Termómetro líquido técnico. Manómetros: principio de funcionamiento Tipos y funcionamiento

Un termómetro líquido es un dispositivo para medir la temperatura de los procesos tecnológicos utilizando un líquido que reacciona a los cambios de temperatura. Los termómetros de líquidos son bien conocidos por todos en la vida cotidiana: para medir temperatura ambiente o la temperatura del cuerpo humano.

Los termómetros de líquido constan de cinco partes principales, estas son: el bulbo del termómetro, el líquido, el tubo capilar, la cámara de derivación y la escala.

El bulbo del termómetro es la parte donde se coloca el líquido. El líquido reacciona a los cambios de temperatura subiendo o bajando por el tubo capilar. Un tubo capilar es un cilindro estrecho a través del cual se mueve el líquido. A menudo, el tubo capilar está equipado con una cámara de derivación, que es una cavidad por donde entra el exceso de líquido. Si no hay una cámara de derivación, luego de llenar el tubo capilar se creará suficiente presión para destruir el tubo si la temperatura continúa aumentando. La escala es la parte de un termómetro de líquido que se utiliza para tomar lecturas. La escala está calibrada en grados. La escala se puede fijar en el tubo capilar o se puede mover. La escala móvil permite ajustarla.

El principio de funcionamiento de un termómetro de líquido.

El principio de funcionamiento de los termómetros de líquidos se basa en la propiedad de los líquidos de contraerse y expandirse. Cuando se calienta un líquido, por lo general se expande; el líquido en el bulbo del termómetro se expande y sube por el tubo capilar, lo que indica un aumento de la temperatura. Por el contrario, cuando un líquido se enfría, suele contraerse; el líquido en el tubo capilar de un termómetro para líquidos disminuye y, por lo tanto, indica una disminución de la temperatura. En el caso de que haya un cambio en la temperatura medida de una sustancia, entonces se transfiere calor: primero de la sustancia cuya temperatura se mide a la bola del termómetro, y luego de la bola al líquido. El líquido reacciona a los cambios de temperatura subiendo o bajando por el tubo capilar.

El tipo de líquido utilizado en un termómetro de líquido depende del rango de temperaturas medidas por el termómetro.

Mercurio, -39-600°C (-38-1100°F);
Aleaciones de mercurio, -60-120°C (-76-250°F);
Alcohol, -80-100°C (-112-212°F).

Termómetros líquidos de inmersión parcial

Muchos termómetros líquidos están diseñados para colgarse en una pared con toda la superficie del termómetro en contacto con la sustancia que se mide. Sin embargo, algunos termómetros de líquidos industriales y de laboratorio están diseñados y calibrados para sumergirse en líquido.

De los termómetros utilizados de esta forma, los más utilizados son los termómetros de inmersión parcial. Para obtener lecturas precisas con un termómetro de inmersión parcial, sumerja el bulbo y el tubo capilar solo hasta esta línea.

Los termómetros de inmersión parcial se sumergen hasta la marca para compensar los cambios en la temperatura del aire ambiente que pueden afectar el líquido dentro del tubo capilar. Si es probable que haya cambios en la temperatura ambiente (cambios en la temperatura del aire alrededor del termómetro), pueden causar la expansión o contracción del líquido dentro del tubo capilar. Como resultado, las lecturas se verán afectadas no solo por la temperatura de la sustancia que se está midiendo, sino también por la temperatura del aire ambiente. La inmersión del tubo capilar hasta la línea marcada elimina el efecto de la temperatura ambiente en la precisión de las lecturas.

En la producción industrial, a menudo es necesario medir las temperaturas de las sustancias que pasan a través de tuberías o contenedores. Medir la temperatura en estas condiciones crea dos problemas para los fabricantes de instrumentos: cómo medir la temperatura de una sustancia cuando no hay acceso directo a esa sustancia o líquido, y cómo sacar un termómetro de líquido para inspección, verificación o reemplazo sin detenerse. proceso tecnológico. Ambos problemas se eliminan si se utilizan canales de medición para introducir termómetros.

