Politechnika Białostocka

WYDZIAŁ MECHANICZNY

Sprawozdanie z zajęć laboratoryjnych

Temat ćwiczenia: Cechowanie manometru o pochyłej rurce. Eliminowanie błędu naczyniowego.

Numer ćwiczenia: 1

Laboratorium z przedmiotu:

MECHANIKA PŁYNÓW

Rodzaj studiów: dzienne

Kierunek studiów:

Semestr: III

Grupa laboratoryjna:

Prowadzący ćwiczenia:

A. Dudar

1. Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z zasadą działania manometrów hydrostatycznych,

w szczególności naczyniowych, oraz ze sposobami eliminowania tzw. błędu naczyniowego.

1. Opis stanowiska pomiarowego

Manometrem badanym jest mikromanometr KIMO. Manometrem wzorcowym jest mikromanometr Ascania. Manometr badany i wzorcowy są ze sobą połączone układem przewodów. Ciśnienie zadawane jest strzykawką lekarską.

Wielkościami mierzonymi bezpośrednio są: wartość ciśnienia odczytywana wprost ze

skali manometru KIMO raz wysokość wzniosu h naczyńka manometru wzorcowego Ascania.

1. Metodyka pomiarów jest następująca:

– przygotować protokół i tabelki pomiarowe,

– określić zakresy mierzonego ciśnienia dla obu gałęzi manometru KIMO,

– wypoziomować i wyzerować manometry,

– podzielić zakres pomiarowy manometru badanego na 7 podzakresów (w przypadku

badania manometru KIMO należy sprawdzać osobno dolną i górną gałęź rurki pomiarowej),

– na śrubie mikrometrycznej manometru Ascania ustawić zadaną wartość ciśnienia,

– zadane ciśnienie zadaje się strzykawką lekarską,

– odczytać wskazanie manometru badanego,

– czynności powyższe powtórzyć przynajmniej sześciokrotnie dla ciśnień rosnących i

malejących.

1. Zestawienie i analiza wyników badań:

Lp.	h [mmH2O]	l [mmH2O]	l śr. [mmH2O]	pw [Pa]	pb [Pa]	δpw$= \frac{p_{w}}{p_{w}}$ [%]	δpb$= \frac{p_{b}}{p_{b}}$ [%]	∆ pw [Pa]	∆pb [Pa]
1	5	4,5	4,65	48,92	45,50	0,4	4,3	0,196	1,96
2		4,8
3	10	9,7	9,6	97,85	93,93	0,2	2,08	0,196	1,96
4		9,5
5	15	14,4	14,3	146,77	139,92	0,13	1,4	0,196	1,96
6		14,2
7	30	28,9	28,85	293,54	282,29	0,07	1,7	0,196	4,89
8		28,8
9	40	39	38,85	391,39	380,13	0,05	1,29	0,196	4,89
10		38,7
11	50	48,8	48,9	489,23	478,47	0,04	1,02	0,196	4,89
12		49
13	60	58,6	58,75	587,08	574,85	0,03	0,85	0,196	4,89
14		58,9
15	70	68,8	68,75	684,93	672,70	0,03	0,73	0,196	4,89
16		68,7
17	80	78,9	78,75	782,77	770,54	0,03	0,63	0,196	4,89
18		78,6
19	90	88,5	88,5	880,62	865,94	0,02	0,56	0,196	4,89
20		88,5
21	100	98,8	98,8	978,47	966,73	0,02	0,51	0,196	4,89

Gęstość wody w temperaturze otoczenia $\rho_{w(23,5)} = 997,4185\frac{\text{kg}}{m^{3}}$

∆l₁=0,2 [mm]

∆l₂=0,5 [mm]

∆h=0,02 [mm]

1. Obliczenia:

pw = ρ g h

pw1 = 997, 41859, 81510⁻³=48,92 [Pa]

pb = ρ g l

pb1 = 997, 41859, 814, 6510⁻³=45,5 [Pa]

∆pb= ρm g∆l,(l₁ dla wartości l od 0 do 15, l₂ dla wartości l od 20 do 100)

∆pb1 = 997, 41859, 810, 210⁻³=1,96 [Pa]

∆pb4 = 997, 41859, 810, 510⁻³=4,89 [Pa]

∆pw = ρm g∆h

∆pw = 997, 41859, 810, 0210⁻³=0,196 [Pa]

δp_w$= \frac{p_{w}}{p_{w}}$

δp_w1$= \frac{0,196\ \ }{48,92} 100\% = 0,40\ \lbrack\%\rbrack$

δp_b$= \frac{p_{b}}{p_{b}}$

δp_b1$= \frac{1,96\ }{45,5} 100\% = 4,3\ \lbrack\%\rbrack$

δp_b4$= \frac{4,89\ }{282,29} 100\% = 1,7\ \left\lbrack \% \right\rbrack$

Obliczenia dla pozostałych danych należy wykonać według podanego wyżej schematu.

0, 9904 = 44, 720 - kąt pochylenia wykresu

α = 45⁰ − 44, 72⁰ = 0, 28⁰− wartość liczbowa kąta o jaką należy zmienić kąt pochylenia rurki, by wskazania badanego manometru były dokładne

5. Wnioski:

Podczas ćwiczeń wyzerowaliśmy manometr według poleceń prowadzącego. Dane odczytane przez nas mogą być niedokładne ze względu na nieprecyzyjne przyrządy pomiarowe (podziałka rurki), działanie czynników zewnętrznych (brudna rurka manometru), a także przez orientacyjne odczytanie wyników przez nasz narząd wzroku. Według obliczeń należy przemieścić rurkę o 0, 28⁰ , aby wskazania badanego manometru były dokładne.

Ponadto z tabeli możemy wywnioskować, że im bardziej pionowo ustawiona była rurka, tym większa była wartość błędów pomiarowych. Większe pochylenie rurki w dolnym zakresie pomiarowym pozwala na pomiar bardzo małego ciśnienia z dużą dokładnością, natomiast zmniejszenie pochylenia w zakresie górnym - na powiększenie zakresu pomiarowego manometru. Moim zdaniem manometr Ascania może być zastosowany jako manometr wzorcowy, ponieważ jest bardzo dokładny (dokładność pomiaru wynosi 0.2 ÷ 0.5Pa).