Единицы и методы измерения давления и разряжения.

Система СИ

Согласно гос.стандарта в нашей стране принята система ед-ц измерения-СИ(1963).Состоит из основных.доп-ых и производных ед-ц измерений.Основные:метр-длина.равная одному 1650763.73 длин волн излучения в вакууме, соотв-щих переходу между энергетическими уровнями атома.

Килограмм-ед массы, равная массе междунар прототипа килограмма

Секунда- время,равное 31556925,9747 части тропического года на нулевое января 1900 года в 12 часов равномерно текущего года.

 Ампер-сила, не изменяющегося тока, кот проходя по двум параллельным прямолинейным проводникам, бесконечной длинны и ничтожно малого диаметра, расположенная на расстоянии 1 мм один от другого в вакууме, вызвал бы между этими проводниками сил равную 2 на 10 единиц силы Международной системы на каждый метр длины.

Кельвин – температура по ТД шкале, в которой для температуры тройной точки воды установлено значение 273, 15 – К.

СИ д/б универсальна, т. е. обхват как можно больше отраслей знаний; сост из как можно иеньшего кол-ва основн ед-ц(7 основн и 2 вспомогат), и д/б когерентна, т. е. из основн ед-ц получ вспомогат. В когерентн сист соблюд-ся принцип размерности. Раз-ть – это матем выраж-е, показ-ее связь м/у физич велич и основн велич сист.   

 

3.Температурные шкалы.

Изменение агрегатного сост химии чистого в-ва протекает при пост тем-ре, значение кот опред-ся составом в-ва, хар-ром его агрегатного изменения и давлением. Значения этих воспринимающих тем-р равновесия м/у твёрдой и жидкой или жидкой и газ-ной фазами различн в-ств при нормальном атмосф давлении, равном 101325 Па (760 мм рт ст), наз реперными точками.Если принять в качестве основного интервала тем-р м/у реперными точками плавления льда и кипения воды, обозначив их соотв-но 0 и 100, в пределах этих тем-р измерить объёмное расширение какого-либо раб в-ва, и разделить на 100 равных частей изменение высоты её столба, то в рез-те будет построена тем-ная шкала.

Для измерения тем-ры, лежащей выше или ниже выбранных значений тем-ных точек, Полученные деления наносят на шкале и за пределами отметок 0 и 100. Деления тем-ной шкалы называются градусами.

Пользуясь вторым законом т/д англ физик Кельвин в 1848 г. предложил совершенно точную и равномерную, не зависящую от св-ств раб в-ва шкалу, получ-ую название т/д-ой тем-ной шкалы(шкалы Кельвина). Шкала Кельвина начин-ся с абсолютного 0 и в наст время явл основной.Единицы т/д тем-ры обознач знаком К(Кельвин), а условное обозначение – Т. В 1968 г. бяла принята новая Междунар практич тем-ная шкала, градусы кот обознач знаком ⁰С(градус Цельсия), а условное знач тем-ры – t. Для этой шкалы градус Цельсия равен кельвину. Сущ также шкала Фаренгейта, предложенная в 1715 г. Шкала построена путём деления интервала м/у реперными точками плавления льда и кипения воды на 180 равных частей(градсов), обознач знаком ⁰Ф. По этой шкале точка плавления льда равна 32, а кипения воды 212⁰Ф.

Для пересчёта тем-ры, выраж-ой в кельвинахили градусах Фаренгейта, в градусы Цельсия пользуются равенством:

t⁰C=T,К-273.15=0.556(n,⁰Ф-32),где n-число градусов по шкале Фаренгейта.

 

Физические явления используемые для измерения тем-ры.

Приборы для измерения тем-ры разделяются в зав-ти от используемых ими физ-их св-ств в-ств на след группы с диапазоном показаний:

1.Термометры расширения основаны на св-ве тел изменять под действием

тем-ры свой объём.

2.Манометрич термометры работают по принципу изменения давления ж-ти, газа или пара с ж-тью в замкнутом объёме при нагревании или охлаждении этих в-ств.

3.Термометры сопротивления основаны на св-ве разнородных металлов и сплавов образовывать в паре(спае) т-эдс, зависящ-ую от тем-ры спая.

4.Пирометры работают по принципу измерения излучаемой нагретыми телами энергии, зависящей от тем-ры этих тел.

Термометры расш-ния.

Физич св-во тел изменять свой объём в завис-ти от нагрева широко использ-ся для измерения тем-ры. На этом принципе основано устройство жид-ых стеклянных и диламетрич термом-ов.В жид-ных терм-ах, построенных на принципе теплового расширения жид-ти в стекл резервуаре, в кач-ве раб в-ств использ-ся ртуть и органич ж-ти – этиловый спирт, толуол и др.Наиб широкое применение получили ртутные термом-ы, имеющие по сравнению с

термом-ами, заполн-ыми органич ж-тями, преимущ-ва: большой диапазон измерения тем-ры, при кот ртуть ост-ся жидкой, несмачиваемость стекла ртутью, возможность заполнения терм-ра химич чистой ртутью из-за лёгкости её получения. Терм-ры с органич ж-тями в большинстве своём пригодны лишь для измерения низких тем-р в праделах-190-100⁰С.Основным достоинством их явл высокий коэф объёмного расширения ж-ти.

Манометр терм-ры.