El canal de medición para la entrada del termómetro es un canal en forma de tubería que está cerrado en un extremo y abierto en el otro. El canal de medición está diseñado para contener el bulbo de un termómetro de líquido y así protegerlo de sustancias que pueden causar corrosión, sustancias venenosas o bajo presión alta. Cuando se utilizan canales de medición para introducir termómetros, el intercambio de calor tiene lugar en forma de contacto indirecto (a través del canal de medición) de la sustancia cuya temperatura se mide y la esfera del termómetro. Los canales de medición son un sello para Alta presión sanguínea e impedir que el líquido, cuya temperatura se está midiendo, se escape al exterior.

Los canales de medición están hechos en tamaños estándar para que puedan usarse con varios tipos de termómetros. Cuando el termómetro está instalado en el canal de medición, su bola se inserta en el canal y se enrosca una tuerca sobre el termómetro para asegurar el termómetro.

El principio de funcionamiento se basa en equilibrar la presión medida o la diferencia de presión con la presión de la columna de líquido. Poseen un dispositivo simple y alta precisión de medición, son ampliamente utilizados como instrumentos de laboratorio y calibración. Los manómetros líquidos se dividen en: en forma de U, campana y anular.

en forma de U. El principio de funcionamiento se basa en la ley de los vasos comunicantes. Los hay bitubo (1) y monotubo copa (2).

1) es un tubo de vidrio 1, montado en un tablero 3 con escala y lleno de líquido barrera 2. La diferencia de nivel en los codos es proporcional a la caída de presión medida. "-" 1. una serie de errores: debido a la inexactitud en la lectura de la posición del menisco, cambios en el cerco T. medio, fenómenos de capilaridad (eliminados por la introducción de modificaciones). 2. la necesidad de dos lecturas, lo que conduce a un aumento del error.

2) representación es una modificación de dos tubos, pero una rodilla se reemplaza por un vaso ancho (copa). Bajo la acción de un exceso de presión, el nivel de líquido en el recipiente disminuye y en el tubo aumenta.

Flotador en forma de U Los manómetros diferenciales son similares en principio a los manómetros de copa, pero para medir la presión utilizan el movimiento de un flotador colocado en una copa cuando cambia el nivel del líquido. Por medio del dispositivo de transmisión, el movimiento del flotador se convierte en el movimiento de la flecha indicadora. Límite de medida ancho "+". Principio de operación líquido manómetros se basa en la ley de Pascal: la presión medida se equilibra con el peso de la columna de fluido de trabajo: P = derecho. Se componen de un reservorio y un capilar. El agua destilada, el mercurio y el alcohol etílico se utilizan como fluidos de trabajo. Se aplican para las medidas de las presiones superfluas pequeñas y el vacío, la presión barométrica. Son de diseño simple, pero no hay transmisión remota de datos.

A veces, para aumentar la sensibilidad, el capilar se coloca en un cierto ángulo con respecto al horizonte. Entonces: P = ρgL Sinα.

EN deformación Los manómetros se utilizan para contrarrestar la deformación elástica del elemento sensible (SE) o la fuerza desarrollada por él. Hay tres formas principales de SE que se han generalizado en la práctica de la medición: resortes tubulares, fuelles y membranas.

resorte tubular(resorte manométrico, tubo de Bourdon): un tubo de metal elástico, uno de cuyos extremos está sellado y tiene la capacidad de moverse, y el otro está rígidamente fijo. Los resortes tubulares se utilizan principalmente para convertir la presión medida aplicada al interior del resorte en un movimiento proporcional de su extremo libre.

