過程檢測及儀表教學課件作者丁煒第２章　壓力檢測及.ppt

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1、第２章　壓力檢測及儀表２．１　概述２．２　液柱式壓力計２．３　彈性式壓力計２．４　電測式壓力儀２．５　壓力表的選擇與安裝２.１　概　　述在化工生產過程中，經常會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的高壓下進行；在某些精餾或蒸發(fā)過程中卻需要很高的負壓（也叫真空度）。因為壓力可以改變化學平衡，影響反應速度，也可以改變物質性質，提高過程質量等。所以，為了保證生產始終處于高產、優(yōu)質、安全、低消耗，以獲得最好的技術經濟指標，對壓力進行測量和控制是十分重要的。下一頁返回下一頁下

2、一頁返回下一頁下一頁返回下一頁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（在物理學中稱為壓強）。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。返回上一頁下一頁２.１　概　　述壓力，也可以用相當?shù)囊褐叨葋肀硎?，如圖２．１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。返回上一頁下一頁２.１　概　　述２．壓力測量單位（１）帕斯卡　帕斯卡為法定壓力計量單位（簡稱“帕”），用Ｐａ表示。１帕斯卡等于１牛頓每平方米，單位符號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（又稱標準大氣壓）　國際上規(guī)定，在緯度為４５°的海平面上及溫度為０℃，截面為１ｃｍ２時的大氣柱的重力壓為一個物理大氣壓，又叫一個“標準大氣壓”。它等于水銀密度為１３．５９５１ｇ／ｃｍ３和重力加速度為９８０．６６５ｃｍ／ｓ２時，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。它們相當于重力加度為９８０．６６５ｃｍ／ｓ２，溫度為０℃（水銀）或４℃（水）時，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。返回上一頁下一頁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。它是絕對壓力和大氣壓力之差，即：當被測壓力低于大氣壓力時，則稱為負壓力（或真空度）。它是大氣壓力與絕對壓力之差，即：返回上一頁下一頁２.１　概　　述此時，常用ｍｍＨ２Ｏ或ｍｍＨｇ表示。它們之間的關系如圖２．２所示。２.１.２　壓力儀表的分類壓力測量儀表的品種、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量儀表分為三類，如表２．２所示。返回上一頁２.２　液柱式壓力計液柱式壓力計是以液體靜力學原理為基礎的。常見的有Ｕ形管壓力計、單管壓力計等。它們

6、一般采用水銀或水為工作液，常用于測量低壓、負壓或壓力差。也可作為校驗其他儀表（如差壓計）的標準表。其主要特點是結構簡單，價格便宜，使用方便，精度也高；但易碎，不耐壓，讀數(shù)不便，體積較大，難以實現(xiàn)自動記錄和遠距傳示。２.２.１U形液柱壓力計Ｕ形液柱壓力計，是由一“Ｕ”字形的玻璃管構成的，如圖２．３（ａ）所示。它的一端接觸被測壓力，而另一端則與大氣相通，這樣便可由左右兩邊管內液面高度差h測知被測壓力p（表壓）的數(shù)值。返回下一頁２.２　液柱式壓力計根據(jù)靜力平衡原理，由圖２．３（ａ）可知，Ｕ形管兩邊管內液柱差h與被測壓力和的

7、關系為：即可見Ｕ形管內的液柱差h與被測差壓或壓力成正比。被測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形液柱壓力計的測量準確度受讀數(shù)精度和工作液體毛細作用的影響，絕對誤差可達１ｍｍ。返回上一頁下一頁２.２　液柱式壓力計２.２.２　單管液柱壓力計如果把Ｕ形管的一個管改換成大直徑的杯，即成為單管液柱壓力計，如圖２．３（ｂ）所示。由于大杯直徑遠大于單管直徑，所以單管液柱壓力計比Ｕ形管液柱壓力計的靈敏度高；由于單管液柱壓力計使用時只需進行一次讀數(shù)，所以讀數(shù)的絕對誤差可比Ｕ形液柱壓力計減少一半，

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