Extras din curs
Aparatele cu ajutorul cărora se măsoară presiunea se numesc manometre. După principiul
de funcţionare, acestea se pot clasifica în două categorii principale:
- manometre cu lichid: funcţionarea acestora se bazează pe legea de variaţie a presiunii în
lichidele aflate în repaus; se mai şi numesc piezometre;
- manometre cu element elastic: funcţionarea acestora se bazează pe dependenţa dintre
valoarea presiunii şi mărimea deformaţiei elementului elastic.
Măsurarea presiunii se poate face şi cu aparate ce funcţionează pe baza altor principii,
precum cele ce utilizează traductoare electrice sau pneumatice. Indiferent de natura instrumentului
de măsură, fluidul a cărui presiune se măsoară este dirijat spre instrument prin intermediul unei
prize de presiune:
- statică, când axa prizei este normală pe direcţia curentului (pentru fluide în mişcare), vezi
figura 1.1;
- totală, când axa prizei este pe direcţia curentului (pentru fluide în mişcare), vezi figura 1.2.
1. PIEZOMETRE
Sunt manometre cu lichid şi măsoară întotdeauna presiuni relative, exprimate în coloană de
lichid. Când determină presiunea într-un punct se numesc piezometre simple, iar dacă măsoară
diferenţa de presiune între două puncte piezometre diferenţiale. Dacă lichidul piezometric (lichidul
utilizat pentru determinarea presiunii) este cel a cărui presiune se măsoară se numesc piezometre
directe, în caz contrar piezometre indirecte. Cele mai utilizate sunt:
1.1 Tubul piezometric
Este cel mai simplu manometru şi este constituit dintr-un tub, deschis
la capătul superior, celălalt fiind conectat la un recipient ce conţine un
lichid sub presiune, superioară celei atmosferice, precum este ilustrat
în figura 2. Presiunile măsurate sunt relative la cea atmosferică
(locală), deci suprapresiuni.
Acest instrument poate fi utilizat doar în cazul lichidelor, când
înălţimea de lichid pe tubul piezometric este suficient de mare, astfel
încât să fie sesizabile şi măsurabile variaţiile de presiune.
Presiunea în punctul A, exercitată de coloana de lichid este:
Fig. 2 - Tubul
piezometric
Fig. 4 - Manometru diferenţial U
pA = ρ f g hA [m coloanã de lichid] . (1)
1.2 Tubul manometric U
Denumirea se datorează formei acestuia. Poate fi utilizat
pentru măsurarea presiunii statice în interiorul ambelor tipuri
de fluide (lichide şi gaze). Conectarea la un recipient ce
conţine un fluid se face precum este ilustrat în figura 3.
Densitatea lichidului piezometric trebuie să fie mai mare ca
cea a fluidului a cărui presiune se măsoară. De asemenea, în
cazul măsurătorilor în interiorul lichidelor, acestea şi lichidul
piezometric trebie să fie imiscibile. Pentru manometrul din
figura 3 se pot scrie următoarele relaţii:
- Presiunea în interiorul unui fluid în echilibru static absolut este constantă la nivelul oricărui
plan orizontal. Astfel:
pB = pC .
- Pentru braţul din stânga al manometrului:
pB = pA + ρ f g h1 ;
- Pentru braţul din dreapta:
pC = ρ lp g h2 .
Astfel, presiunea (relativă la cea atmosferică locală) în punctul A este:
pA = ρ lp g h2 − ρ f g h1 . (2)
Dacă fluidul a cărui presiune se măsoară este un gaz, densitatea acestuia este mult mai mică
decât cea a lichidului piezometric ρ lp >> ρ f . În acest caz termenul ρ f g h1 poate fi neglijat
(deoarece h1 << 1 ), iar presiunea poate fi calculată cu o acurateţe suficientă cu relaţia:
pA = ρ lp g h2 . (3)
1.3 Măsurarea diferenţelor de presiune cu ajutorul manometrelor U
Manometrele U pot fi utilizate si pentru măsurarea diferenţelor
de presiune în punctele din interiorul unui fluid. Pentru situaţia
prezentată în figura 4:
pC = pD
Preview document
Conținut arhivă zip
- Mecanica Fluidelor - Instrumente pentru Masurarea Presiunilor.pdf