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熱工測試技術(shù)-壓力測量

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1、第三章壓力測量§3-1概述一、壓力的概念F(一)絕對壓力:P?單位面積上的S作用力。(二)表壓力:Pg?P?Pa若p>pa則pg稱“表壓”若p

2、mmHg):標準狀態(tài)下,1mm水銀柱高對底面的壓力,=133.3Pa2014/10/6吉林大學熱能工程系3毫米水柱(mmH2O):標準狀態(tài)下,1mm水柱高對底面的壓力,=9.806Pa2巴(bar):達因/厘米,=0.1MPa英制單位:磅力/=0.0068952×MPa英寸2014/10/6吉林大學熱能工程系4二、壓力測量的基本方式(一)機械式壓力的測量1、液柱式壓力計:壓力與液位的變化P~ΔL2、彈性式壓力計:壓力與彈性元件的彈性變形P~ΔL3、活塞式壓力計:定義式測量2014/10/6吉林大學熱能工程系5(二

3、)電氣式壓力測量P→ΔL→電參數(shù)電位器式應(yīng)變式霍爾式電感式電容式2014/10/6吉林大學熱能工程系6§3-2液柱式壓力計PPa一、U型管壓力計流體靜力學平衡關(guān)系:r’h200P?h???Pa?h?h1hr2014/10/6吉林大學熱能工程系7特點:P~h呈線性關(guān)系;測量表壓力、壓力差、絕對壓力;工作液體的重度γ可調(diào)節(jié)靈敏度、工作量程;兩次讀數(shù)、增加讀數(shù)誤差;毛細管現(xiàn)象影響。2014/10/6吉林大學熱能工程系8二、單管壓力計力平衡關(guān)系:P?Pa?h??????體積恒等式:h1s1?h2s2則?s??2?????

4、??P?Pa?h2?1???s1?00∵s1>>s2,s2'?0?P?Pa?h2(???)s12014/10/6吉林大學熱能工程系9三、斜管壓力計壓力平衡關(guān)系:P?Pa??h1?h2???????2014/10/6吉林大學熱能工程系10h2體積恒等式:h1s1?h2s2且l?sin?所以,?s2?P?Pa?l????sin????s1??s2?設(shè)K????sin????,讀數(shù)系數(shù)?s1?K=0.2,0.3,0.4,0.6,0.8,γ=0.81g/3cm2014/10/6吉林大學熱能工程系11四、誤差分析溫度影響(

5、熱膨脹性)當?shù)氐闹亓铀俣惹皟煞N立管是否處于鉛垂位置毛吸現(xiàn)象(表面張力,管徑,管內(nèi)壁的潔凈度)2014/10/6吉林大學熱能工程系12五、補償式微壓計P移動軸PahB水室00A水閘軟管2014/10/6吉林大學熱能工程系13特點:1.A、B直徑大,消除毛細管的影響;2.光學精密確定“0”位,消除水位讀數(shù)h1忽略誤差。(單管,斜管)3.采用標尺讀數(shù),獲得準確讀數(shù)。(標尺分辨率高)由于螺桿與螺母間有螺紋間隙,這種儀表的讀數(shù)誤差在0.2~0.5Pa2014/10/6吉林大學熱能工程系14§3-3彈性式壓力計壓力與彈性元

6、件的彈性變形P~ΔL一、彈性元件三大類:膜片、彈簧管、波紋管(一)膜片:膜片式壓力計:測量腐蝕性介質(zhì)或非凝體、非結(jié)晶的粘性介質(zhì)壓力膜盒式壓力計:測量氣體的微壓或負壓2014/10/6吉林大學熱能工程系15LLpp平膜式波紋膜式LLpp膜盒式撓性膜式2014/10/6吉林大學熱能工程系16(二)波紋管式主要用作流量和液位測量測量中、低和微壓,1.5~2.5級5低壓:<10.0×10Pa5中壓:<100.0×10Pa高壓:>100.0×105Pa2014/10/6吉林大學熱能工程系17(三)彈簧管式測量高、中、低和微

7、壓,1.5~2.5級單圈彈簧單圈彈簧多圈彈簧2014/10/6吉林大學熱能工程系18二、彈性元件特征(一)輸出特征:?理論關(guān)系式(彈性力學)P~ΔL關(guān)系??實驗經(jīng)驗關(guān)系式(實驗)2014/10/6吉林大學熱能工程系19(二)彈性特征:L表現(xiàn)為彈性元件受力后,變形的遲后現(xiàn)象,通過由上、下行程的特性曲線不重合特征,而形成一個“滯后環(huán)”。理想彈性遲滯誤差表示彈性p特征,滯后環(huán)越窄,彈性遲滯誤差越小。2014/10/6吉林大學熱能工程系20三、簧管壓力計(一)輸出特性關(guān)系式222??1??Rb??p?(1?)()?Ebh

8、a2??k2Rhk?;2a?,?彈簧管結(jié)構(gòu)形狀系數(shù),?—泊松系數(shù),E—彈性模數(shù),單圈彈簧工作原理h—壁厚。2014/10/6吉林大學熱能工程系21(二)彈簧管變形的主要因素1.????,增加中心角?,采用多圈????(靈敏度);2.b↑→Δγ↓;當b=a時,Δγ=0,均質(zhì)圓管不變形;3.h↓→Δγ↑,R↑→Δγ↑,但受到機械強度及結(jié)構(gòu)的限制;E↑(或剛度↑)Δγ↓,剛度主

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