Politechnika Szczecińska KATEDRA TECHNIKI CIEPLNEJ LABORATORIA Z PODSTAW TECHNIKI CIEPLEJ SPRAWOZDANIE
Ćwiczenie Nr:	Temat: Pomiar ciśnień i cechowanie manometrów i indykatorów
Data wyk. ćw.	Data złożenia sp.		Ocena	Nazwisko i Imię
Prowadzący ćwiczenie		Podpis	Rok akad.	Semestr	Grupa lab.

1.Cel ćwiczenia

• poznanie metod pomiarów ciśnienia

• zapoznanie się z przyrządami do pomiaru ciśnienia

• zapoznanie się z metodami cechowania manometrów i indykatorów

2.Podstawowe pojęcia

• ciśnieniem nazywamy parcie siły F działającej równomiernie na powierzchnię A

p = F/A

Jednostką ciśnienia w układzie SI jest N/m² jest to równe 1 Pa.

1N/m² = 1,01972*10^-1 kg/m² = 1,0972*10^-5 at

Słup cieczy o gęstości ρ [kg/m³], którego wysokość h [m], a przekrój A [m²] posiada ciężar h*ρ*g*A [N]. Stąd ciśnienie wywierane na podstawę wynosi:

p = h*ρ*g [N/m²]

1 mmH₂O = 9,81 Pa

3.Opis i klasyfikacja przyrządów do pomiaru ciśnienia

1. klasyfikacja według zasady działania:

• hydrostatyczne

• sprężynowe

• tłokowe

• elektryczne

2. klasyfikacja według przeznaczenia

• służące do pomiaru ciśnienia absolutnego

• służące do pomiaru nadciśnienia, podciśnienia

• służące do pomiaru różnicy ciśnienia

3. opis i zasada działania

• Mikromanometr Recknagla

Jest to manometr z rurką pochyłą. Do ustawienia jej kąta φ służą 3 lub 4 położenia przez co zmieniamy zakres pomiaru i dokładność odczytu, który dla różnych pochyleń rurki należy przemnożyć przez przełożenie. Błąd pomiaru maleje wraz ze zmniejszeniem się kąta φ, ale może również wzrosnąć na skutek złego ustawienia przyrządu.

• Mikromanometr kompensacyjny Askania

Przeznaczony jest do pomiaru małych wysokości słupa cieczy z dużą dokładnością. Wewnątrz naczynia znajduje się złoty kolec w kształcie trójkąta, gdy lustro cieczy naczyniu dotknie kolca, wówczas kolec wraz z swym odbiciem w lustrze cieczy daje obraz. Obraz ten obserwuje się z zwierciadle. Pomiar przy pomocy manometru kompensacyjnego odbywa się w sposób następujący:

Przyrząd ustawia się wg poziomnicy, zaś wskaźnik na zero. Przy króćcach połączonych z atmosferą doprowadzamy do zetknięcia się kolca w powierzchnią cieczy przez podnoszenie lub opuszczanie naczynia śrubą tub przez dolewanie wody. Następnie doprowadzamy ciśnienie większe do króćca 1 mniejsze zaś do króćca 2. Na skutek tego poziom wody w naczyniu opadnie, w celu przywrócenia pierwotnego położenia poziomu względem kolca należy podnosić naczynie przez pokręcanie głowicą aż do zaobserwowania w lustrze obrazu. Wysokość na jaką należało podnieść naczynie aby skompensować mierzoną różnicę ciśnień odczytuje się na podziałce.

• Manometry tłokowe

Stosuje się je do pomiaru wysokich ciśnień, a także do cechowania manometrów sprężynowych. W przyrządach tych, ciśnienie określa się na zasadzie równowagi statycznej tłoka ruchomego w cylindrze, na który z jednej strony działa parcie cieczy (z reguły oleju) wywołane mierzonym ciśnieniem, z drugiej zaś znana siła od ciężaru.

Ciśnienie panujące w cylindrze określa się z pominięciem tarcia. Błąd przyrządu zależy więc od dokładności z jaką określono siłę F, oaz czynny przekrój tłoka. Źródłem błędu w manometrach tłokowych jest również tarcie tłoka w cylindrze.

