流体静压强的测量.ppt

流体静压强的测量 压强计量基准及压强计量单位 测量压强的仪器 流体的压强可用液柱高度表示，因此液柱式测压计是测量流体压强常用的仪器，其工作液体一般为水、酒精、四氯化碳或水银等。 应用液体平衡原理可以测量流体的压强。所使用的这类仪器叫液压计。 1、测压管(Pressure Tube) 原理： 从玻璃管这一侧来看，如果从点A算 起，管内液柱高度为h，则点A上的压强 2、U型管(the U-shaped tube)测压计 U型管测压计特点： 既可测液体较高的压强，也可测气体较低压强或真空度。 由于 U形管是双管，因毛细管现象产生的读数误差就可抵消，测管可细小而精确。U形管也可测量压差。 3、复合式测压计——两点压强的计算 另一种方法：根据“从一边开始，找等压面，向上减，向下加”的原则进行。 4、单管杯式测压计（杯形压强计） 该液压计是U管压强计的一种变形，U形管的一侧用一个大截面的杯形容器代替，杯的截面积远较玻璃管为大 。 由于利用这种测压计测量压力时只需进行一次读数，因此读数的绝对误差可比U型管测压计减小一半。 5、倾斜微压计----测定微小压强（或压差） 由图h＝lsinα 当测定时α为定值，只需测得倾斜长度l，就可得出压差。 由于l=h／sinα，说明倾斜角度越小，l比h放大的倍数就越大，量测的精度就更高。 由上式还可知，在pg一定时，γ愈小，读数l就越大。因此，工程上常用容重比水更小的液体，例如酒精（纯度96%的酒精，γ=7.944kN／m3）以提高精度。 6、微差压强计(Micromanometer)--（双液柱压强计） 测压时，如p1＞p2，则指示液A在右侧升起，形成一读数h。 由于储液室容积较大，所以液面几乎没有变化。 思考：如果必须考虑储液室液面下降，压强差怎么表达？ 参见课后习题2-13 * 一、计量基准： 绝对压强：以完全真空为基准计量的压强 (absolute pressure) 相对压强：以大气压强为基准的计算压强 (gage pressure) 正压：大于同高度的大气压强为正压 负压：小于同高度的大气压强为负压 pg= p - pa 大气压的相对压为0。 负压的绝对值为真空度。 a pa 二、压强的三种度量单位： 1、以压强基本定义为基准： SI制：N/m2, Pa. 工程制：kgf/m2 2、以大气压强为基准： SI制：1 标准大气压=101325Pa 工程制： 1工程大气压=105Pa 3、以液柱高度为基准： 1 标准大气压=10.33m水柱=760mm汞柱(自行推倒） 1工程大气压=10m水柱 由P=ρgh, h= P/ ρg而来 分类： 机械式压力传感器： 电气式压力传感器： 液柱式压力计 弹簧管式压力计 活塞净重式压力计 压电压力计 压阻压力计 单直管测压计特点： 较精确、简单，但只能测液体的较低压强。如果测管内径很细，有毛细管现象，影响读数的精确性。 结构：一根内径为10mm左右的直玻璃管的下端与装有液体的容器连接，上端开口与大气相通， U形管的1与2是等压面，即p1=p2，则： 若容器内是气体，则ρ1＜＜ρ2，即ρ1 gH 可忽略不计，容器内的压强 pc为 ρ２ 如图已知：ρ1、ρ2、ρ3，h1、h2、h3，求pA-pB 方法：找等压面1—2—3和4—5。 因为： 所以： 解：此处的等压面有两个，1—2—3和4—5。 根据“从一边开始，找等压面，向上减，向下加”的原则得到： 例题：2-3 当压强计与测压口连通时，左杯端连接到高压端，则杯中液面下降Δh的高度至o’－o’的位置，而此时右管中液面上升h的高度。 容器中气体的绝对压力为 其表压力为 根据体积平衡的原理 若忽略杯内液面的变化，容器中气体的表压力为 使用这种压强计时，必须记住较高压强处总是与杯形端相接，才能使压强在玻璃管上反映出来。 如图：微压计一般用于测定气体压强，它的测压管是倾斜放置的，其倾角为α。 容器中气体的绝对压力为： 其表压力为： 又根据体积平衡 则： h 若忽略杯内液面的变化，容器中气体的表压力为 h 由于水平面3－4是等压面，即p3=p4， 故：p1+γB（h＋H）=p2+γAh＋γBH 因而 p1-p2=(γA-γB)h ------用于测量微小表压、真空度或压强差 结构如图：压强计U形管的两侧都有容积较大的储液室。管内注入两种互不溶解而重度相近的指示液A、B，其重度分别为γA及γB。 *