Šta je statički i dinamički pritisak. Bernoullijeva jednadžba

Sistemi grijanja moraju biti ispitani na otpornost na pritisak

Iz ovog članka ćete naučiti koji je statički i dinamički pritisak sustava grijanja, zašto je potreban i po čemu se razlikuje. Razmotriće se i razlozi njegovog povećanja i smanjenja i načini njihovog otklanjanja. Osim toga, govorit ćemo o tome koliko se pritisak doživljava razni sistemi grijanje i metode ove provjere.

Vrste pritisaka u sistemu grijanja

Postoje dvije vrste:

statistički;
dinamičan.

Koliki je statički pritisak sistema za grejanje? To je onaj koji nastaje pod uticajem sile gravitacije. Voda pod svojom težinom pritišće zidove sistema silom proporcionalnom visini na koju se diže. Sa 10 metara ova brojka je jednaka 1 atmosferi. U statističkim sistemima se ne koriste protočne puhalice, a rashladna tečnost cirkuliše kroz cevi i radijatore gravitacijom. Ovo su otvoreni sistemi. Maksimalni pritisak u otvoreni sistem grijanje je oko 1,5 atmosfere. V moderna gradnja takve se metode praktički ne koriste, čak i kada se instaliraju autonomni krugovi seoske kuće... To je zbog činjenice da je za takvu shemu cirkulacije potrebno koristiti cijevi sa veliki prečnik... Nije estetski ugodan i skup.

Dinamički pritisak u sistemu grijanja može se podesiti

Dinamički pritisak u zatvoreni sistem grijanje se stvara umjetnim povećanjem protoka rashladne tekućine pomoću električne pumpe. Na primjer, ako govorimo o visokim zgradama ili velikim autoputevima. Iako se sada čak i u privatnim kućama pumpe koriste pri instaliranju grijanja.

Bitan! Govorimo o nadpritisku, isključujući atmosferski pritisak.

Svaki od sistema grijanja ima svoje dozvoljena granica snagu. Drugim riječima, može izdržati različito opterećenje... Da biste saznali koje radni pritisak u zatvorenom sistemu grijanja potrebno je statičkom dodati stupac vode, dinamički koji stvaraju pumpe. Za korektan rad sistema, manometar mora biti stabilan. Manometar je mehanički uređaj koji mjeri silu kojom se voda kreće u sistemu grijanja. Sastoji se od opruge, strelice i vage. Manometri su instalirani na ključnim lokacijama. Zahvaljujući njima možete saznati koliki je radni pritisak u sistemu grijanja, kao i identificirati kvarove u cjevovodu tokom dijagnostike.

Pritisak pada

Da bi se nadoknadile razlike, dodatna oprema je ugrađena u krug:

ekspanzijski spremnik;
ventil za ispuštanje rashladnog sredstva u slučaju nužde;
otvore za vazduh.

Vazdušni test - Ispitni pritisak sistema za grejanje se povećava na 1,5 bara, zatim se pušta na 1 bar i ostavlja pet minuta. U tom slučaju gubici ne smiju prelaziti 0,1 bar.

Ispitivanje vodom - povećajte pritisak na najmanje 2 bara. Možda i više. Zavisi od radnog pritiska. Maksimalni radni pritisak sistema grejanja mora se pomnožiti sa 1,5. Za pet minuta gubici ne bi trebali biti veći od 0,2 bara.

Panel

Hladno hidrostatičko ispitivanje - 15 minuta sa pritiskom od 10 bara, gubici ne veći od 0,1 bar. Vruće ispitivanje - podizanje temperature u krugu na 60 stepeni tokom sedam sati.

Testirajte vodom na 2,5 bara. Dodatno se provjeravaju bojleri (3-4 bara) i pumpne jedinice.

Mreža grijanja

Dozvoljeni pritisak u sistemu grejanja postepeno se povećava do nivoa većeg od radnog pritiska za 1,25, ali ne manje od 16 bara.

Na osnovu rezultata ispitivanja sastavlja se akt, koji je dokument kojim se potvrđuje navedeno u njemu karakteristike performansi... To uključuje, posebno, radni pritisak.

Bernulijeva jednačina. Statički i dinamički pritisak.

Ideal se naziva nestišljivim i nema unutrašnje trenje ili viskozitet; stacionarno ili stabilno strujanje naziva se strujanje u kojem se brzine čestica tekućine u svakoj tački toka ne mijenjaju s vremenom. Stacionarni tok karakteriziraju strujanja - zamišljene linije koje se podudaraju s putanjama čestica. Dio protoka fluida, ograničen sa svih strana strujama, čini mlaz cijevi ili mlaz. Izdvojimo strujnu cijev toliko usku da se brzine čestica V u bilo kojem njenom presjeku S, okomito na osu cijevi, mogu smatrati istim na cijelom presjeku. Tada volumen tekućine koja teče kroz bilo koji dio cijevi u jedinici vremena ostaje konstantan, jer se kretanje čestica u tekućini događa samo duž osi cijevi: ... Ovaj odnos se zove uslov kontinuiteta mlaza. Iz ovoga slijedi da za stvarni fluid, sa stabilnim protokom kroz cijev promjenjivog poprečnog presjeka, količina Q tekućine koja teče u jedinici vremena kroz bilo koji dio cijevi ostaje konstantna (Q = const) i prosječan protok brzine u različitim dijelovima cijevi obrnuto su proporcionalne površinama ovih sekcija: itd.

