Akademia Techniczno-Humanistyczna

Wydział Budowy Maszyn i Informatyki

Katedra Podstaw Budowy Maszyn

LABORATORIUM

MECHANIKI PŁYNÓW

Pomiar dużych ciśnień różnymi metodami.

Wzorcowanie manometrów.

Opracował: Zespół nr 3

Tomasz Nogawczyk

Paweł Majdak

Kamil Nowak

Wydział: Budowy Maszyn i Informatyki

Grupa: 2b

Semestr: 4

Rok akademicki: 2010/2011

1.Cel ćwiczenia:

Zapoznanie z metodyką pomiarów dużych ciśnień przy pomocy manometru z rurką Bourdona, a także ze sposobem wzorcowania manometrów przy użyciu manometru obciążnikowo-tłokowego.

2.Wstęp teoretyczny:

Ciśnienie - jest to wielkość skalarna określona jako wartość siły działającej prostopadle do powierzchni podzielona przez powierzchnię na jaką ona działa . Ciśnienie mówi nam o tym jak bardzo skupiona jest działająca siła na powierzchni na którą działa.

gdzie: p - ciśnienie (Pa),

F_n - składowa siły prostopadła do powierzchni (N),

S - powierzchnia (m²).

Jednostki:

Atmosfera techniczna: 1 at=1
=9,80665∙10⁴
=0,0981 MPa

Bar: 1 bar=10⁵ Pa

Tor (Wysokość słupa rtęci): 1 Tr=1 mmHg=133,32 Pa

Wysokość słupa wody: 1 mmH₂O=9,81 Pa

Manometr - to przyrząd do pomiaru ciśnień, dokładniej mówiąc mierzy on różnicę ciśnień. Wynik pomiaru to nadciśnienie bądź też podciśnienie. W celu zmierzenia ciśnienia, które jest niższe niż ciśnienie atmosferyczne z reguły stosujemy wakuometry.

3.Stanowisko i metodyka pomiaru :

Schemat manometru wyposażonego w rurkę Bourdona:

1 - koło zębate sprzężone z wskazówką (6); 2 - dźwignia zębata; 3 - oś obrotu dźwigni zębatej (2); 4 - cięgno; 5 - sprężysta rurka wychylająca się pod wpływem ciśnienia; 6 - wskazówka manometru; 7 - część chwytowa, umożliwiająca wkręcenie manometru w gniazdo montażowe; 8 - gwint.

W naszym ćwiczeniu sprawdzaliśmy manometr producenta TGL o numerze HV2901. Jego parametry są następujące :

Klasa dokładności - 0,6

Zakres pomiarowy od 0 do 60

Wyskalowany jest w kp/cm²

Wartość działki elementarnej wynosi 0,5

Schemat manometru obciążnikowo-tłokowego typu MTU:

1-zbiornik oleju

2-pompa tłokowa

3-śruba napędzająca

4-cylinder

5-tłoczek

6-talerz podstawowy

7-obciążniki talerzowe

8-wzorcowany manometr

9,10,11-zawory

Sprawdzanie ciśnieniomerza polega na porównaniu wskazań ciśnieniomierza z wzorcowymi wartościami ciśnienia. W procesie najpier wartości obciążenia wzrastają a następnie maleją. Aby sprawdzić ciśnieniomierz TGL klasy dokładności 0,6 wykorzystaliśmy manometr obciążnikowo tłokowy typu MTU.

Przebieg ćwiczenia :

1.Umocowanie ciśnieniomierza przeznaczonego do badania;

2.Odpowietrzenie układu oraz wypełnienie cylindra olejem;

3.Odczytanie wartości 0 nadciśnienia gdy zbiornik oleju jest otwarty;

4.Zamknięcie zbiornika oleju;

5.Po wykonanych wyżej czynnościach przystępujemy do sprawdzania ciśnieniomierza. Na talerz podstawowy nakładamy obciążniki. Następnie kręcimy śrubą napędzającą aż do momentu, w którym talerz się podnosi. Przed odczytem wprawiamy talerz wraz z obciążnikami w ruch obrotowy. Ponownie kręcimy śrubą napędzającą pompy, tak aby znacznik na talerzu podstawowym pokrył się ze środkową kreską na wskaźniku. Kolejną czynnością jest odczyt wskazania manometru, który wzorcujemy. Następnie zwiększamy ciśnienie przez dokładanie kolejnych obciążników i postępujemy analogicznie dla każdej wartości ciśnienia. Zwiększaliśmy ciśnienie o wartość 0,5 MPa. Gdy wartość na ciśnieniomierzu osiągnie apogeum swoich możliwości, należy dokonać pomiarów wskazań zmniejszając obciążenie również o wartość 0,5 MPa.

4.Wyniki pomiarów i obliczenia:

Badany manometr był wyskalowany w jednostce kp/cm² co jest równe 1at.

Do dalszych obliczeń wyniki pomiarów przeliczyliśmy na MPa

1[Kp/cm² ]= 1[at]= 0,0980665 [MPa]

Wyniki pomiarów

Lp.	pzad	pman ↑	pman ↓	pman ↑	pman ↓
		MPa	kp/cm^2	kp/cm^2	MPa	MPa
1	0,1	1,5	2,5	0,147	0,245
2	0,5	5,8	6,5	0,569	0,637
3	1	9,75	12	0,956	1,177
4	1,5	13,5	17,3	1,324	1,697
5	2	19,2	22	1,883	2,157
6	2,5	24,5	28	2,403	2,746
7	3	30,6	32,8	3,001	3,217
8	3,5	37	38,5	3,628	3,776
9	4	42	43,5	4,119	4,266
10	4,5	45,3	48,4	4,442	4,746
11	5	50,5	52,8	4,952	5,178
12	5,5	58,5	58,5	5,737	5,737

Następnym krokiem jest policzenie błędów bezwzględnych wg wzoru:

Został również policzony błąd względny:

Obliczenie klasy dokładności:

Δp_{man max}=0,276 MPa

p_{max man}=5,737 MPa

Klasa dokładności manometru wynosi:

Wyniki obliczeń:

Δpman ↑	Δpman ↓	δ Δpman ↑	δ Δpman ↓	k
MPa	MPa	%	%	%
0,047	0,145	47,10	145,17	4,79
0,069	0,137	13,76	27,49
-0,044	0,177	4,39	17,68
-0,176	0,197	11,74	13,10
-0,117	0,157	5,86	7,87
-0,097	0,246	3,89	9,83
0,001	0,217	0,03	7,22
0,128	0,276	3,67	7,87
0,119	0,266	2,97	6,65
-0,058	0,246	1,28	5,48
-0,048	0,178	0,95	3,56
0,237	0,237	4,31	4,31

Wykresy:

5.Wnioski:

Manometr jest to przyrząd o prostej budowie a jednocześnie o wysokiej dokładności

Wskazania manometru podczas odciążania jak i obciążania były do siebie bardzo zbliżone.

Badaniu poddano manometr który ma zakres pomiarowy 0 .. 60 kp/cm2 , którego klasa dokładności wynosi 0,6 co oznacza że dopuszczalny błąd e_dop=0,6*60/100=0,36 [kp/cm² ]

---