El resorte tubular de bobina simple más común es un tubo doblado a 270° con una sección transversal ovalada o elíptica. Bajo la influencia del exceso de presión aplicado, el tubo se desenrolla y bajo la acción del vacío se retuerce. Esta dirección de movimiento del tubo se explica por el hecho de que bajo la influencia de una sobrepresión interna, el eje menor de la elipse aumenta, mientras que la longitud del tubo permanece constante.

La principal desventaja de los resortes considerados es un pequeño ángulo de rotación, que requiere el uso de mecanismos de transmisión. Con su ayuda, el movimiento del extremo libre del resorte tubular en varios grados o milímetros se convierte en un movimiento angular de la flecha de 270 a 300 °.

La ventaja es una característica estática cercana a la lineal. La principal aplicación son los instrumentos indicadores. Rangos de medición de manómetros de 0 a 10 3 MPa; vacuómetros - de 0,1 a 0 MPa. Clases de precisión del instrumento: de 0,15 (ejemplar) a 4.

Los resortes tubulares están hechos de latón, bronce, acero inoxidable.

Fuelle. Fuelle: una copa de metal de paredes delgadas con ondulaciones transversales. El fondo del vaso se mueve por presión o fuerza.

Dentro de los límites de la linealidad de la característica estática del fuelle, la relación entre la fuerza que actúa sobre él y la deformación causada por él permanece constante. y se llama la rigidez del fuelle. Los fuelles están hechos de bronce de varios grados, acero al carbono, acero inoxidable, aleaciones de aluminio, etc. Los fuelles se fabrican en serie con un diámetro de 8–10 a 80–100 mm y un espesor de pared de 0,1–0,3 mm.

membranas. Distinguir las membranas elásticas y elásticas. Una membrana elástica es una placa plana u ondulada redonda flexible capaz de desviarse bajo presión.

La característica estática de las membranas planas varía de forma no lineal al aumentar. presión, por lo tanto, una pequeña parte de la carrera posible se utiliza como área de trabajo. Las membranas corrugadas se pueden utilizar con deflexiones más grandes que las planas, ya que tienen una no linealidad significativamente menor de la característica. Las membranas están hechas de varios grados de acero: bronce, latón, etc.

QUEMADOR DE PRECÁMARA

Quemador de precámara: dispositivo que consiste en un colector de gas con orificios para la salida del gas, un monobloque con canales y una precámara refractaria de cerámica, colocada sobre el colector, en la que se mezcla el gas con el aire y se quema la mezcla gas-aire. El quemador de precámara está diseñado para quemar gas natural en los hornos de calderas seccionales de fundición, secadores y otras instalaciones térmicas que funcionan con un vacío de 10-30 Pa. Los quemadores de precámara están ubicados en el hogar del horno, por lo que buenas condiciones para una distribución uniforme de los flujos de calor a lo largo del horno. Los quemadores de precámara pueden funcionar a baja y media presión de gas. El quemador de precámara consta de un colector de gas ( tubo de acero) con una fila de salidas de gas. Según la potencia térmica, el quemador puede tener 1,2 o 3 colectores. Sobre el colector de gas se instala un monobloque cerámico sobre un marco de acero, formando una serie de canales (mezcladores). Cada salida de gas tiene su propio mezclador cerámico. El chorro de gas, que sale de los orificios colectores, expulsa del 50 al 70% del aire necesario para la combustión, el resto del aire entra debido a la rarefacción en el horno. Como resultado de la eyección, se intensifica la formación de la mezcla. En los canales, la mezcla se calienta y cuando sale, comienza a arder. Desde los canales, la mezcla de combustión ingresa a la antecámara, en la que se quema el 90-95% del gas. La antecámara es de ladrillo refractario; parece una hendidura. La poscombustión del gas tiene lugar en el horno. Altura de la llama - 0,6-0,9 m, coeficiente de exceso de aire a - 1,1...1,15.

Los compensadores están diseñados para suavizar (compensar) los alargamientos de temperatura de las tuberías de gas, para evitar la ruptura de la tubería, para facilitar la instalación y el desmontaje de los accesorios (bridas, válvulas de compuerta).