Odaberimo strujnu cijev u struji idealne tečnosti, a u njoj - dovoljno malu zapreminu tečnosti sa masom, koja se tokom strujanja tečnosti pomera iz položaja A na poziciju B.

Zbog male zapremine, možemo pretpostaviti da su sve čestice tečnosti u njemu u jednakim uslovima: u položaju A imaju pritisak i brzinu i nalaze se na visini h 1 od nultog nivoa; trudna V- prema tome . Poprečni presjek protočne cijevi je S 1 i S 2, respektivno.

Fluid pod pritiskom ima unutrašnju potencijalnu energiju (energiju pritiska), zbog čega može raditi. Ova energija W p mjereno umnoškom pritiska i zapremine V tečnosti: . U tom se slučaju kretanje mase tekućine događa pod djelovanjem razlike sila pritiska u presjecima Si i S 2. Posao koji se obavlja A r jednaka je razlici potencijalnih energija pritiska u tačkama . Ovaj rad se troši na rad na savladavanju dejstva gravitacije. i o promjeni kinetičke energije mase

tečnosti:

dakle, A p = A h + A D

Preuređivanjem članova jednačine dobijamo

Odredbe A i B biraju se proizvoljno; stoga se može tvrditi da je na bilo kojem mjestu duž potočne cijevi uvjet

dijeleći ovu jednačinu sa, dobijamo

gdje - gustina tečnosti.

To je ono što je Bernoullijeva jednačina. Svi članovi jednačine, kao što možete lako provjeriti, imaju dimenziju pritiska i nazivaju se: statistički: hidrostatički: - dinamički. Tada se Bernoullijeva jednačina može formulirati na sljedeći način:

sa stabilnim protokom idealnog fluida, ukupan pritisak jednak zbiru statičkog, hidrostatskog i dinamičkog pritiska ostaje konstantan u bilo kom presjek protok.

Za horizontalnu strujnu cijev hidrostatički pritisak ostaje konstantan i može se uputiti na desnu stranu jednačine, koja u ovom slučaju ima oblik

statistički pritisak određuje potencijalnu energiju tečnosti (energija pritiska), dinamički pritisak - kinetički.

Iz ove jednadžbe slijedi zaključak koji se zove Bernoullijevo pravilo:

statički pritisak neviscidne tekućine kada teče kroz horizontalnu cijev raste tamo gdje se njena brzina smanjuje, i obrnuto.

Viskozitet fluida

Reologija je nauka o deformaciji i fluidnosti materije. Pod reologijom krvi (hemorheologija) podrazumijevamo proučavanje biofizičkih karakteristika krvi kao viskozne tekućine. U pravoj tekućini između molekula djeluju sile međusobnog privlačenja, uzrokujući unutrašnje trenje. Unutrašnje trenje, na primjer, uzrokuje silu otpora pri miješanju tekućine, usporavanje brzine padajućih tijela koja su u nju bačena, a također, pod određenim uvjetima, laminarni tok.

Newton je otkrio da sila F B unutrašnjeg trenja između dva sloja fluida koji se kreću različitim brzinama zavisi od prirode fluida i direktno je proporcionalna površini S dodirnih slojeva i gradijentu brzine dv / dz između njih F = Sdv / dz gdje je koeficijent proporcionalnosti, koji se naziva koeficijent viskoznosti, ili jednostavno viskozitet tečno i zavisi od njegove prirode.

Force F B djeluje tangencijalno na površinu dodirnih slojeva tekućine i usmjeren je tako da ubrzava sloj koji se kreće sporije, usporava brže kretanje sloja.

Gradijent brzine u ovom slučaju karakterizira brzinu promjene brzine između slojeva tekućine, odnosno u smjeru okomitom na smjer strujanja tekućine. Za konačne vrijednosti je tako.

Jedinica koeficijenta viskoznosti u , u CGS sistemu -, ova jedinica se zove staložen(NS). Odnos među njima: .

U praksi, viskoznost tekućine karakterizira relativni viskozitet, koji se razumije kao odnos koeficijenta viskoznosti date tekućine prema koeficijentu viskoznosti vode pri istoj temperaturi:

Za većinu tekućina (voda, niskomolekularna organska jedinjenja, pravi rastvori, rastopljeni metali i njihove soli) koeficijent viskoznosti zavisi samo od prirode tečnosti i temperature (sa povećanjem temperature koeficijent viskoznosti opada). Takve tečnosti se nazivaju Newtonian.

