Студопедия — ВИМІРЮВАННЯ ГІДРОСТАТИЧНОГО ТИСКУ
Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

ВИМІРЮВАННЯ ГІДРОСТАТИЧНОГО ТИСКУ






Мета роботи: Навчитися визначати повний, надлишковий (манометрич­ний) тиск і вакуум.

Загальні положення

Рідина, яка знаходиться в стані спокою піддається дії двох категорій зовнішніх сил: масових і поверхневих. До масових сил відносяться сили ваги, електромагнітні сили, сили інерції. Поверхневими силами є сили, що діють на поверхню, що обмежує об’єм рідини. У стані спокою це можуть бути тільки сили тиску, електростатичні сили. У результаті дії зовнішніх сил усередині рідини виникають напруження.

Гідростатичним тиском називається відношення нормально діючої до площадки сили до величини площадки (стискаюче напруження, що виникає в спокійній рідині від дії зовнішніх сил).

Гідростатичний тиск у точці можна визначити за виразом:

, (4.1)

де ΔΡ - нормальна стискаюча сила, що діє на площадку ΔS, до якої належить дана точка;

ΔS - елементарна площадка, що містить дану точку.

Основні властивості гідростатичного тиску такі:

– гідростатичний тиск завжди спрямований по внутрішній нормалі до площадки дії;

– у будь-якій точці рідини гідростатичний тиск у всіх напрямках однаковий;

– гідростатичний тиск у точці залежить тільки від її положення в просторі, тобто р=f(х,у,z).

Рівновага рідини описується диференціальними рівняннями Ейлера, у результаті перетворення яких, можна одержати основне рівняння рівноваги рідини в диференціальній формі

, (4.2)

де – повний диференціал тиску;

– проекція одиничної масової сили на координатні осі;

– приріст координат.

Якщо на рідину діє тільки сила ваги, то , і після інтегрування рівняння (4.2) одержимо основне рівняння гідростатики, одна із форм запису якого має вигляд:

, (4.3)

або

Повний (абсолютний) гідростатичний тиск у будь-якій точці рідини дорівнює

, (4.4)

де – це відомий тиск (частіше всього це тиск на вільній поверхні);

- глибина занурення точки, по відношенню до точки, у якій тиск відомий.

Надлишковим чи манометричним тиском називається різниця між абсолютним і атмосферним тиском

(при умові ) (4.5)

при

(4.6)

 

Оскільки сполучення зустрічається часто, то зручно його замінити однією буквою , де - питома вага.

Вакуум - це різниця атмосферного і абсолютного тиску при умові, що

(4.7)

 

Оскільки тиск зручно вимірювати скляними трубками, які називаються п’єзометрами, то площина, яка проходить через рівень рідини у пєєзометрі називається п’єзометричною площиною.

Якщо посудина відкрита, то п'єзометрична площина збігається з вільною поверхнею рідини в посудині.

Для закритої посудини п’єзометрична площина може розташовуватися вище вільної поверхні рідини () і нижче її ()

Опис лабораторної установки

 

Схема установки представлена на Рис. 4.1. Установка складається з корпуса 16, у який поміщений верхній основний резервуар 12, що являє собою замкнутий об’єм, частково заповнений водою Повітряна порожнина основного резервуара за допомогою крана 6 може бути з'єднана з атмосферою У нижній порожнині корпуса розміщений резервуар 13 зворотного п’єзометра, також частково заповнений водою. У повітряній порожнині цього резервуара постійно підтримується атмосферний тиск Під час проведення лабораторної роботи вимірються тиск в основному резервуарі, що може бути більше атмосферного чи менше його (вакуум).

Обидва резервуари мають крани для підключення п’єзометрів, а також крани для зливу води. Візуальний огляд рівнів води в обох резервуарах здійснюється через оглядові віконця

Для створення надлишкового тиску в повітряній порожнині основного резервуара служить ручний насос 4. Доступ до насоса здійснюється через отвір, закритий кришкою.

Розрідження в повітряній порожнині основного резервуара створюється водоструменевим насосом 8. Живиться водоструменевий насос від водопровідної мережі. Візуальний огляд насоса забезпечується через оглядове скло передньої панелі.

.

П’єзометри 1 і 2 одним кінцем з'єднані з повітряною порожниною основного резервуара, а іншим - з атмосферою.

Установка підключається до водопровідної мережі і каналізації за допомогою штуцерів. При цьому лівий штуцер підключається до водопровідної мережі.

Рівень заповнення резервуарів обмежується рисками, нанесеними на оглядовому склі.

П’єзометри 1 і 2 заповнюються до позначки 30.

При підготовці до виконання лабораторної роботи студенти повинні самостійно опрацювати по [2]с. 4...46, а по [3] с. 15...24.

Порядок виконання роботи

Перш ніж приступити до роботи студенти повинні ознайомитися з будовою установки і принципом її роботи. Схема установки замальовується в журналі. Студентам забороняється торкати ручки керування, що знаходяться на тильній стороні установки. Ручкою 7 слід користуватися обережно.

 

 
 

1. Початкове положення: крани 3, 5, 6, 11 відкриті. Крани 7, 14, 15 – закриті. Визначають абсолютний тиск в точці М всередині основного резервуара (значення h задається кожному студенту викладачем). По барометру визначається атмосферний тиск в мм.рт.ст.. і записується в перший рядок (колонка 11 табл. 2.1.) У першому випадку на вільній поверхні бака 12 тиск атмосферний (р0ат). Для цього відкривають кран 6 (з'єднують основний резервуар з атмосферою). При відкритому крані 6 рівні в п’єзометрах 1 і 2 повинні збігатися. Записати показання п’єзометрів 1, 2 і 10, 9 у журнал (колонки 3, 4 і 7, 8 табл.2.1.).

