Тарировка микроманометра

Специальная лабораторная работа №1

ТАРИРОВКА МИКРОМАНОМЕТРА

Цель работы:

1. Приобретение навыков обращения с микроманометрами, ознакомление с инструкцией по их использованию и оценка погрешности измерений;
2. Тарировка микроманометра по эталонному прибору.

Краткое теоретическое введение

Одним из основных измерений в экспериментальной аэродинамике является измерение избыточного давления в потоке воздуха, т.е. разницы между статическим давлением в потоке и атмосферным давлением. Важнейшим измерением является также измерение разности между полным и статическим давлением потока. Кроме этих измерений, на практике часто приходится проводить определение и других разностей давлений. Все эти измерения выполняются при помощи микроманометров [3, 4].[pic 1]

Рис. 1. Схема микроманометра с наклонной трубкой

Микроманометры являются переносными приборами. На рис.1. дана схема микроманометра с наклонной стеклянной измерительной трубкой. Наклон измерительной трубки сделан в приборе с целью уменьшения погрешности измерений. В качестве рабочей жидкости в микроманометрах этого типа применяют этиловый спирт, который заливают в широкий сосуд столько, чтобы уровень его в наклонной трубке находился против нулевой отметки шкалы.

Для измерения давления в каком-либо объекте его присоединяют с помощью резиновой трубки к широкому сосуду манометра (+), а для измерения разряжения – к наклонной трубке (-).

Пусть под действием давления уровень жидкости в трубке, наклоненной под углом α к горизонтальной плоскости, поднимется, и длина столба жидкости в наклонной трубке будет [pic 2]. Это будет соответствовать поднятию жидкости в узкой трубе по вертикали на высоту

[pic 3].                        (1)

Одновременно уровень жидкости в широком сосуде опустится на h2. Тогда разность высот уровней рабочей жидкости в приборе, уравновешивающая измеряемую величину, будет равна:

[pic 4].                                (2)

Если [pic 5] и [pic 6] - соответственно площадь сечения наклонной трубки и сосуда, то

[pic 7],                                (3)

т.е. объем [pic 8] жидкости, заключенный в наклонной трубке, равен объему [pic 9] жидкости, вытесненной из широкого сосуда. Подставив в уравнение (2) h1 и h2 из уравнений (1) и (3), получим:

[pic 10].                        (4)

Если ρ - плотность рабочей жидкости в кг/м3; g - местное ускорение свободного падения в м/с2, a h и n выражены в м., то значение измеряемого давления в Па рассчитывают по формуле

[pic 11]    (5)

где [pic 12]- удельный вес жидкости в манометре.

С помощью микроманометров давление обычно измеряют в кгс/м2. В этом случае уравнение (5) принимает вид:

[pic 13],                (6)

где 0,102 - множитель для перевода значения давления, выраженного в Па, в значение, выраженное в кгс/м2.

Если в уравнении (6) принять 0,102 g = 1,000 ± 0,001, то получим:

[pic 14],                (7)

где n – число делений по шкале прибора, ρ - плотность спирта в г/см3; k - постоянная прибора в кгс/м2  :

[pic 15].                    (8)