Za neke tečnosti, pretežno velike molekulske mase (na primer, rastvori polimera) ili koje predstavljaju dispergovane sisteme (suspenzije i emulzije), koeficijent viskoznosti zavisi i od režima strujanja – gradijenta pritiska i brzine. S njihovim povećanjem, viskoznost tekućine se smanjuje zbog kršenja unutrašnje strukture toka tekućine. Takvi se fluidi nazivaju strukturno viskozni ili nenjutnovski. Njihovu viskoznost karakteriše tzv uslovni koeficijent viskozitet, koji se odnosi na određene uslove strujanja fluida (pritisak, brzina).

Krv je suspenzija formiranih elemenata u proteinskoj otopini - plazmi. Plazma je praktično njutnova tečnost. Budući da 93% formiranih elemenata čine eritrociti, tada je, pojednostavljeno, krv suspenzija eritrocita u fiziološkoj otopini. Stoga, strogo govoreći, krv treba klasifikovati kao nenjutnovske tečnosti. Osim toga, tokom protoka krvi kroz žile, koncentracija formiranih elemenata se uočava u središnjem dijelu toka, gdje se shodno tome povećava i viskozitet. Ali kako viskoznost krvi nije tako velika, ove pojave se zanemaruju i njen koeficijent viskoznosti se smatra konstantnom vrijednošću.

Relativni viskozitet krvi je normalno 4,2-6. U patološkim stanjima može se smanjiti na 2-3 (sa anemijom) ili povećati na 15-20 (sa policitemijom), što utiče na brzinu sedimentacije eritrocita (ESR). Promjena viskoznosti krvi jedan je od razloga za promjenu brzine sedimentacije eritrocita (ESR). Viskozitet krvi ima dijagnostičku vrijednost. Neki zarazne bolesti povećavaju viskozitet, dok ga drugi, kao što su trbušni tifus i tuberkuloza, smanjuju.

Relativni viskozitet krvnog seruma je normalan 1,64-1,69, a sa patologijom 1,5-2,0. Kao i kod svake tečnosti, viskoznost krvi raste sa smanjenjem temperature. S povećanjem krutosti membrane eritrocita, na primjer, s aterosklerozom, povećava se i viskoznost krvi, što dovodi do povećanja opterećenja na srcu. Viskoznost krvi nije ista u širokim i uskim sudovima, kao i efekat prečnika krvni sud viskozitet počinje da utiče kada je klirens manji od 1 mm. U posudama tanjim od 0,5 mm, viskoznost opada u direktnoj proporciji sa skraćivanjem prečnika, jer se u njima eritrociti poredaju duž ose u lanac poput zmije i okruženi su slojem plazme koji izoluje „zmiju“ od vaskularni zid.

Zrakoplov koji se nalazi u stacionarnom ili pokretnom strujanju zraka u odnosu na njega doživljava pritisak potonjeg, u prvom slučaju (kada je protok zraka u mirovanju) to je statički pritisak, au drugom slučaju (kada je protok zraka pokretan) to je dinamički pritisak, češće se naziva pritiskom velike brzine. Statički pritisak u curku sličan je pritisku tečnosti koja miruje (voda, gas). Na primjer: voda u cijevi, može biti u mirovanju ili u pokretu, u oba slučaja zidovi cijevi su pod pritiskom sa strane vode. U slučaju kretanja vode, pritisak će biti nešto manji, jer se pojavio pritisak velike brzine.

Prema zakonu održanja energije, energija curenja protok vazduha v različite sekcije zračne struje su zbir kinetičke energije strujanja, potencijalne energije sila pritiska, unutrašnje energije strujanja i energije položaja tijela. Ovaj zbir je konstantna vrijednost:

E kin + E p + E int + E p = konst (1.10)

Kinetička energija (E kin)- sposobnost kretanja strujanja zraka za obavljanje posla. Ona je jednaka

gdje m- masa vazduha, kgf od 2 m; V- brzina strujanja vazduha, m/s. Ako umjesto mase m zamjenska gustina vazdušne mase R, tada dobivamo formulu za određivanje brzinska glava q(u kgf / m 2)

Potencijalna energija E str - sposobnost strujanja vazduha da obavlja rad pod uticajem sila statičkog pritiska. Ona je jednaka (u kgf-m)

E p = PFS, (1.13)

gdje R - tlak zraka, kgf / m 2; F - površina poprečnog presjeka strujanja zraka, m 2; S- putanja koju pređe 1 kg zraka kroz datu dionicu, m; rad SF naziva se specifični volumen i označava se v, zamjenjujući vrijednost specifične zapremine zraka u formuli (1.13), dobivamo

E p = Pv.(1.14)

Unutrašnja energija E int je sposobnost gasa da izvrši rad kada se njegova temperatura promijeni:

gdje Životopis- toplotni kapacitet vazduha pri konstantnoj zapremini, cal/kg-deg; T- temperatura na Kelvinovoj skali, K; A- termički ekvivalent mehanički rad(kal-kg-m).

