ВОПРОС 3. ПРИБОРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ

Простейшие приборы для измерения давления — пьезометры представляют собой стеклянные трубки диаметром не менее 0,5 см. Подсоединение пьезометра к сосуду, в котором измеряется давление, показано на рис. 3.3. Верхний конец пьезометра сооб­щается с атмосферой. За счет разности давлений в сосуде и атмос­ферного жидкость поднимается в трубке на пьезометрическую вы­соту h_р. Избыточное давление в сосуде

p=ρgh_р.

Пьезометры применяют для измерения небольших давлении до 0, 03...0,04 МПа в лабораторных исследованиях. Наряду с пьезометрами широко применяют U-образные ртут­ные манометры (рис. 3.4).

При соединении манометра с областью давления ртуть в левом колене опустится, а в правом поднимется на высоту, соответству­ющую условию равновесия. Равновесие наступит в тот момент, когда будет достигнуто равенство давлений в сечении s—s.

При равенстве давлений в сечении s—s соотношение

р_aбс=р_атм+ρ_pgh_р, (3.8)

где р_aбс- абсолютное гидростатическое давление в сечении s—s; ρ_p – плотность ртути.

Чтобы определить абсолютное гидростатическое давление в со­суде р_А, следует внести поправку на понижение уровня ртути в ле­вом колене.

Эта поправка равна высоте а, т. е. расстоянию между точкой установки манометра и уровнем ртути в левом колене.

р_а =р_атм +ρ_pgh_p -ρga. (3.9)

Ртутные манометры применяют для измерения давлений в диа­пазоне 0,3...0,4 МПа.

Для измерения разности давлений, например, в двух сосудах (рис. 3.5) используют дифференциальные манометры. Когда давление в сосудах одинаковое (р₁ = р₂), ртуть в обеих частях среднего колена манометра находится на одном уровне. При р₁ >р₂ ртуть займет положение, соответствующее условиям рав­новесия.

Уравнение равновесия относительно плоскости отсчета 0-0 имеет вид

р₁ + ρgh₁ = р₂ + ρgh₂ + ρgΔh, (3.10.)

где ρ- плотность жидкости в сосудах.

Из уравнения (3.10.) легко получить

Δр = р₁ - р₂ = Δh(ρ_ρ - ρ).

Для измерения давления в технике используют манометры и вакуумметры. Эти приборы показывают избыточное давление или разрежение внутри замкнутого объема, т. е. разность между абсо­лютным р_а6с и атмосферным р_атм давлением.

В первом случае р_абс = р_изб + р_атм; во втором - р_а5с = р_атм –р_вак

Впромышленности, как правило, применяют механические манометры и вакуумметры. Они могут быть пружинными или мембранными. Механические манометры применяют для измере­ния давления свыше 0,5 МПа.