過程檢測(cè)及儀表教學(xué)課件作者丁煒第２章　壓力檢測(cè)及.ppt

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1、第２章　壓力檢測(cè)及儀表２．１　概述２．２　液柱式壓力計(jì)２．３　彈性式壓力計(jì)２．４　電測(cè)式壓力儀２．５　壓力表的選擇與安裝２.１　概　　述在化工生產(chǎn)過程中，經(jīng)常會(huì)遇到比大氣壓高幾百倍、甚至上千倍或比大氣壓低很多的工藝條件。例如，氨的合成須在３２ＭＰａ的高壓下進(jìn)行；在某些精餾或蒸發(fā)過程中卻需要很高的負(fù)壓（也叫真空度）。因?yàn)閴毫梢愿淖兓瘜W(xué)平衡，影響反應(yīng)速度，也可以改變物質(zhì)性質(zhì)，提高過程質(zhì)量等。所以，為了保證生產(chǎn)始終處于高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、安全、低消耗，以獲得最好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，對(duì)壓力進(jìn)行測(cè)量和控制是十分重要的。下一頁(yè)返回下一頁(yè)下

2、一頁(yè)返回下一頁(yè)下一頁(yè)返回下一頁(yè)２.１　概　　述２.１.１　壓力的基本概念１．定義壓力就是一物體施加于另一物體單位面積上均勻、垂直的作用力（在物理學(xué)中稱為壓強(qiáng)）。它由受力的面積和垂直作用力的大小決定，方向則指向受壓物體，可表示為：式中F———垂直作用力，Ｎ；S———受力面積，ｍ２；p——壓力，Ｐａ。返回上一頁(yè)下一頁(yè)２.１　概　　述壓力，也可以用相當(dāng)?shù)囊褐叨葋肀硎荆鐖D２．１所示，即：式中h———液柱的高度，ｃｍ；ρ———液體的密度，ｇ／ｃｍ３；g———重力加速度，ｃｍ／ｓ２。顯然，壓力等于液柱高度、液體的密度和重力加

3、速度的乘積。返回上一頁(yè)下一頁(yè)２.１　概　　述２．壓力測(cè)量單位（１）帕斯卡　帕斯卡為法定壓力計(jì)量單位（簡(jiǎn)稱“帕”），用Ｐａ表示。１帕斯卡等于１牛頓每平方米，單位符號(hào)Ｎ／ｍ２。因帕斯卡單位太小，工程上常用ｋＰａ（１０３Ｐａ）和ＭＰａ（１０６Ｐａ）。（２）物理大氣壓（又稱標(biāo)準(zhǔn)大氣壓）　國(guó)際上規(guī)定，在緯度為４５°的海平面上及溫度為０℃，截面為１ｃｍ２時(shí)的大氣柱的重力壓為一個(gè)物理大氣壓，又叫一個(gè)“標(biāo)準(zhǔn)大氣壓”。它等于水銀密度為１３．５９５１ｇ／ｃｍ３和重力加速度為９８０．６６５ｃｍ／ｓ２時(shí)，高度為７６０ｍｍ水銀柱垂直作用在底面

4、積上的重力壓力。（３）工程大氣壓　一個(gè)工程大氣壓，就是在１ｃｍ２的面積上有１ｋｇ均勻、垂直的力。（４）毫米水銀柱和毫米水柱　這兩種壓力單位常用來表示低壓。它們相當(dāng)于重力加度為９８０．６６５ｃｍ／ｓ２，溫度為０℃（水銀）或４℃（水）時(shí)，液柱高度為１ｍｍ的各液體作用在底面積上的重力壓力。主要壓力單位換算表如表２．１所示。返回上一頁(yè)下一頁(yè)２.１　概　　述３．壓力的表示方式（１）大氣壓力　就是由于空氣柱的重力作用在底面積上所產(chǎn)生的壓力。我們所處的環(huán)境中，到處都有大氣壓力的作用。（２）絕對(duì)壓力　液體、氣體或蒸汽所處空間的全部壓

