اندازه گیری فشار با مانومتر

اندازه گیری فشار با مانومتر :

فشار به عنوان نیرویی در واحد سطح تعریف می شود – و دقیق ترین راه برای اندازه گیری فشار کم هوا، متعادل کردن ستونی از مایع با وزن مشخص در برابر آن و اندازه گیری ارتفاع است.

ستون مایع بسیار متعادل است.

واحدهای اندازه گیری که معمولاً مورد استفاده قرار می گیرند عبارتند از اینچ جیوه (in. Hg)، استفاده از جیوه به عنوان سیال و اینچ آب (in. wc)، استفاده از آب یا روغن به عنوان سیال.

شکل ۲-۱٫ مانومتر در ساده ترین شکل خود یک لوله U است که تقریباً نصف آن از مایع پر شده است. با باز بودن هر دو انتهای لوله، مایع در هر پا در یک ارتفاع قرار دارد.

شکل. ۲-۲٫ هنگامی که فشار مثبت به یک پا وارد می شود،

مایع در آن پا به پایین و در پای دیگر بالا می رود. اختلاف ارتفاع، “h” که مجموع مقادیر بالای صفر و زیر صفر است، فشار را نشان می دهد.

شکل. ۲-۳٫ هنگامی که خلاء روی یک پا اعمال می شود،

مایع در آن پا بالا می رود و در پای دیگر پایین می آید. تفاوت ارتفاع، “h” که مجموع مقادیر بالای صفر و زیر صفر است، میزان خلاء را نشان می دهد.

ابزارهایی که از این اصل استفاده می کنند، مانومتر نامیده می شوند. ساده ترین شکل مانومتر U-tube پایه و شناخته شده است. (شکل ۲-۱).

.

این دستگاه تفاوت بین دو فشار (فشار دیفرانسیل) یا بین یک فشار و اتمسفر (فشار گیج) را هنگامی که یک طرف به اتمسفر باز است را نشان می دهد.

اگر یک لوله U تا نیمه با آب پر شود و فشار هوا روی یکی از ستون ها وارد شود، سیال جابه جا می شود.

بنابراین یک پایه ستون آب بالا می رود و دیگری سقوط می کند.

اختلاف ارتفاع «h» که مجموع قرائت شده در بالا و پایین نیمه راه است، نشان دهنده فشار بر حسب اینچ ستون آب است.

شکل ۲-۴٫ در سمت چپ، فشار مساوی به سیال در چاه و در لوله نشانگر وارد می شود.

خواندن صفر است. در سمت راست، فشار مثبتی به مایع داخل چاه وارد شده است که باعث می شود سطح بسیار کمی پایین بیاید.

سطح مایع در لوله نشانگر به میزان قابل توجهی افزایش یافته است.

خواندن مستقیماً از مقیاس در سطح مایع در لوله نشانگر گرفته می شود.

مقیاس برای افت سطح در چاه جبران شده است.

مانومتر U-tube یک استاندارد اولیه است زیرا تفاوت ارتفاع بین دو ستون همیشه بدون توجه به تغییرات در قطر داخلی لوله، نشانه واقعی فشار است.

این یک راحتی واقعی را برای شخصی فراهم می کند که در غیر این صورت مجبور به سوار شدن به هواپیمای حامل یک مانومتر شیشه ای سفت و سخت ۶۰ اینچی می شود.

تغییرات در طراحی مانومتر

برای غلبه بر نیاز خوانش لوله U در دو مکان مختلف، مانومتر نوع چاهی توسعه داده شد. شکل ۲-۴ را ببینید.

مخزن (چاه) ممکن است به اندازه ای بزرگ ساخته شود که تغییر سطح در مخزن ناچیز باشد، یا مقیاس ممکن است برای تغییر سطح مایع مخزن جبران شود.

به منظور ابزاری کاربردی تر، مانومتر نوع چاهی از یک چاه حفاری دقیق استفاده می کند که برای اثر ریزش چاه به اصلاح مقیاس تقریباً ۱۰ درصد نیاز دارد، بنابراین از مخزن بیش از حد بزرگ و حجیم جلوگیری می کند.

شکل. ۳-۱٫ در سمت چپ، فشار یکسانی به مایع موجود در چاه و لوله نشانگر وارد می شود. خواندن صفر است. در سمت راست، فشار مثبتی به مایع در لوله نشانگر وارد شده و آن را تا نقطه ای در مقیاس برابر فشار به پایین فشار می دهد. سطح مایع در چاه به نسبت بالا می رود. مایل کردن لوله نشانگر مقیاس را باز کرده است تا بتوان فشار را دقیق‌تر خواند.