Iz jednadžbe se može vidjeti da je unutrašnja energija strujanja zraka direktno proporcionalna njegovoj temperaturi.

Energija položaja En- sposobnost vazduha da obavlja rad kada se položaj težišta date mase vazduha promeni kada se ona podigne na određenu visinu i jednaka je

En = mh (1.16)

gdje h - promjena visine, m.

S obzirom na oskudne vrijednosti udaljenosti između centara gravitacije zračnih masa po visini u mlazu strujanja zraka, ova energija je u aerodinamici zanemarena.

Uzimajući u obzir u međusobnoj povezanosti sve vrste energije u odnosu na određene uslove, moguće je formulisati Bernulijev zakon, koji uspostavlja odnos između statičkog pritiska u mlazu vazdušnog toka i visine brzine.

Zamislite cijev (slika 10) promjenjivog promjera (1, 2, 3), u kojoj se kreće struja zraka. Manometri se koriste za mjerenje tlaka u dijelovima koji se razmatraju. Analizirajući očitanja manometara, može se zaključiti da je najniži dinamički tlak prikazan manometrom odjeljka 3-3. To znači da kada se cijev suzi, brzina protoka zraka se povećava i tlak opada.

Rice. 10 Objašnjenje Bernoullijevog zakona

Razlog za pad tlaka je taj što strujanje zraka ne obavlja nikakav rad (trenje nije uključeno) i stoga ukupna energija strujanja zraka ostaje konstantna. Ako smatramo da su temperatura, gustoća i volumen protoka zraka u različitim odjeljcima konstantni (T 1 = T 2 = T 3; p 1 = p 2 = p 3, V1 = V2 = V3), tada se unutrašnja energija može zanemariti.

To znači da je u ovom slučaju moguć prijelaz kinetičke energije strujanja zraka u potencijalnu energiju i obrnuto.

Kada se brzina strujanja zraka povećava, tada se povećava brzina i, shodno tome, kinetička energija datog protoka zraka.

Zamjenom vrijednosti iz formula (1.11), (1.12), (1.13), (1.14), (1.15) u formulu (1.10), uzimajući u obzir da zanemarujemo unutrašnju energiju i energiju položaja, pretvarajući jednadžbu ( 1.10), dobijamo

(1.17)

Ova jednadžba za bilo koji dio strujanja zraka se piše na sljedeći način:

Ova vrsta jednadžbe je najjednostavnija matematička Bernoullijeva jednadžba i pokazuje da je zbir statičkih i dinamičkih pritisaka za bilo koju dionicu struje stalnog protoka zraka konstantna vrijednost. Kompresibilnost se u ovom slučaju ne uzima u obzir. Odgovarajuće izmjene i dopune se uzimaju u obzir kompresibilnost.

Radi jasnoće Bernoullijevog zakona, može se izvesti eksperiment. Uzmite dva lista papira, držeći ih paralelno jedan s drugim na maloj udaljenosti, i otpuhnite u razmak između njih.

Rice. 11 Mjerenje brzine zraka

Listovi se približavaju jedan drugom. Razlog njihove konvergencije je to što sa vani listova, pritisak je atmosferski, au intervalu između njih, zbog prisustva brzog vazdušnog pritiska, pritisak se smanjio i postao manji od atmosferskog. Pod uticajem razlike pritiska, listovi papira se savijaju prema unutra.

DRŽAVNI MEDICINSKI UNIVERZITET SEEMY

Toolkit na ovu temu:

Istraživanje reoloških svojstava bioloških tekućina.

Metode za proučavanje cirkulacije krvi.

Reografija.

Sastavio: Učitelj

L.V. Kovaleva

Glavna pitanja teme:

Bernulijeva jednačina. Statički i dinamički pritisak.
Reološka svojstva krvi. Viskoznost.
Newtonova formula.
Reynoldsov broj.
Njutnov i nenjutnov fluid
Laminarni tok.
Turbulentno strujanje.
Određivanje viskoziteta krvi pomoću medicinskog viskozimetra.
Poiseuilleov zakon.
Određivanje brzine protoka krvi.
Totalni otpor tjelesnih tkiva. Fizičke osnove reografija. Reoencefalografija
Fizičke osnove balistokardiografije.

Bernoullijeva jednadžba. Statički i dinamički pritisak.