Un gasoducto con una longitud de 1 km de diámetro promedio, cuando se calienta 1 ° C, se alarga 12 mm.

Los compensadores son:

· Lente;

· en forma de U;

· En forma de lira.

Compensador de lentetiene una superficie ondulada, que cambia su longitud, dependiendo de la temperatura del gasoducto. El compensador de lentes está hecho de semilentes estampados mediante soldadura.

Para reducir la resistencia hidráulica y evitar obstrucciones, se instala un tubo guía dentro del compensador, soldado a la superficie interna del compensador desde el lado de entrada de gas.

La parte inferior de las semilentes está rellena de betún para evitar la acumulación de agua.

Al instalar el compensador en horario de invierno, necesita ser estirado un poco, y en Hora de verano– por el contrario, comprimir con tuercas de acoplamiento.

en forma de Uen forma de lira

compensador compensador

Los cambios en la temperatura del medio que rodea el gasoducto provocan cambios en la longitud del gasoducto. Para una sección recta de un gasoducto de acero de 100 m de largo, el alargamiento o acortamiento con un cambio de temperatura de 1 ° es de aproximadamente 1,2 mm. Por lo tanto, en todos los gasoductos después de las válvulas, contando con el flujo de gas, se deben instalar compensadores de lentes (Fig. 3). Además, durante el funcionamiento, la presencia de un compensador de lentes facilita la instalación y el desmontaje de las válvulas de compuerta.

Al diseñar y construir gasoductos, se esfuerzan por reducir el número de compensadores instalados en uso máximo la autocompensación es aproximada: cambiando la dirección de la ruta tanto en planta como en perfil.

Arroz. 3. Compensador de lente 1 - brida; 2 tubos; 3 - camisa; 4 - media lente; 5 - pata; 6 - costilla; 7 - empuje; 8 - tuerca

El principio de funcionamiento de un manómetro líquido.

En la posición inicial, el agua en los tubos estará al mismo nivel. Si se aplica presión a la película de goma, el nivel de líquido en una rodilla del manómetro disminuirá y, por lo tanto, aumentará en la otra.

Esto se muestra en la imagen de arriba. Presionamos la película con el dedo.

Cuando presionamos sobre la película, la presión del aire que está en la caja aumenta. La presión se transmite a través del tubo y llega al líquido, desplazándolo. Cuando el nivel en este codo disminuya, el nivel de líquido en el otro codo del tubo aumentará.

Por la diferencia en los niveles de líquido, será posible juzgar la diferencia en la presión atmosférica y la presión que se ejerce sobre la película.

La siguiente ilustración muestra cómo usar un manómetro de líquido para medir la presión en un líquido a varias profundidades.

Manómetro de diafragma

En un manómetro de membrana, el elemento elástico es una membrana, que es una placa de metal corrugado. La desviación de la placa bajo la presión del líquido se transmite a través del mecanismo de transmisión al puntero del instrumento, deslizándose a lo largo de la escala. Los dispositivos de membrana se utilizan para medir la presión hasta 2,5 MPa, así como para medir el vacío. En ocasiones se utilizan dispositivos con salida eléctrica, en los que la salida recibe una señal eléctrica proporcional a la presión a la entrada del manómetro.

En los manómetros de líquido, la presión medida se equilibra con la presión de la columna de líquido.

Los manómetros de líquido más simples consisten en un tubo de vidrio en forma de U y una escala rectilínea con divisiones uniformes.

La división más pequeña de la escala es de 1 mm. La escala suele tener dos lados con una marca cero en el medio. Ambos extremos del tubo están llenos de líquido hasta cero.

Principio de operación

Cuando se aplica presión a un extremo del tubo, el líquido fluye y la diferencia en los niveles de líquido es visible a través del vidrio. La diferencia de niveles, expresada en milímetros, da el valor de la presión medida.