برای بهبود و گسترش خوانایی، مانومترهای نوع U و چاه خاصی با .۸۲۶ sp در دسترس هستند. گرم روغن قرمز نشان‌دهنده سیال، و فلس‌ها برای خواندن فشار به طور مستقیم در اینچ آب جبران می‌شوند. برای افزایش بیشتر خوانایی و حساسیت، لوله نشانگر مانومتر نوع چاهی، مانند شکل ۳-۱، تمایل دارد تا برای یک اختلاف فشار معین، حرکت خطی بیشتری را در طول لوله ایجاد کند. مانومتر شیبدار اغلب به نام Draft Gage نامیده می شود زیرا به طور گسترده ای برای تعیین بادشکن بیش از حد در جذب و دودکش های دیگ بخار استفاده می شود.

برای اینکه یک مانومتر شیبدار یک دستگاه اصلی باشد، لوله شیبدار باید مستقیم و یکنواخت باشد. ساختار پلاستیک جامد ماشینکاری شده دقیق برای خط اصلی مانومترهای ناهموار، شیبدار و مایل-عمودی، که صنعت به عنوان ابزار اولیه پذیرفته شده است، اعمال میشود

شکل ۳-۲٫ در سمت چپ، با فشار مساوی روی مایع در چاه و لوله نشانگر، قرائت صفر است. هنگامی که فشار مثبت به مایع در لوله نشانگر اعمال می شود، سطح مایع در لوله کاهش می یابد و کمی در چاه افزایش می یابد. خواندن مستقیم است زیرا مقیاس برای تغییر سطح به خوبی جبران می شود.

ترکیب مانومتر شیبدار و عمودی در تعیین حرکت هوا بسیار مفید است. شکل ۳-۲ را ببینید. برای اندازه‌گیری سرعت هوا، از یک مقیاس شیبدار، معمولاً تا ۱ اینچ wc استفاده می‌شود (فشار سرعت wc 1 = 4000 fpm). در ابزار شیبدار-عمودی، این مقیاس با یک بخش عمودی ترکیب می شود که امکان خوانش فشارهای بالا، معمولاً ۱ اینچ wc تا ۵ تا ۱۰ اینچ wc را فراهم می کند. بخش عمودی عمدتاً برای تعیین فشار استاتیک بالاتر از محدوده مقطع شیبدار استفاده می شود. بسیاری از انواع مانومتر با هدف ویژه وجود دارد.

عوامل مؤثر بر عملکرد مانومتر و amp; استفاده

در حالی که اصل مانومتر اصلی تعادل هیدرواستاتیک ذاتاً ۱۰۰٪ دقیق است، عواملی وجود دارند که می توانند بر اندازه گیری فشار واقعی به دست آمده تأثیر بگذارند. طراحی و ساخت دقیق به علاوه استفاده دقیق می تواند تأثیر این عوامل را از بین ببرد یا تا حد زیادی کاهش دهد.

ویژگی های سیال نشان دهنده

هیچ مانومتری را نمی توان دقیق تر از دقتی که وزن مخصوص سیال با آن مشخص است خواند. این مایع همچنین باید ویژگی‌های «خیساندن» خوبی داشته باشد و بتواند یک منیسک ثابت و خوب در لوله نشان‌دهنده تشکیل دهد تا خواندن دقیق و قابل تکرار را تسهیل کند.

سیال مورد استفاده نیز بر محدوده عملکرد مانومتر تأثیر می گذارد. عطارد که ۱۳٫۶ برابر وزن آب است، ۱/۱۳٫۶ فاصله حرکت آب در پاسخ به فشار معین حرکت می کند. روغن سبک تر از آب در پاسخ به یک فشار معین، حدود ۱٫۲ برابر دورتر از آب حرکت می کند. این، بدیهی است که مقیاس را برای خواندن آسان تر و دقیق تر گسترش می دهد.

مانومترهای لوله U و نوع چاه دارای ترازوهای اینچی برای استفاده با آب یا جیوه یا ترازوهای تنظیم شده برای استفاده با روغن گیج هستند. گیج‌های پلاستیکی جامد عمودی، شیبدار و شیب‌دار عمودی از روغن گیج استفاده می‌کنند.

منبع مقاله: dwyer-inst

در صورت هرگونه سوال و نظر با مجموعه پرگاران تماس حاصل فرمایید.

جهت کسب اطلاعات بیشتر اینجا کلیک کنید.