Odaberimo strujnu cijev u struji idealne tečnosti, a u njoj - dovoljno malu zapreminu tečnosti sa masom, koja se tokom strujanja tečnosti pomera iz položaja A na poziciju B.

tečnosti:

dakle, A p = A h + A D

Preuređivanjem članova jednačine dobijamo

Odredbe A i B biraju se proizvoljno; stoga se može tvrditi da je na bilo kojem mjestu duž potočne cijevi uvjet

dijeleći ovu jednačinu sa, dobijamo

gdje - gustina tečnosti.

pri stalnom protoku idealne tekućine, ukupni tlak jednak zbroju statičkih, hidrostatičkih i dinamičkih pritisaka ostaje konstantan u bilo kojem presjeku protoka.

Za horizontalnu strujnu cijev, hidrostatički tlak ostaje konstantan i može se uputiti na desnu stranu jednačine, koja tada poprima oblik

statistički pritisak određuje potencijalnu energiju tečnosti (energija pritiska), dinamički pritisak - kinetički.

Iz ove jednadžbe slijedi zaključak koji se zove Bernoullijevo pravilo:

statički pritisak neviscidne tekućine kada teče kroz horizontalnu cijev raste tamo gdje se njena brzina smanjuje, i obrnuto.

Pitanje 21. Klasifikacija instrumenata za mjerenje pritiska. Uređaj elektrokontaktnog manometra, metode njegove provjere.

U mnogim tehnološkim procesima pritisak je jedan od glavnih parametara koji određuju njihov tok. To uključuje: pritisak u autoklavima i komorama za paru, pritisak vazduha u procesnim cevovodima, itd.

Određivanje vrijednosti pritiska

Pritisak Je veličina koja karakterizira djelovanje sile na jedinicu površine.

Prilikom određivanja vrijednosti tlaka uobičajeno je razlikovati apsolutni, atmosferski, mjerač i vakuumski tlak.

Apsolutni pritisak (str a ) - Ovo je pritisak unutar bilo kog sistema, pod kojim se nalazi gas, para ili tečnost, meren od apsolutne nule.

Atmosferski pritisak (str v ) nastala masom vazdušnog stuba zemljine atmosfere. Ima promjenjivu vrijednost, ovisno o visini terena iznad nivoa mora, geografskoj širini i meteorološkim uslovima.

Nadpritisak određuje se razlikom između apsolutnog tlaka (p a) i atmosferskog tlaka (p in):

p f = p i - p in.

Vakuum (razrjeđivanje)- ovo je stanje gasa u kojem je njegov pritisak manji od atmosferskog. Kvantitativno, vakuumski pritisak je određen razlikom između atmosferskog pritiska i apsolutnog pritiska unutar vakuumskog sistema:

p vac = p in - p a

Prilikom mjerenja tlaka u pokretnim medijima, koncept tlaka se podrazumijeva kao statički i dinamički pritisak.

Statički pritisak (str st ) - ovo je pritisak, u zavisnosti od snabdevanja potencijalnom energijom gasovitog ili tečnog medija; određuje statička glava. Može biti višak ili vakuum, u određenom slučaju može biti jednak atmosferskom.

Dinamički pritisak (str d ) - Ovo je pritisak zbog brzine kretanja protoka gasa ili tečnosti.

Ukupni pritisak (str NS ) pokretni medij se sastoji od statičkog (p st) i dinamičkog (p d) pritiska:

p p = p st + p d.

Jedinice pritiska

U SI sistemu jedinica, jedinicom pritiska smatra se djelovanje sile od 1 N (njutn) na površinu od 1 m², odnosno 1 Pa (pascal). Budući da je ova jedinica vrlo mala, za praktična mjerenja koriste se kilopaskali (kPa = 10 3 Pa) ili megapaskali (MPa = 10 6 Pa).

Osim toga, u praksi se koriste sljedeće jedinice pritiska:

milimetar vodenog stuba (mm wc);

milimetar žive (mmHg);

atmosfera;

kilograma sile po kvadratni centimetar(kg · s / cm²);

Štaviše, odnos između ovih vrijednosti je sljedeći:

1 Pa = 1 N / m2

1 kg s / cm² = 0,0981 MPa = 1 atm

1 mm vode Art. = 9,81 Pa = 10 -4 kg s / cm² = 10 -4 atm

1 mmHg Art. = 133,332 Pa

1 bar = 100.000 Pa = 750 mm Hg. Art.

Fizičko objašnjenje nekih mjernih jedinica:

1 kg · s / cm² je pritisak vodenog stuba visokog 10 m;

1 mmHg Art. - ovo je količina pada pritiska tokom uspona na svakih 10m visine.

Metode mjerenja tlaka

Široka upotreba pritiska, njegovog diferencijala i vakuuma u tehnološkim procesima čini neophodnom primenu različitih metoda i sredstava za merenje i kontrolu pritiska.

Metode merenja pritiska zasnivaju se na poređenju sila izmerenog pritiska sa silama:

pritisak stuba tečnosti (žive, vode) odgovarajuće visine;

razvija se tokom deformacije elastičnih elemenata (opruge, membrane, mjerne kutije, mehovi i mjerne cijevi);

ozbiljnost robe;

elastične sile koje proizlaze iz deformacije nekih materijala i uzrokuju električne efekte.