Si se vierte mercurio en el tubo, el valor de la presión se expresará en milímetros. columna de mercurio. manómetro de presión

Al llenar el tubo con agua, la presión se medirá en milímetros de columna de agua.

Si el tubo se llena con otros líquidos, es necesario volver a calcular de acuerdo con la gravedad específica del líquido.

Entonces, por ejemplo, para convertir a milímetros de una columna de agua, debe multiplicar las lecturas del manómetro con un líquido dado por la gravedad específica del líquido, cuando se convierte a milímetros de mercurio, multiplique por la gravedad específica de este líquido y dividir por la gravedad específica del mercurio 13.6.

La diferencia en los diámetros de las partes izquierda y derecha del tubo no afecta el resultado de la medición. Tampoco es necesario llenar el tubo con líquido hasta un nivel que coincida exactamente con la marca cero en la escala, ya que solo se tiene en cuenta la diferencia de niveles por el número de divisiones de la escala al leer las lecturas.

Capítulo 2. MEDIDORES DE LÍQUIDO

Los temas del abastecimiento de agua para la humanidad siempre han sido muy importantes, y han adquirido especial relevancia con el desarrollo de las ciudades y la aparición en ellas de diferente tipo producciones Al mismo tiempo, el problema de medir la presión del agua, es decir, la presión necesaria no solo para garantizar el suministro de agua a través del sistema de suministro de agua, sino también para accionar varios mecanismos, se hizo cada vez más urgente. El honor del descubridor pertenece al mayor artista y científico italiano Leonardo da Vinci (1452-1519), quien fue el primero en utilizar un tubo piezométrico para medir la presión del agua en las tuberías. Desafortunadamente, su trabajo "Sobre el movimiento y la medición del agua" se publicó solo en el siglo XIX. Por lo tanto, generalmente se acepta que por primera vez un manómetro líquido fue creado en 1643 por los científicos italianos Torricelli y Viviaii, estudiantes de Galileo Galilei, quienes al estudiar las propiedades del mercurio colocado en un tubo descubrieron la existencia de presión atmosférica. . Así nació el barómetro de mercurio. Durante los siguientes 10 a 15 años en Francia (B. Pascal y R. Descartes) y Alemania (O. Guericke) se crearon varios tipos de barómetros líquidos, incluidos aquellos con relleno de agua. En 1652, O. Guericke demostró la gravedad de la atmósfera mediante un experimento espectacular con hemisferios bombeados, que no podían separar dos tiros de caballos (los famosos "hemisferios de Magdeburgo").

Un mayor desarrollo de la ciencia y la tecnología condujo a la aparición de una gran cantidad de manómetros líquidos. varios tipos, usado;: hasta ahora en muchas industrias: meteorología, aviación y tecnología de electrovacío, geodesia y exploración geológica, física y metrología, etc. Sin embargo, debido a una serie de características específicas del principio de funcionamiento de los manómetros de líquido, su gravedad específica es relativamente pequeño en comparación con otros tipos de manómetros y es probable que disminuya en el futuro. Sin embargo, al medir especialmente alta precisión en el rango de presión cercano a la presión atmosférica, siguen siendo indispensables. Los manómetros de líquidos no han perdido su importancia en otras áreas (micromanometría, barometría, meteorología y en la investigación física y técnica).

2.1. Los principales tipos de manómetros de líquidos y los principios de su funcionamiento.

El principio de funcionamiento de los manómetros de líquido se puede ilustrar con el ejemplo de un manómetro de líquido en forma de U (Fig. 4, un ), que consta de dos tubos verticales interconectados 1 y 2,

medio lleno de líquido. De acuerdo con las leyes de la hidrostática, con presiones iguales R yo y pág. 2 las superficies líquidas libres (meniscos) en ambos tubos se depositarán en nivel I-I. Si una de las presiones supera a la otra (R\ > pág. 2), entonces la diferencia de presión hará que el nivel de líquido en el tubo baje 1 y, en consecuencia, la subida en el tubo 2, hasta que se alcanza un estado de equilibrio. Al mismo tiempo, a nivel

II-P la ecuación de equilibrio tomará la forma

Ap \u003d pi -p 2 \u003d H R "g, (2.1)

es decir, la diferencia de presión está determinada por la presión de la altura de la columna de líquido H con una densidad de r.

