Гидравлика, пневмо - и гидропривод (стр. 2 )

4. Что такое относительная плотность жидкости?

5. Что такое сжимаемость жидкости?

6.Какими величинами характеризуется изменение объема жидкости при изменении давления и температуры?

7. Что такое вязкость жидкости и какой величиной она характеризует­ся?

8. Как связаны между собой динамический и кинематический коэффи­циенты вязкости и каковы их размерности в системе СИ?

РАБОТА 2

ИЗМЕРЕНИЕ ДАВЛЕНИЯ

Цель работы: ознакомление с приборами для измерения давлений (пьезометрами, манометрами, вакуумметрами, дифферен­циальными манометрами) и измерение давлений.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Приборы для измерения давления в соответствии с ГОСТ 8.271-77 де­лятся на:

манометры избыточного давления, служащие для измерения разности между абсолютным давлением и давлением окружающей среды (обычно атмосферным);

вакуумметры, предназначенные для измерения разности между давле­нием окружающей среды (обычно атмосферным) и абсолютным давлением;

дифференциальные манометры (дифманометры), служащие для изме­рения разности двух давлений;

манометры абсолютного давления, используемые для измерения давле­ния, отсчитываемого от абсолютного нуля;

барометры, служащие для измерения атмосферного давления.

По принципу действия и типу рабочего органа приборы для измерения давления делятся на жидкостные, деформационные, электрические, тепло­вые и др.

В практике наиболее широкое распространение получили жидкостные и деформационные (пружинные).

К жидкостным манометрам относятся приборы, основанные на гидро­статическом принципе действия, заключающемся в том, что измеряемое давление уравновешивается давлением, создаваемым весом столба жидко­сти. Простейшим жидкостным манометром является пьезометр. Избыточное давление по пьезометру определяют по выражению

где ρ - плотность жидкости;

h - показания пьезометра.

Если трубка прибора имеет малый диаметр, в показания вносится по­правка на капиллярность. При употреблении в качестве рабочей жидкости воды последняя вследствие капиллярности поднимается на высоту Δh в мм

для спирта для ртути

Отчеты по пьезометру необходимо делать по нижней поверхности вогнутого мениска или по верхней поверхности выпуклого мениска

При измерении больших давлений применяются пружинные мано­метры, а для измерения весьма малых давлений-микроманометры.

ОПИСАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ УСТАНОВКИ

Установка выполнена в виде бачка 1 до некоторого уровня заполненно­го жидкостью. Наблюдение за уровнем жидкости в бачке осуществляется с помощью водомерного стекла 4.

Для заправки бачка жидкостью и освобождения от нее служат патрубки 2 и 5 с кранами. Для отключения приборов и удаления из них воздуха на со­единительных трубках установлены трехходовые краны 3 и 6.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. Перед началом замеров необходимо заполнить бачок водой. Для это­го через кран 5 шлангом соединяют бачок с водопроводом и при закрытых кранах 2, 3 и 6 заполняют бачок водой, контролируя уровень жидкости в нем по водомерному стеклу 4. По мере заполнения бачка водой давление воздуха в нем будет возрастать. Таким образом создаются различные давления в бачке.

2. Закрыв кран 5, удаляют из пьезометра воздух путем его проливки - сообщают место измерения с атмосферой. После проливки измеряют избыточное давление pu в точке установки прибора с помощью пьезо­метра.

3. Открывают кран 3 и измеряют избыточное давление, действующее на свободную поверхность жидкости pм.

4. Открывают кран 2, устанавливают в бачке атмосферное давление. Закрывают кран 2,3,6 и, открывая кран 5, путем слива части жидкости устанав­ливают в бачке вакуумметрическое давление pв.

5. Выполняют замеры, как это изложено в пп.2,3. Результаты замеров записывают в протокол наблюдений (приложение 2).

6. По образцам деформационных манометров ознакомиться с их конструкцией и принципом действия. В отчете представить схему устройства маномет­ра.

ОБРАБОТКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ

1. Давление, выраженное высотой столба жидкости, - пьезометрическая

высота

Если трубка прибора имеет малый диаметр, в показания прибора вносят поправку на капиллярность.

2. По показаниям u - образного манометра pм и водомерного стекла оп­ределяют избыточное давление в измеряемой точке

где h- глубина точки под уровнем жидкости.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1 .Что называется гидростатическим давлением и каковы его свойства?