2. На вільній поверхні тиск . Перед виміром надлишкового тиску необхідно крани 11 і 3 відкрити, кран 5 закрити. (Інші крани повинні бути закриті.) Відкривши кришку, забезпечити доступ до ручного повітряного насоса. Насосом створюється надлишковий тиск у повітряній області основного резервуара, після чого закрити кран 3. Після того, як рівні рідини в п’єзометрах установляться, знімають покази п’єзометрів 1, 2, 10 (П’єзометр 9 – відключений).

3. На вільній поверхні тиск . Для створення вакууму спочатку треба з'єднати замкнуту повітряну область з атмосферою, тобто відкрити кран 6. Після того, як тиск у замкнутій області вирівнюється з атмосферним, необхідно закрити крани 6, 11. Відкрити кран 5. Обережним поворотом рукоятки крана 7 запустити водоструменевий насос 8. Після встановлення розрідження в повітряній області резервуара водоструминний насос виключити і зробити заміри п’єзометрів 1, 2, 9. Результати вимірювань занести в журнал.

 

Обробка дослідних даних

Обчислення роблять у наступному порядку. По формулі p= gр×h обчислюють тиск в Н/м2 і записують його в перший рядок колонки 10. Далі по формулі h=p/gв визначають тиск у м.в.ст.. Для першого випадку другий рядок табл.4.1. (pнадл) для всіх граф дорівнює нулю. Знаючи значення h (графа 2 табл.4.1.), визначають надлишковий тиск для точки М. в м.в.ст.. Він дорівнює h. Після визначення надлишкового тиску визначають абсолютний тиск у точці М. Для визначення абсолютного тиску потрібно до надлишкового тиску додати атмосферний, який знаходиться у нас в першому рядку.

Орієнтуючись на схему установки, заповнюємо спочатку всі значення для тиску у м.в.ст.., щоб отримати тиск в Паскалях, потрібно скористатись формулою p =gв h.

Щоб отримати тиск в мм.рт.ст.. потрібно скористатись формулою h=p/gрт

А щоб перевести в кгс/см2, потрібно згадати, що 1Н=0,102кгс, а 1м2=104 см2.

Контрольні запитання.

1. Що таке тиск, абсолютний тиск, надлишковий тиск, вакуум?

2. Якими приладами вимірюється тиск?

3. Чому буде дорівнювати тиск 1 кгс/см², виражений у Н/м², м.в.ст., кгс/м², мм.рт.ст.?

4. Які властивості гідростатичного тиску Ви знаєте?

5. Що називається гідростатичним тиском у точці?

6. Основне рівняння гідростатики.

7. Рівняння рівноваги Ейлера.


Таблиця 4.1. Результати замірів та обчислень по лабораторній роботі “Гідростатичний тиск та його вимірювання”

 

№ п\п h, мм Покази дифманометрів і п’єзометрів Вид тиску Величина тиску
        мм. рт. ст. м. в. ст
Л П Л П    
                         
                     
       
       
       
                   
       
       
       
                   
       
       
       

 

 








Дата добавления: 2015-09-19; просмотров: 2667. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Практические расчеты на срез и смятие При изучении темы обратите внимание на основные расчетные предпосылки и условности расчета...

Функция спроса населения на данный товар Функция спроса населения на данный товар: Qd=7-Р. Функция предложения: Qs= -5+2Р,где...

Аальтернативная стоимость. Кривая производственных возможностей В экономике Буридании есть 100 ед. труда с производительностью 4 м ткани или 2 кг мяса...

Вычисление основной дактилоскопической формулы Вычислением основной дактоформулы обычно занимается следователь. Для этого все десять пальцев разбиваются на пять пар...

Потенциометрия. Потенциометрическое определение рН растворов Потенциометрия - это электрохимический метод иссле­дования и анализа веществ, основанный на зависимости равновесного электродного потенциала Е от активности (концентрации) определяемого вещества в исследуемом рас­творе...

Гальванического элемента При контакте двух любых фаз на границе их раздела возникает двойной электрический слой (ДЭС), состоящий из равных по величине, но противоположных по знаку электрических зарядов...

Сущность, виды и функции маркетинга персонала Перснал-маркетинг является новым понятием. В мировой практике маркетинга и управления персоналом он выделился в отдельное направление лишь в начале 90-х гг.XX века...

Условия, необходимые для появления жизни История жизни и история Земли неотделимы друг от друга, так как именно в процессах развития нашей планеты как космического тела закладывались определенные физические и химические условия, необходимые для появления и развития жизни...

Метод архитекторов Этот метод является наиболее часто используемым и может применяться в трех модификациях: способ с двумя точками схода, способ с одной точкой схода, способ вертикальной плоскости и опущенного плана...

Примеры задач для самостоятельного решения. 1.Спрос и предложение на обеды в студенческой столовой описываются уравнениями: QD = 2400 – 100P; QS = 1000 + 250P   1.Спрос и предложение на обеды в студенческой столовой описываются уравнениями: QD = 2400 – 100P; QS = 1000 + 250P...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.012 сек.) русская версия | украинская версия