Микроманометры

Горбачёв В.С. ГИ-12-1

ЛАБОРАТОРНОЕ ЗАНЯТИЕ №5

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОЛНОГО

СТАТИЧЕСКОГО И СКОРОСТНОГО ДАВЛЕНИЙ

Цель работы: – ознакомить с аппаратурой, применяемой при аэродинамическом эксперименте, и основными приемами измерения параметров воздушного потока.

Приборы для измерения отдельных параметров воздушного потока состоят из собственно приемника давления или скорости, измерителя и линии связи между ними.

Микроманометры

Измерителями давления служат жидкостные манометры и микроманометры. В рудничной вентиляции широкое распространение получили U-образные жидкостные манометры и микроманометры типа ММН.

U-образный жидкостный манометр (рис. 5.1)

Рисунок 5.1 – U-образный жидкостный манометр

изготовлен из стеклянной U-образной трубки, которая заполнена до середины жидкостью – водой или спиртом.

К одному и второму коленам трубки подводят даления. Вес столба жидкости манометра, изображенного на (рис. 5.1), уравновесит перепад давления

hγ _ж = Δ Р = Р₁ - Р₂ (5.1)

Сделав отсчет по одному и второму коленам, получаем искомую разность давлений.

Жидкостный манометр, у которого диаметры трубок правого и левого колен сильно отличаются друг от друга, представлен на (рис.5.2).

Рисунок 5.2 – Жидкостный манометр с уширенным коленом

В таких приборах, нашедших широкое применение, необходимо сделать только один отсчет при измерении разности давления.

Наибольшее распространение при экспериментальных работах в рудничной аэродинамике получили микроманометры.

Жидкостный микроманометр, изображенный на (рис. 5.3), состоит из двух колен, одно из которых имеет изменяемый в определенных пределах наклон и значительно меньший диаметр. Как видно из (рис. 5.3), к широкому сосуду подведено большее давление, а меньшее – к подвижной измерительной трубке малого диаметра.

Рисунок 5.3 – Схема микроманометра

Обозначим площадь поперечного сечения измерительной трубки через f, а поперечное сечение сосуда – через F. Под действием разности давлений hγ _ж = Δ Р = Р₁ - Р₂ (где Р₁> Р₂ и γ _ж – удельный вес жидкости) уровень жидкости в трубке повысится на величину α от нулевого положения, а в широком сосуде уровень жидкости опустится на величину h₀ от начального (нулевого) положения, при этом объем жидкости, равный h₀F, перетечет в трубку и будет равен объему α f, т. е.

h₀F = α f (5.2)

Разность уровней в коленах будет равна:

h = h₀ + h₁ (5.3)

где h₀ – вертикальная высота опускания жидкости в широком сосуде;

h₁ – вертикальная высота подъема жидкости в измерительной трубке.

Но h₁ = α sinφ, (5.4)

и (5.5)

Подставив вместо h₁ и h₀ их значения в предыдущее уравнение, получим:

(5.6)

Следовательно, искомая разность давлений

(5.7)

Отсюда видно, что увеличение «масштаба» измерения есть отношение отсчитываемой на шкале прибора величины α к вертикальной высоте столба жидкости, уравновешивающей измеряемую разность давлений,

(5.8)

Чувствительность прибора будет тем больше, чем меньше отношение и чем меньше угол наклона φ. Отношение принимают меньше 0, 01 при диаметре трубки 1, 5—2 мм и более; наклон трубки обычно принимают sinφ = 0, 1 и более.