Klasifikacija instrumenata za mjerenje tlaka

Klasifikacija prema principu djelovanja

U skladu sa navedenim metodama, instrumenti za merenje pritiska se prema principu rada mogu podeliti na:

tečnost;

deformacija;

mrtva težina;

električni.

Instrumenti za mjerenje deformacije se najčešće koriste u industriji. Ostalo je, uglavnom, našlo primenu u laboratorijskim uslovima kao uzorno ili istraživačko.

Klasifikacija mjerene vrijednosti

U zavisnosti od izmerene vrednosti, instrumenti za merenje pritiska se dele na:

manometri - za merenje viška pritiska (pritisak iznad atmosferskog);

mikromanometri (manometri) - za mjerenje niskih suvišnih pritisaka (do 40 kPa);

barometri - za mjerenje atmosferskog pritiska;

mikrovakum mjerači (mjeri vuče) - za mjerenje malih pražnjenja (do -40 kPa);

vakum mjerači - za mjerenje vakuumskog pritiska;

manovakuum mjerači - za mjerenje viška i vakuumskog pritiska;

manometri - za merenje viška (do 40 kPa) i vakuumskog pritiska (do -40 kPa);

manometri apsolutnog pritiska - za merenje pritiska, merenog od apsolutne nule;

diferencijalni manometri - za mjerenje razlike (diferencijalnog) pritiska.

Instrumenti za merenje pritiska tečnosti

Rad mjernih instrumenata za tekućine zasniva se na hidrostatičkom principu, u kojem se izmjereni tlak uravnotežuje pritiskom barijernog (radnog) stupca tekućine. Razlika u nivoima u zavisnosti od gustine tečnosti je mera pritiska.

U-manometar u obliku Najjednostavniji je instrument za mjerenje pritiska ili diferencijalnog pritiska. To je savijena staklena cijev napunjena radnom tekućinom (živom ili vodom) i pričvršćena na ploču sa vagom. Jedan kraj cijevi spojen je s atmosferom, a drugi s objektom na kojem se mjeri tlak.

Gornja granica mjerenja za dvocijevne manometre je 1 ... 10 kPa sa smanjenom greškom mjerenja od 0,2 ... 2%. Tačnost mjerenja tlaka na ovaj način će biti određena preciznošću očitavanja vrijednosti h (vrijednosti razlike u nivou tečnosti), tačnosti određivanja gustine radnog fluida ρ i neće zavisiti od preseka. cijevi.

Instrumente za merenje pritiska tečnosti karakteriše odsustvo daljinskog prenosa indikacija, mali opseg merenja i mala snaga. Istovremeno, zbog svoje jednostavnosti, niske cijene i relativno visoke preciznosti mjerenja, imaju široku primjenu u laboratorijama i, rjeđe, u industriji.

Instrumenti za mjerenje pritiska deformacije

Zasnivaju se na balansiranju sile koju stvara pritisak ili vakuum kontroliranog medija na osjetljivom elementu silama elastičnih deformacija različitih vrsta elastičnih elemenata. Ova deformacija u obliku linearnih ili kutnih pomaka prenosi se na uređaj za snimanje (pokazivač ili snimač) ili se pretvara u električni (pneumatski) signal za daljinski prijenos.

Jednosmjerne cjevaste opruge, višeokretne cjevaste opruge, elastične membrane, mijeh i opružni mijeh koriste se kao osjetljivi elementi.

Za proizvodnju membrana, mijehova i cjevastih opruga koriste se legure bronce, mesinga, krom-nikla, koje se odlikuju dovoljno visokom elastičnošću, antikorozivnošću i malom ovisnošću parametara o promjenama temperature.

Membranski uređaji koriste se za mjerenje niskih pritisaka (do 40 kPa) neutralnih plinskih medija.

Uređaji sa mehovima dizajnirani su za merenje viška i vakuumskog pritiska neagresivnih gasova sa mernim opsegom do 40kPa, do 400kPa (kao manometri), do 100kPa (kao vakuum manometri), u opsegu -100...+300kPa (kao manometri).

Cjevasti opružni uređaji su među najčešćim mjeračima tlaka, vakuum mjeračima i manovakuum mjeračima.

Cjevasta opruga je tankozidna, savijena duž luka kruga, cijev (jednokrevetna ili višestruka) sa zapečaćenim jednim krajem, izrađena od legura bakra ili nehrđajućeg čelika. Kada se pritisak unutar cijevi povećava ili smanjuje, opruga se odmotava ili uvija pod određenim kutom.