La ecuación (1.6) desde el punto de vista de la medición de la presión es fundamental, ya que la presión está determinada en última instancia por las principales cantidades físicas: masa, longitud y tiempo. Esta ecuación es válida para todos los tipos de manómetros de líquidos sin excepción. Esto implica la definición de que un manómetro de líquido es un manómetro en el que la presión medida se equilibra con la presión de la columna de líquido formada bajo la acción de esta presión. Es importante recalcar que la medida de presión en manómetros de líquido es

la altura de la mesa líquida, fue esta circunstancia la que propició la aparición de las unidades de presión mm de agua. Art., mmHg Arte. y otras que se derivan naturalmente del principio de funcionamiento de los manómetros de líquidos.

Manómetro de líquido de copa (Fig. 4, b) consta de tazas interconectadas 1 y tubo vertical 2, con el área sección transversal las copas son sustancialmente más grandes que los tubos. Por lo tanto, bajo la influencia de la diferencia de presión Arkansas el cambio en el nivel del líquido en el vaso es mucho menor que el aumento en el nivel del líquido en el tubo: H\ = H r f/F, donde H ! - cambio en el nivel de líquido en la taza; H 2 - cambio en el nivel de líquido en el tubo; / - área de la sección transversal del tubo; F - área seccional de la copa.

Por lo tanto, la altura de la columna de líquido que equilibra la presión medida alto - alto x + H 2 = # 2 (1 + f/F), y la diferencia de presión medida

Pi - Rg = H 2 pag?-(1 +f/F ). (2.2)

Por lo tanto, con un coeficiente conocido k= 1 + f/f la diferencia de presión se puede determinar por el cambio en el nivel de líquido en un tubo, lo que simplifica el proceso de medición.

Manómetro de doble copa (Fig. 4, en) consiste en dos tazas conectadas con una manguera flexible 1 y 2 uno de los cuales está rígidamente fijo y el segundo puede moverse en la dirección vertical. Con presiones iguales R\ y pág. 2 tazas, y en consecuencia, las superficies libres del líquido están en el mismo nivel I-I. si un R\ > R 2 luego taza 2 aumenta hasta que se alcanza el equilibrio de acuerdo con la ecuación (2.1).

La unidad del principio de funcionamiento de los manómetros de líquidos de todo tipo determina su versatilidad en términos de la posibilidad de medir la presión de cualquier tipo: absoluta y relativa, y la diferencia de presión.

La presión absoluta se medirá si pág. 2 = 0, es decir, cuando el espacio por encima del nivel del líquido en el tubo 2 bombeado. Entonces la columna de líquido en el manómetro equilibrará la presión absoluta en el tubo

i,T.e.p a6c =tf p gramo.

Al medir la sobrepresión, uno de los tubos se comunica con la presión atmosférica, por ejemplo, p 2 \u003d p tsh. Si la presión absoluta en el tubo 1 más que la presión atmosférica (R i >p aT m)> entonces, de acuerdo con (1.6), la columna de líquido en el tubo 2 equilibrar el exceso de presión en el tubo 1 } es decir p y = H R gramo: Si, por el contrario, px < р атм, то столб жидкости в трубке 1 será una medida de la sobrepresión negativa p y = -H R gramo.

Al medir la diferencia entre dos presiones, cada una de las cuales no es igual a la presión atmosférica, la ecuación de medición es Ap \u003d p \ - p 2 - \u003d H -R "gramo. Como en el caso anterior, la diferencia puede tomar valores tanto positivos como negativos.