Эти терм-ры явл промышленными показ-щими и самопишущ приборами, предназнач для измерен тем-ры в диапазоне до 600⁰С.Класс точности их 1-2.5.   

В зав-ти от заключ-ог в термосист раб в-ва манометр терм-ры делятся на газовые(заполн-ся азотом), ж-ные(заполн-ся органич полиметилсилокеановыми ж-тями) и конденсационные(запол-ся хлористым метилом, ацетоном, фреоном). Термосист прибора, заполненная в-вом, сост из термоболлона, погружаемого в измеряемую среду, манометр трубчатой пружины, воздейств-ей по средствам тяги на указат стрелкуи капилляра, соед-щего пружину с термобаллоном.

Термоэлектрич терм-ры.

Действие ТЭ-термом-ров основано на с-ве металлов и сплавов создавать термо-эдс, завис-ую от тем-ры места соед-ия (спая) концов двух разнородных проводников(термоэлектродов), образ-щих чувствит эл-нт терм-ра – термопару. Располагая законом изменения термо-эдс терм-ра от тем-ры и определяя значение термо-эдс электроизмерит прибором, можно найти искомое значение тем-ры в месте измерения. Термоэл термометр сост из 2-ух спаянных и изолир по длине термоэлектродов, зищитного чехла и головки с зажимами для подключения соед-ой линии, а также магнитоэлектрич милливольтметрами и потенциометрами.

Пирометры

Примен-ся для измерения тем-ры тел в диапазоне 300-6000⁰С.Действие этих приборов основано на зав-ти теплового излучения нагретых тел от их тем-ры и физ-хим св-ств.В отличии от терм-ров первичн преобразоват пирометра не подвергается влиянию высокой тем-ры и не искажает тем-ного поля т.к. наход-ся вне измеряемой среды.

Термометр сопротивления

Термометры сопротивления, которые используются для измерения тепловой энергии делятся на две большие группы:

1)Платиновые термометры сопротивления.

2)Медные термометры сопротивления.

Термометры сопротивления: 50п, 100п, где- 50,100 – сопротивление при температуре t = О С, П – платиновый.

Термометры медные: 50М,100М, 500М. В настоящий момент есть «медный термометр», работающий до 350 С. В основном на рынке используются ТСМ до 180 С.

Платиновый ТСП могут работать до500 С. На рынке в основном существуют

термометры, работающие до 350 С. При измерении температуры при помощи термометра сопротивления даёт на показания влияния сопротивление измерительной линии ВЛ. Для устранения этого недостатка используют так называемые четырёхпроводные схемы и трёхпроводные схемы. При четырёхпроводной схеме измерителя точка измерения сопротивления ТСП или ТСМ переводится непосредственно к термометру сопротивления, то есть сопротивление линии не учитывается.

При трёхпроводной схеме измерения по двухпроводному участку вычисляется сопротивление линии. При этом считается, что второй участок  

точно такой электронный прибор, зная сопротивление по двухпроводной части, делает точно такую же поправку на сопротивление линии с одним проводом, то есть при четырёх проводной схеме у нас поправка на сопротивление линии более точно. При трёх проводной линии она менее точна. В 90% случаях термометр сопротивления подключается по четырёх проводной схеме.

 

Единицы и методы измерения давления и разряжения.

 Давлением жижкости, газа илипара наз-ют силу, действ-ую равномерно на площадь, а единицей давления – ед силы, действ-ую равномерно на ед площади.Для измерения давления применяют ед Па, кот явл-ся производной

 ед-ей давления сист СИ. ЕД давления Па равна давлению на площадь 1м² силы 1H, где H-сила, сообщающая массе в 1 кг ускорение в 1 м/с². Внесист ед измерен давления 1 кгс/см² равна давлению на площадь 1 см² силы в 1 кгс. В жид-ых приборах с водяным или ртутным заполнением стекл трубок измерение давления проиводится в мм вод или рт столба. Внесист ед измер давления – бар, равна давлению 1*10⁵ Па или 1.01972 кгс/см².

Атмосферное(барометрич) давление р_б созд-ся массой воздушн столба земной атмосферы. Оно имеет переменное значение, зависящее от высоты местности над уровнем моря, географич широты и метрологич условий.

Избыточное давление р выражает превышение давл среды над атмосф давлением.

Вакууметрич давл р_всреды хар-ет давл, недостающее до атмогсф давл.

Абсолютное давл р_а среды м/б больше или меньше атмосф.

р^а=р^б+р

р_а=р_б-р_в

Полное давл движущей среды р_п слагается из статич р_с и динамич р_д давлений

р_п=р_с+р_д 

Классификация приборов для измерения давления.

Измерение давления основывается главным образом на уравновешивании действующего усилия при помощи столба жидкости или за счет упругой деформации различны чувствительных элементов. Используемые в теплоэнергетике приборы для измерения давления делятся на следующие группы:

  манометры избыточного давления – для измерения давления выше атмосферного;

тяго – и напорометры – для измерения небольшого вакуумметрического и избыточного давления;

вакуумметры - для измерения вакуумметрического давления;

мановакуумметры – для измерения избыточного и вакуумметрического давления;

  манометры абсолютного давления – для измерения давления, отсчитываемого от абсолютного нуля; барометры – для измерения атмосферного давления;

дифференциальные манометры (дифманометры) – для измерения разности двух давлений (перепад давления).