Manometri razmatranog tipa proizvode se za gornje granice mjerenja od 60 ... 160 kPa. Vakuumski mjerači proizvode se sa skalom od 0 ... 100 kPa. Manovacum mjerači imaju granice mjerenja: od -100kPa do + (60kPa… 2,4MPa). Klasa tačnosti za radne manometre 0,6 ... 4, za uzorne - 0,16; 0,25; 0.4.

Deadweight Gauges koristi se kao uređaj za provjeru mehaničke kontrole i referentnih manometara srednjeg i visokog tlaka. Pritisak u njima je određen kalibriranim utezima postavljenim na klip. Kao radni fluid koriste se kerozin, transformatorsko ili ricinusovo ulje. Klasa tačnosti testera težine 0,05 i 0,02%.

Električni manometri i vakuumski mjerači

Djelovanje uređaja ove grupe temelji se na svojstvu nekih materijala da mijenjaju svoje električne parametre pod utjecajem pritiska.

Piezoelektrični manometri koristi se pri mjerenju pritiska koji pulsira visokom frekvencijom u mehanizmima sa dozvoljeno opterećenje po osjetljivom elementu do 8 · 10 3 GPa. Osjetljivi element u piezoelektričnim manometrima, koji pretvara mehanička naprezanja u oscilacije električne struje, su cilindrični ili pravougaona debljine nekoliko milimetara od kvarca, barijum titanata ili keramike tipa PZT (olovni cirkonat titonat).

Merač naprezanja imaju male dimenzije, jednostavan uređaj, visoka tačnost i pouzdanost u radu. Gornja granica očitavanja je 0,1 ... 40 MPa, klasa tačnosti je 0,6; 1 i 1.5. Koriste se u teškim industrijskim uslovima.

Kao osjetljivi element u mjeračima naprezanja koriste se mjerači naprezanja, čiji se princip temelji na promjeni otpora pod djelovanjem deformacije.

Manometarski tlak se mjeri neuravnoteženim mostom.

Kao rezultat deformacije membrane sa safirnom pločom i mjeračima naprezanja dolazi do neravnoteže u mostu u obliku napona, koji se pojačalom pretvara u izlazni signal proporcionalan izmjerenom tlaku.

Manometri diferencijalnog pritiska

Koriste se za mjerenje razlike (diferencijalnog) tlaka tekućina i plinova. Mogu se koristiti za merenje protoka gasova i tečnosti, nivoa tečnosti, kao i za merenje malih manometarskih i vakuumskih pritisaka.

Membranski diferencijalni manometri su primarni mjerni uređaji bez ograde dizajnirani za mjerenje pritiska neagresivnih medija, pretvarajući izmjerenu vrijednost u unificirani analogni signal jednosmjerne struje 0 ... 5mA.

Manometri diferencijalnog tlaka tipa DM proizvode se za maksimalne padove tlaka od 1,6 ... 630 kPa.

Mehovi diferencijalni manometri proizvode se za ograničavanje padova tlaka od 1 ... 4 kPa, projektirani su za maksimalno dopušteni radni nadpritisak od 25 kPa.

Uređaj električnog kontaktnog manometra, metode njegove provjere

Električni kontaktni manometar

Slika - Osnovni električni dijagrami električnih kontaktnih manometara: a- jednokontaktni za zatvaranje; b- jednokontaktni za otvaranje; c - dvokontaktni za otvaranje – otvaranje; G-dvokontaktni za zatvaranje-zatvaranje; d- dvokontaktni za otvaranje-zatvaranje; e- dva kontakta za zatvaranje-otvaranje; 1 - strelica za smjer; 2 i 3 - električni kontakti baze; 4 i 5 - zone zatvorenih i otvorenih kontakata; 6 i 7 - objekti uticaja

Tipičan krug funkcioniranja električnog kontaktnog manometra može se prikazati na slici ( a). Kada pritisak poraste i dostigne određenu vrijednost, strelica pokazivača 1 sa električni kontakt ulazi u zonu 4 i zatvara se kontaktom baze 2 električno kolo uređaja. Zatvaranje strujnog kruga, zauzvrat, dovodi do puštanja u rad objekta uticaja 6.

U krugu otvaranja (sl . b) u odsustvu pritiska, električni kontakti strelice pokazivača 1 i bazni kontakt 2 zatvoreno. Energized U in is električni krug uređaj i predmet uticaja. Kada pritisak poraste i strelica prođe zonu zatvorenih kontakata, električni krug uređaja se prekida i, shodno tome, prekida se električni signal usmjeren na metu.

Najčešće se u industrijskim uvjetima koriste mjerači tlaka s dvokontaktnim električnim krugovima: jedan se koristi za zvučnu ili svjetlosnu indikaciju, a drugi se koristi za organiziranje funkcioniranja sustava različitih vrsta upravljanja. Dakle, krug otvaranja i zatvaranja (Sl. d) omogućava jednom kanalu, po dostizanju određenog pritiska, da otvori jedno električno kolo i primi signal da utiče na objekat 7 , a na drugom - pomoću osnovnog kontakta 3 zatvorite drugi električni krug, koji je u otvorenom stanju.