Una característica metrológica importante de los instrumentos de medición de presión es la sensibilidad del sistema de medición, que determina en gran medida la precisión de lectura durante las mediciones y la inercia. Para los instrumentos manométricos, la sensibilidad se entiende como la relación entre el cambio en las lecturas del instrumento y el cambio en la presión que lo provocó (u = AN/AR) . En general, cuando la sensibilidad no es constante en el rango de medición

norte = límite en Ar-*¦ 0, (2.3)

donde UN - cambio en las lecturas de un manómetro de líquido; Arkansas es el correspondiente cambio de presión.

Teniendo en cuenta las ecuaciones de medición, obtenemos: la sensibilidad de un manómetro en forma de U o de dos copas (ver Fig. 4, a y 4, c)

norte =(2A'a~>

sensibilidad del manómetro de la copa (ver Fig. 4, b)

R-gy \llF) ¦ (2 " 4 ’ 6)

Como regla general, para manómetros frecuentes F »/, por lo tanto, la disminución de su sensibilidad en comparación con los manómetros en forma de U es insignificante.

De las ecuaciones (2.4, un ) y (2.4, b) se sigue que la sensibilidad está completamente determinada por la densidad del líquido R, llenando el sistema de medición del dispositivo. Pero, por otro lado, el valor de la densidad del líquido según (1.6) determina el rango de medición del manómetro: cuanto más grande es, mayor es el límite superior de las mediciones. Así, el valor relativo del error de lectura no depende del valor de la densidad. Por lo tanto, para aumentar la sensibilidad y, por lo tanto, la precisión, se ha desarrollado una gran cantidad de dispositivos de lectura basados ​​en varios principios de funcionamiento, que van desde fijar a ojo la posición del nivel del líquido en relación con la escala del manómetro (error de lectura de aproximadamente 1 mm) y finalizando con el uso de los métodos de interferencia más precisos (error de lectura 0,1-0,2 µm). Algunos de estos métodos se pueden encontrar a continuación.

Los rangos de medición de los manómetros de líquido de acuerdo con (1.6) están determinados por la altura de la columna de líquido, es decir, las dimensiones del manómetro y la densidad del líquido. El líquido más pesado en la actualidad es el mercurio, cuya densidad es p = 1,35951 10 4 kg/m 3 . Una columna de mercurio de 1 m de altura desarrolla una presión de unos 136 kPa, es decir, una presión no mucho mayor que la presión atmosférica. Por lo tanto, al medir presiones del orden de 1 MPa, la altura del manómetro es proporcional a la altura de un edificio de tres pisos, lo que presenta importantes inconvenientes operativos, sin mencionar el excesivo volumen de la estructura. Sin embargo, se han realizado intentos de crear manómetros de mercurio ultra alto. El récord mundial se estableció en París, donde se montó un manómetro con una columna de mercurio de unos 250 m de altura, que corresponde a 34 MPa, sobre la base de las estructuras de la famosa Torre Eiffel. Actualmente, este manómetro ha sido desmantelado debido a su inutilidad. Sin embargo, continúa en servicio el manómetro de mercurio del Instituto Físico-Técnico de Alemania, único en sus características metrológicas. Este manómetro, montado en una torre de 10 plantas, tiene un límite superior de medida de 10 MPa con una precisión inferior al 0,005 %. La gran mayoría de los manómetros de mercurio tienen límites superiores del orden de 120 kPa y sólo ocasionalmente hasta 350 kPa. Cuando se miden presiones relativamente pequeñas (hasta 10-20 kPa), el sistema de medición de los manómetros líquidos se llena con agua, alcohol y otros líquidos ligeros. En este caso, los rangos de medición suelen ser de hasta 1-2,5 kPa (micromanómetros). Para presiones aún más bajas, se han desarrollado métodos para aumentar la sensibilidad sin el uso de dispositivos de lectura complejos.

