Pobierz pomiar cisnienia na zasadzie pomiarow w labolatorium i więcej Laboratoria w PDF z Fizyka tylko na Docsity! GW NR 25 Temat: POMIARY CIŚNIENIA 10.05.2021r. Celem ćwiczenia jest zapoznanie studentów z metodami i przyrządami do pomiaru ciśnienia oraz podstawowymi zasadami przy pomiarze ciśnienia cieczy i gazów w spoczynku i ruchu. A. Zakres przygotowania teoretycznego obowiązującego studentów przed przystąpieniem do ćwiczenia. 1. Podstawowe pojęcia dotyczące ciśnienia i jego pomiarów, - definicja ciśnienia i pojęcia podstawowe związane z poziomem odniesienia, * Ciśnienie — jeden z podstawowych wielkości fizycznych (parametrów stanu) w termodynamice. * Ciśnienie P definiuje się jako granicę stosunku siły normalnej do powierzchni do pola tej powierzchni, gdy wartość pola powierzchni dąży do zera . P= lim 22 = SEL gdzie: Fn - składowa siły prostopadła do powierzchni, A - pole powierzchni. - ciśnienie statyczne p, oraz ciśnienie dynamiczne py (ciśnienia prędkości płynu) Ciśnienie statyczne to ciśnienie występujące w nieruchomym płynie lub mierzone w taki sposób, że prędkość przepływu nie wpływa na wartość tego ciśnienia. - — jednostki ciśnienia, Podstawowa jednostka ciśnienia według układu SI to paskal: N k, 1Pa = 15 =1—— m m: s* jednostka przelicznik 1bar bar 1bar = 10*Pa k kG -9 kilogram na metr kwadratowy 1 SE 9,80665Pa me o m? Ę kG lat atmosfera techniczna 1at = 1— = 98066,5Pa em 1Atm atmosfera fizyczna 1atm = 760mmHg = 101325Pa 1mmHg milimetr słupa rtęci 1mmHg = 133,322Pa 1mmH,0 milimetr słupa wody 1mmH20 = 9,80665Pa 2. Przyrządy do pomiaru ciśnienia: - manometry cieczowe: dwuramienne, jednoramienne, z rurką pochyłą, waga pierścieniowa, specjalne manometry cieczowe (tłokowe). Manometry cieczowe: Ciśnienie wywierane przez słup płynu nosi nazwę ciśnienia hydrostatycznego i jest określone wzorem: + gdzie: p - gęstość cieczy manometrycznej, + g - przyspieszenie ziemskie, + h - wysokość słupa cieczy. - manometry sprężyste: z rurką sprężystą, przeponą sprężystą, komorą sprężystą, przegrodą wiotką i oddzielonym elementem sprężystym, Manometry sprężynowe rurkowe, zwane też ciśnieniomierzami ze sprężyną rurkową składają się z wygiętej w łuk lub wielu zwojów rurki, zwanej od nazwiska konstruktora Eugene Bourdona rurką Bourdona. - manometry parametryczne, Przyrządy zaliczane do tej grupy mierzą ciśnienie przez pomiar parametru, którego zależność od ciśnienia jest znana i jednoznaczna. W tej grupie można wyróżnić przyrządy wykorzystujące zjawiska zmiany wraz z ciśnieniem: -rezystancji przewodnika, -przewodności cieplnej, -natężenia prądu jonowego, -lepkości. Skalowanie przyrządów do pomiaru ciśnienia, Eksploatacja przyrządów do pomiaru ciśnienia. Część doświadczalna ćwiczenia. Stanowisko pomiarowe PWR Część doświadczalna ćwiczenia odbywa się na stanowisku pomiarowym do kalibracji manometru z rurką Bourdona Rurka Ciężarki Bourdona Tłok —— Przeźroczysta rurka Rys 1. Schemat stanowiska pomiarowego Wewnątrz badanego manometru znajduje się cienkościenna rurka o przekroju owalnym, która tworzy łuk kołowy o kącie 2709. wskazania ciśnienia manometrycznego [kPa] Ciśnienie należy obliczyć poprzez podzielenie ciężaru przez powierzchnię tłoczyska w [mm Błąd wskazań należy obliczyć poprzez odjęcie ciśnienia od odczytu manometru o wyliczenie z wyniku wartości bezwzględnej Błąd względny należy obliczyć poprzez podzielenie błędu wskazań przez odczyt z manometru i pomnożeniu razy 100, aby wynik otrzymać w %. * Wykonaj wykres obrazujący histerezę manometru jak na przykładowym rysunku poniżej. Wzrost i spadek wskazań manometru pod wpływem przyłożonego ciśnienia( histereza) 200 180 160 140 20 100 80 60 40 20 = = =roshący malejący = 0 20 40 60 80 100 20 140 160 180 200 Przyłożone ciśnienie [kPa] Rys 3. Histereza manometru * Wykonaj wykresy obrazujące błąd pomiaru ciśnienia manometrem przy narastaniu i obniżaniu ciśnienia (na jednym wykresie różnicując linie) oraz błąd średni jak na przykładowym rysunku poniżej. Błąd średni 4 z3 5 EB s2 3 JE m 1 o 0 50 100 150 200 Przyłożone ciśnienie [kPa] Rys 4. Wykres błędu średniego przyrządu Błąd przy narastającym i obniżanym ciśnieniu 3,5 3 —roshący ZE — malejący G 3 Z w a o 50 100 150 200 Przyłożone ciśnienie [kPa] Rys 5. Wykres obrazujcy błąd pomiaru manometru przy narastaniu i obniżaniu ciśnienia. 3. Analiza błędów pomiaru. Błąd względny waha się od 0,71 do 0,11%. Przy malejącym ciśnieniu przy zerze błąd pomiaru wynosi 100%, nie powinno brać się go pod uwagę licząc błąd względny średni. 4. Wnioski: Wyniki wykonane przez nas są bardzo zbliżone do ciśnienia przyłożonego do tłoczyska. Wartość średnia błędu względnego średniego wynosi 1,17%, dlatego błędy które powstały przy pomiarach mogły być spowodowane wykonaniem tylko jednego pomiaru, lub z tego że sprzęt laboratoryjny użyty do pomiarów mógł być rozkalibrowany czyli wykracza poza granice pomiaru i w takim przypadku trzeba przeprowadzić kalibracje czyli (proces dopasowywania parametrów urządzenia do warunków pracy) Literatura: 1. Kołodziejczyk L., Rubik M., Mańkowski S.: „Pomiary w inżynierii sanitarnej”, Arkady, Warszawa, 1974r. 2. Kotlewski F.: „Pomiary w technice cieplnej”, Wydawnictwa Naukowo — Techniczne, Warszawa, 1974r. 3. Pomiary cieplne cz. 1: Praca pod redakcją T. Fodemskiego, WNT, Warszawa 1993.