Krug zatvaranja-otvaranja (sl. . e) omogućava, sa povećanjem pritiska, da se jedan krug zatvori, a drugi otvori.

Dvokontaktna kola za zatvaranje-zatvaranje (sl. G) i otvaranje-otvaranje (sl. v) obezbeđuju, kada pritisak poraste i dostignu iste ili različite vrednosti, zatvaranje oba električna kola ili, respektivno, njihovo otvaranje.

Električni kontaktni dio manometra može biti ili integralan, u kombinaciji direktno sa mjernim mehanizmom, ili povezan u obliku električne kontaktne grupe instalirane na prednjoj strani uređaja. Proizvođači tradicionalno koriste dizajne u kojima su šipke električne kontaktne grupe postavljene na os cijevi. U nekim je uređajima, u pravilu, ugrađena električna kontaktna grupa, povezana s osjetljivim elementom kroz strelicu pokazivača manometra. Neki proizvođači savladali su električni kontaktni manometar s mikroprekidačima, koji se ugrađuju na prijenosni mehanizam brojila.

Električni kontaktni manometri proizvedeni su s mehaničkim kontaktima, kontaktima s magnetskim stezanjem, indukcijskim parom, mikroprekidačima.

Električna kontaktna grupa sa mehaničkim kontaktima je strukturno najjednostavnija. Osnovni kontakt je pričvršćen na dielektričnu podlogu, koja je dodatna strelica na kojoj je pričvršćen električni kontakt i spojen na električni krug. Drugi konektor električnog kola spojen je na kontakt koji se pomiče strelicom. Dakle, s povećanjem pritiska, strelica pokazivača pomiče pokretni kontakt sve dok se ne spoji na drugi kontakt pričvršćen na dodatnu strelicu. Mehanički kontakti izrađeni u obliku latica ili stupova izrađuju se od legura srebro-nikl (Ar80Ni20), srebro-paladij (Ag70Pd30), zlato-srebro (Au80Ag20), platina-iridijum (Pt75Ir25) itd.

Uređaji sa mehaničkim kontaktima su naznačeni za napone do 250 V i izdržavaju maksimalnu prekidnu snagu do 10 W DC ili do 20 V × A AC. Mali prekidni kapacitet kontakata obezbeđuje dovoljno visoku tačnost rada (do 0,5% puno značenje vage).

Jaču električnu vezu osiguravaju kontakti s magnetnom hvataljkom. Njihova razlika od mehaničkih sastoji se u fiksiranju malih magneta na poleđini kontakata (ljepilom ili vijcima), čime se povećava čvrstoća mehaničke veze. Maksimalni prekidni kapacitet kontakata sa magnetnim stezanjem je do 30 W DC ili do 50 V × A AC i napona do 380 V. Zbog prisustva magneta u kontaktnom sistemu, klasa tačnosti ne prelazi 2,5.

Metode EKG verifikacije

Električne kontaktne manometre, kao i senzore pritiska treba povremeno provjeravati.

Terenski i laboratorijski električni kontaktni manometri mogu se testirati na tri načina:

verifikaciju nulta tačka: kada se pritisak oslobodi, strelica se mora vratiti na oznaku "0", nedostatak strelice ne smije prelaziti polovinu tolerancije greške instrumenta;

provjera radne tačke: kontrolni manometar se priključuje na testirani uređaj i upoređuju se očitanja oba uređaja;

verifikacija (kalibracija): verifikacija uređaja prema proceduri verifikacije (kalibracija) za ovog tipa uređaja.

Električni kontaktni mjerači tlaka i prekidači za provjeru provjeravaju točnost signalnih kontakata, greška odziva ne smije biti veća od one u pasošu.

Procedura verifikacije

Izvršite održavanje na tlačnom uređaju:

Provjerite označavanje i sigurnost pečata;

Prisutnost i čvrstoća pričvršćivanja poklopca;

Nema prekida žice za uzemljenje;

Nema udubljenja i vidljivih oštećenja, prašine i prljavštine na kućištu;

Čvrstoća pričvršćivanja senzora (rad na terenu);

Integritet izolacije kablova (rad na licu mesta);

Pouzdanost pričvršćivanja kabela u uređaju za vodu (rad na licu mjesta);

Provjerite čvrstoću pričvršćivača (rad na terenu);

Za kontaktne uređaje provjerite otpornost izolacije prema kućištu.

Sastavite dijagram za kontaktne tlačne uređaje.

Glatko povećavajući ulazni pritisak, uzmite očitanja referentnog uređaja tokom hoda naprijed i nazad (smanjenje pritiska). Izvršite izvještaje na 5 jednako raspoređenih tačaka mjernog područja.

Provjerite tačnost rada kontakata u skladu s postavkama.