Micromanómetro (Fig. 5), consiste en una copa yo que está conectado al tubo 2, instalado en un ángulo un al nivel horizontal

Yo-yo. Si con iguales presiones Pi y pág. 2 superficies del líquido en el vaso y el tubo estaban en el nivel I-I, entonces el aumento de presión en el vaso (R 1 > Pr) hará que el nivel de líquido en el vaso baje y suba en el tubo. En este caso, la altura de la columna de líquido H 2 y su longitud a lo largo del eje del tubo L2 estará relacionado por la relación H 2 \u003d L 2 pecado a.

Dada la ecuación de continuidad del fluido H, F \u003d segundo 2 /, no es difícil obtener la ecuación de medida para un micromanómetro

p t -p 2 \u003d N p "g \u003d L 2 Rh (sin + -), (2.5)

donde segundo 2 - mover el nivel de líquido en el tubo a lo largo de su eje; un - el ángulo de inclinación del tubo con respecto a la horizontal; el resto de las designaciones son las mismas.

La ecuación (2.5) implica que para el pecado un « 1 y f/f « 1 desplazamiento del nivel de líquido en el tubo excederá muchas veces la altura de la columna de líquido requerida para equilibrar la presión medida.

La sensibilidad del micromanómetro con un tubo inclinado de acuerdo con (2.5)

Como puede verse en (2.6), la máxima sensibilidad del micromanómetro con tubo horizontal (a = O)

es decir, en relación con las áreas de la copa y el tubo, más de en Manómetro en forma de U.

La segunda forma de aumentar la sensibilidad es equilibrar la presión con una columna de dos líquidos inmiscibles. El manómetro de dos copas (Fig. 6) está lleno de líquidos de modo que su límite

Arroz. 6. Micromanómetro de dos tazas con dos líquidos (p, > p 2)

sección estaba dentro de la sección vertical del tubo adyacente a la copa 2. Cuando pi = pag 2 presión en el nivel I-I

Hola Pi -H 2 R 2 (Pi>Р2)

Luego, al aumentar la presión en la taza 1 la ecuación de equilibrio se verá como

Ap=pt -p 2 =D#[(P1 -p 2) +f/F(Pi + Pr)] gramo, (2.7)

donde px es la densidad del líquido en el vaso 7; p 2 es la densidad del líquido en la taza 2.

Densidad aparente de una columna de dos líquidos.

Pico \u003d (Pi - P2) + f/f (Pi + Pr) (2.8)

Si las densidades Pi y p 2 tienen valores cercanos entre sí, a F/F". 1, entonces la densidad aparente o efectiva se puede reducir a p min = f/f (R i + p 2) = 2 p x f/f.

rr paquete * %

donde p k es la densidad aparente de acuerdo con (2.8).

Como antes, aumentar la sensibilidad de esta manera reduce automáticamente los rangos de medición del manómetro líquido, lo que limita su uso al área del micromanómetro™. Considerando también la gran sensibilidad de los métodos bajo consideración a la influencia de la temperatura durante mediciones precisas, por regla general, se utilizan métodos basados ​​en mediciones precisas de la altura de la columna de líquido, aunque esto complica el diseño de manómetros de líquido.

2.2. Correcciones a indicaciones y errores de manómetros líquidos

Es necesario introducir correcciones en las ecuaciones para medir manómetros de líquido, según su precisión, teniendo en cuenta las desviaciones en las condiciones de operación de las condiciones de calibración, el tipo de presión que se mide y las características del diagrama de circuito de manómetros específicos.

Las condiciones de operación están determinadas por la temperatura y la aceleración de caída libre en el sitio de medición. Bajo la influencia de la temperatura, tanto la densidad del líquido utilizado para equilibrar la presión como la longitud de la escala cambian. La aceleración de la gravedad en el lugar de las mediciones, por regla general, no corresponde a su valor normal, adoptado durante la calibración. Por lo tanto la presión

P = Rp }