Ciśnienie określa się ze wzoru:

P = F/A

Gdzie: A - czynna powierzchnia tłoka

F - siła pochodząca od ciężaru obciążników i tłoka

Wyniki cechowania mikromanometru Askania za pomocą wagi dzwonowej

	Waga dzwonowa		Mikromanometr Askania		Mikromanometr Askania
			Odczyt przy ciśnieniu		Błąd bezwzględny przy ciśnieniu
Lp.	Obciążenie	Ciśnienie	rosnącym	malejącym	rosnącym	malejącym
	20G=mmH2O	mmH2O	mmH2O	mmH2O	mmH2O	mmH2O
1	200	10	10,04	10,21	0,04	0,21
2	400	20	20,18	20,16	0,18	0,16
3	600	30	30,15	30,19	0,15	0,19
4	800	40	40,22	40,21	0,22	0,21
5	1000	50	50,19	50,12	0,19	0,12
6	1200	60	60,21	60,22	0,21	0,22
7	1400	70	70,15	70,18	0,15	0,18
8	1600	80	80,22		0,22

Wyniki obliczania i cechowania manometru Recknagla za pomocą wagi dzwonowej

	Waga dzwonowa		Mikromanometr Recknagla				Mikromanometr Recknagla
			Wychylenie l przy ciśnieniu:		Wartość p przy ciśnieniu:		Błąd bezwzględny przy ciśnieniu
Lp.	obciążenie	ciśnienie	rosnącym	malejącym	rosnącym	malejącym	rosnącym	malejącym
	20G=1mmH2O	mmH2O	mm	mm	mmH2O	mmH2O	mmH2O	mmH2O
1	200	10	23	23	9,400	9,400	0,600	0,600
2	400	20	47	47	19,300	19,300	0,700	0,700
3	600	30	71	71	29,100	29,100	0,900	0,900
4	800	40	95	95	38,900	38,900	1,100	1,100
5	1000	50	118	118	48,300	48,300	1,700	1,700
6	1200	60	142	142	57,900	57,900	2,100	2,100
7	1400	70	166	166	67,900	67,900	2,100	2,100
8	1600	80	190	---------------	77,800	----------------	2,200	----------------

h_d1 = 0,5*23*10^-3 = 0,0115 m

h_w = 0,0115*820/928 = 0,0094 m

p = 0,0094*998*9,81/9,806 = 9,4 mmH₂O

h_d2 = 0,5*47*10^-3 = 0,0235 m

h_w = 0,0235*820/998 = 0,0193 m

p = 0,0193*998*9,81/9,806 = 19,3 mmH₂O

h_d3 = 0,5*71*10^-3 = 0,0355 m

h_w = 0,355*820/998 = 0,0291 m

p = 0,0291*998*9,81/9,806 = 29,1 mmH₂O

h_d4 = 0,5*95*10^-3 = 0,0475 m

h_w = 0,0475*820/998 = 0,039 m

p = 0,039*998*9,81*9,806 = 38,9 mmH₂O

h_d5 = 0,5*118*10^-3 = 0,059 m

h_w = 0,059*820/998 = 0,0484 m

p = 0,0484*998*9,81/9,806 = 48,3 mmH₂O

h_d6 = 0,5*142*10^-3 = 0,071 m

h_w = 0,071*820/998 = 0,058 m

p = 0,058*998*9,81/9,806 = 57,9 mmH₂O

h_d7 = 0,5*166*10^-3 = 0,083 m

h_w = 0,083*820/998 = 0,068 m

p = 0,068*998*9,81/9,806 = 67,89 mmH₂O

h_d8 = 0,5*190*10^-3 = 0,095 m

h_w = 0,095*820/998 = 0,078 m

p = 0,078*998*9,81/9,806 = 77,8 mmH₂O

Obliczanie błędu bezwzględnego:

Δp = p_w - p_u

1. Δp = 10 - 9,4 = 0,6

2. Δp = 20 - 19,3 = 0,7

3. Δp = 30 - 29,1 = 0,9

4. Δp = 40 - 38,9 = 1,1

5. Δp = 50 - 48,3 = 1,7

6. Δp = 60 - 57,9 = 2,1

7. Δp = 70 - 67,9 = 2,1

8. Δp = 80 - 77,8 = 2,2

Obliczanie błędu maksymalnego:

• zakres pomiarowy 0-785 Pa

• 0,5%

δ = ± (zakres * klasa)/100 = ± (785*0,5)/100 = ± 3,925 Pa = ± 0,4 mmH₂O

Dane dla mikrometra Recknagla:

znak - PS

Numer - 026600143

Przełożenie - 0,5

Zakres pomiarowy - 0-785 Pa

Klasa przyrządu - 0,5%

4.Wnioski

Punkty mieszczą się w pasie błędów, co oznacza że zakres mikromanometru Recknagla został dobrany prawidłowo.

Natomiast wyniki uzyskane na mikromanometrze kompensacyjnym Askania nie zawierają się w pasie błędów i mają duże rozbieżności. Tak duże błędy mogły być spowodowane złym wypoziomowaniem przyrządu.

---