2. Запишите основное уравнение гидростатики и объясните величины, входящие в него.

3. Объясните термины: манометрическое давление, абсолютное давле­ние, вакуум.

4. Что называется пьезометрической высотой и пьезометрическим на­пором?

РАБОТА 3

ТАРИРОВКА МИКРОМАНОМЕТРОВ

Цель работы: изучение устройства, правил работы и способов тариров­ки.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Приборы, применяющиеся для измерений малых давлений (p<200 мм в. ст.) называются микроманометрами. В них одно колено для получения более точных отчетов делают наклонным, а другое заменяют достаточно емким резервуаром, изменением уровня в котором можно пренебрегать.

В общем случае давление определяют по формуле

где А - показания жидкостного манометра при измерении;

a0 - показания жидкостного манометра до начала измерения;

α - угол наклона трубки;

γж- объемный вес залитой жидкости;

Кт - коэффициент тарировки шкалы;

Δ= - поправка на атмосферные условия;

γ - объемный вес жидкости при измерении;

γ0 - объемный вес жидкости при нормальных условиях (у воздуха γ0 = 1,2 кг/м3, у воды γ0 = 1000 кг/м3).

Тарировку микроманометров можно осуществить тремя способами: сравнением показаний тарируемого микроманометра и эталонного прибора при параллельном их присоединении к общему источнику разности давле­ний (сравнительный метод);

сравнением показаний тарируемого микроманометра с известным дав­лением, подаваемым на микроманометр (абсолютный метод);

измерение перемещений мениска в трубке при наливании жидкости в бак (способ сообщающихся сосудов).

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. Перед началом работы следует проверить герметичность микрома­нометра. Это делают следующим образом: в баке прибора создают повышен­ное давление, которое поднимает уровень спирта в трубке, предварительно приведенной в вертикальное положение.

Закрыв отверстия штуцера трубки, нужно проследить за положением уровня спирта. Аналогичным образом проверяют бачок.

Проверить, нет ли в спирте пузырьков воздуха. Их присутствие легко обнаружить наклонением бачка в строну трубки так, чтобы спирт дошел до по­следнего деления шкалы. Обнаруженные пузырьки можно устранить, переме­щая мениск взад и вперед вдоль по трубке.

2. Собрать схему соединений приборов для тарировки сравнитель­ным методом.

3. Действуя кранами 2 и 4, создать в сосуде 3 общее для обоих прибо­ров разрежение и в нужном положении закрыть кран. Когда уровни жидкости в трубках микроманометра установятся, записывают показания обоих приборов в протокол наблюдений. Произвести замеры в 8-10 точках по шкале прибора

4. Собрать схему соединений приборов для тарировки абсолютным ме­тодом.

Рис.4

 

Уравновесить на весах 7 вес колокола 5 и его начальную архимедову силу грузом G0.

6. С помощью крана 2 и 4 в трубке микроманометра и под колоколом 5 создается некоторое разряжение, уравновешиваемое на весах 7 грузом G - G0 Разрежение определить по выражению

где Fk – площадь дна колокола (внутренняя)

Произвести 8-10 замеров по шкале приборы

7. Гидростатический метод тарировки микроманометра заключается в следующем. В бачок микроманометра вливают определенное количество жидкости. Объем влитой жидкости V определяется либо точной мензуркой, либо взвешиванием. В последнем случае необходимо определить с доста­точной точностью удельный вес жидкости. Вычисляем изменение уровня жидкости в баке H по сравнению с начальным положением, исходя из вели­чины площади поперечного сечения бака F,

Вливая различные объемы жидкости, получим ряд значений Н. Сравни­вая Н с перемещением мениска спирта в трубке, получим значение масшта­бов m микроманометра при различных наклонах

Этот метод пригоден для тарировки на больших углах наклона. Резуль­таты наблюдений занесите в протокол (приложение 3).

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Объясните назначение и принцип устройства микроманометра.

2. За счет чего достигается растягивание шкалы для измерения в мик­романометре?

3. Чем обеспечивается увеличение чувствительности и точности отсчета в микроманометре?

РАБОТА 4

ТАРИРОВАНИЕ РАСХОДОМЕРА (НОРМАЛЬНОЙ ДИАФРАГМЫ)

Целью работы является получение опытным путем значений коэффициента расхода μ при различных расходах, построение графика за­висимости μ от числа Rе, определение нижней границы квад­ратной зоны.