МП), 20.05.01 − Пожарная безопасность (ПБ).


Составители: Артемьева Е.Л., канд. хим. наук, доц. каф. гидрогазодинамики трубопроводных систем и гидромашин

Годовский Д.А., канд. техн. наук, доц. каф.

---

гидрогазодинамики трубопроводных систем и гидромашин
Рецензенты: Байкова Л.Р., канд. техн. наук, доц. каф. гидрогазодинамики трубопроводных систем и гидромашин

Бахтегареева Э.С., канд. хим. наук, доц. каф. гидрогазодинамики трубопроводных систем и гидромашин


© ФГБОУ ВО «Уфимский государственный нефтяной технический университет», 2018

Содержание

С.

1	Общие сведения………………………………………………………	4
2	Цель работы………………………………………………………….	6
3	Описание лабораторной установки…………………………………	6
4	Порядок проведения испытаний…………………………………….	7
5	Измерение давления………………………………………………….	8
6	Обработка результатов………………………………………………	14
7	Содержание отчета…………………………………………………..	14
8	Вопросы для самопроверки…………………………………………	15
Список литературы…………………………………………………………		17

1. Общие сведения

Жидкость оказывает давление на дно и стенки сосуда, в котором она находится, и на поверхность любого погруженного в нее тела. Нормальное напряжение (напряжение силы давления) в жидкости, находящейся в состоянии относительного покоя, называется гидростатическим давлением, и обозначается буквой р. За единицу давления в Международной системе единиц (СИ) принят паскаль: 1Па = 1Н/м². В технических системах за единицу измерения принята

---

техническая атмосфера (ат):

1ат = 1 кГс*/см² = 10⁴ кГс/м² = 9,8110⁴ Па.

Величина гидростатического давления p_D в любой точке D покоящейся жидкости может быть определена в соответствии с основным уравнением гидростатики (рис. 1):

p_D = p₀ + g(z₀ – z_D) = p₀ + gh_D, (1) где p₀ – давление, действующее на свободную поверхность жидкости;

gh_D – давление столба жидкости с плотностью  и высотой h_D; h_D – глубина погружения точки D под свободную поверхность.



Рис. 1. Схема для определения гидростатического давления в любой точке покоящейся жидкости




* 1кГс – килограмм силы; 1 кГс = 9,81 Н

Давление в точке, измеряемое от абсолютного нуля, т.е. с учетом атмосферного давления, называется абсолютным давлением. Для измерения абсолютного давления, равного атмосферному, применяются барометры. Для измерения положительного избыточного давления применяются пружинные манометры; для измерения отрицательного избыточного (вакуумметрического) давления – пружинные вакуумметры; для измерения разности давлений в двух точках – дифференциальные манометры. С помощью пьезометра можно измерять избыточное и вакуумметрическое давление.

Приборы для измерения давления обычно показывают разность давлений абсолютного и атмосферного (атмосферному давлению соответствует ноль шкалы прибора). Для измерения абсолютного давления больше атмосферного используют два прибора – барометр и манометр, меньше атмосферного – барометр

---

и вакуумметр.

Если:

1. 
   р_абс – р_ат > 0, то говорят, что в рассматриваемой точке действует избыточное (или положительное избыточное) давление, которое показывает, насколько абсолютное давление превышает атмосферное (рис. 2):
   

р_изб = р_абс – р_ат, (2)

где р_изб – избыточное давление; р_абс – абсолютное давление;

р_ат – атмосферное давление.

2. 
   р_абс – р_ат < 0, то говорят, что в рассматриваемой точке действует вакуумметрическое (или отрицательное избыточное) давление, которое показывает, насколько абсолютное давление меньше атмосферного (рис. 2):
   

р_вак = р_ат – р_абс, (3)

где р_вак – вакуумметрическое давление.

Рис. 2. Абсолютное, атмосферное, избыточное и вакуумметрическое давление

2. Цель работы

Научиться определять по показанию различных приборов давление в любой точке жидкости.

3. Описание лабораторной установки

Установка (рис. 3) состоит из герметичного сосуда Б1, заполненного водой до определенной высоты, водомерного стекла 1, по которому определяется уровень воды в сосуде. Сосуд имеет штуцеры с трехходовыми (ТК) и проходными (ПК) кранами: ПК1 – для заполнения сосуда водой из бака Б2; ПК2, ПК3, ТК1, ТК4, ТК5 – для присоединения приборов давления; ТК2, ТК3 – для присоединения воздушного насоса. В комплект установки входят барометр Б, пьезометр П, дифференциальный манометр ДМ, вакуумметр

---

В,

нижний МН_н и верхний МН_в манометры, а также воздушный насос, с помощью которого изменяют давление на свободной поверхности жидкости в сосуде Б1.



Рис. 3. Опытная установка

4. Порядок проведения испытаний

1. 
   Сосуд Б1 с помощью трехходового крана ТК2 сообщить с атмосферой.
   
2. 
   Подключить все приборы давления. Вакуумметр В и верхний манометр МН_в должны показывать 0. Уровни воды в пьезометре П и в водомерном стекле 1 должны совпадать.
   
3. 
   Определить цену деления манометров МН_в, МН_н и вакуумметра В, занести в таблицу 1.
   
4. 
   Записать показания приборов при атмосферном давлении на свободной поверхности жидкости (р₀ = р_ат ).
   
5. 
   Сосуд Б1 соединить кранами ТК2 и ТК3 с воздушным насосом так, чтобы можно было создать на свободной поверхности избыточное давление (р₀ > р_ат). Вакуумметр В отключить от сосуда краном ТК4. Создать с помощью воздушного насоса избыточное давление на свободной поверхности и записать показания всех приборов в таблицу 1. Зарисовать положение ртути в дифференциальном манометре ДМ.
   
6. 
   Сосуд Б1 соединить кранами ТК2 и ТК3 с воздушным насосом так, чтобы можно было создать на свободной поверхности вакуум (р₀ < р_ат). Верхний манометр МНв от сосуда отключить краном ТК5, а вакуумметр В подключить. Создать с помощью воздушного насоса в сосуде вакуум и записать показания всех приборов в таблицу 1. Зарисовать положение ртути в дифференциальном манометре ДМ.
   

5. Измерение давления

5.1. Измерение давления пьезометром

Пьезометром называется вертикальная стеклянная трубка, верхний конец

---