5、力。工程上所用的壓力指示值，大多為表壓力。它是絕對(duì)壓力和大氣壓力之差，即：當(dāng)被測(cè)壓力低于大氣壓力時(shí)，則稱為負(fù)壓力（或真空度）。它是大氣壓力與絕對(duì)壓力之差，即：返回上一頁(yè)下一頁(yè)２.１　概　　述此時(shí)，常用ｍｍＨ２Ｏ或ｍｍＨｇ表示。它們之間的關(guān)系如圖２．２所示。２.１.２　壓力儀表的分類壓力測(cè)量?jī)x表的品種、規(guī)格甚多，分類方法也不少，常用而又比較合理的分類方法是按儀表的工作原理把壓力測(cè)量?jī)x表分為三類，如表２．２所示。返回上一頁(yè)２.２　液柱式壓力計(jì)液柱式壓力計(jì)是以液體靜力學(xué)原理為基礎(chǔ)的。常見的有Ｕ形管壓力計(jì)、單管壓力計(jì)等。它們

6、一般采用水銀或水為工作液，常用于測(cè)量低壓、負(fù)壓或壓力差。也可作為校驗(yàn)其他儀表（如差壓計(jì)）的標(biāo)準(zhǔn)表。其主要特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，使用方便，精度也高；但易碎，不耐壓，讀數(shù)不便，體積較大，難以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)記錄和遠(yuǎn)距傳示。２.２.１U形液柱壓力計(jì)Ｕ形液柱壓力計(jì)，是由一“Ｕ”字形的玻璃管構(gòu)成的，如圖２．３（ａ）所示。它的一端接觸被測(cè)壓力，而另一端則與大氣相通，這樣便可由左右兩邊管內(nèi)液面高度差h測(cè)知被測(cè)壓力p（表壓）的數(shù)值。返回下一頁(yè)２.２　液柱式壓力計(jì)根據(jù)靜力平衡原理，由圖２．３（ａ）可知，Ｕ形管兩邊管內(nèi)液柱差h與被測(cè)壓力和的

7、關(guān)系為：即可見Ｕ形管內(nèi)的液柱差h與被測(cè)差壓或壓力成正比。被測(cè)壓力的表壓值可用已知工作液高度h的毫米數(shù)來表示，如ｍｍＨｇ或ｍｍＨ２Ｏ。Ｕ形液柱壓力計(jì)的測(cè)量準(zhǔn)確度受讀數(shù)精度和工作液體毛細(xì)作用的影響，絕對(duì)誤差可達(dá)１ｍｍ。返回上一頁(yè)下一頁(yè)２.２　液柱式壓力計(jì)２.２.２　單管液柱壓力計(jì)如果把Ｕ形管的一個(gè)管改換成大直徑的杯，即成為單管液柱壓力計(jì)，如圖２．３（ｂ）所示。由于大杯直徑遠(yuǎn)大于單管直徑，所以單管液柱壓力計(jì)比Ｕ形管液柱壓力計(jì)的靈敏度高；由于單管液柱壓力計(jì)使用時(shí)只需進(jìn)行一次讀數(shù)，所以讀數(shù)的絕對(duì)誤差可比Ｕ形液柱壓力計(jì)減少一半，

8、即不大于０．５ｍｍ。２.２.３　斜管液柱壓力計(jì)如果將單管液柱壓力計(jì)的單管傾斜放置，便可成為斜管液柱壓力計(jì)，如圖２．３（ｃ）所示。由于Ｌ的讀數(shù)標(biāo)尺連同單管一起被傾斜放置，可以使刻度標(biāo)尺的分度間距放大，它可以測(cè)量到１／１０毫米水柱的微壓。返回上一頁(yè)２.３　彈性式壓力計(jì)２.３.１　彈性元件彈性式壓力計(jì)是以彈性元件受壓后所產(chǎn)生的彈性變形為測(cè)量基礎(chǔ)的。根