上面介绍的测压计的优点是精确度高;缺点是量测范围有限,携带不便。多在实验室使用。
常用的压力表是弹簧压力表,构造如图2.4.4所示。表内有一根一端开口、另一端封闭的镰刀形黄铜管,开口端与测压点相连,封闭端有细链条与齿轮连接。测压时,黄铜管在相对压强作用下发生伸张,从而牵动齿轮旋转,齿轮上的指针便把压强大小在表盘上指示出来。压力表一般用k N/m2作为压强的单位,其值为相对压强。
真空表是用来测量真空值的仪表,也可分为液柱式与金属式两种,其工作原理和上述各液压计与金属压力计相同。表盘读数单位常用N/m2表示。
目前在实际工程中还沿用一些其他单位,例如液柱高表示,它们与法定计量单位之间的换算关系如下:
1个工程大气压=10m水柱=735.6mm水银柱=98k N/m2例2.4.1 如图2.4.5所示,用一水银压差计量测两水管中A与B 的压强差。A、B两点的高差为Δz=1.0m,水银压差计中液面差Δhp=1.0m,求A、B两点的压差。
解:
应用等压面原理,M N 为等压面。
故
图2.4.4
例2.4.2 量测容器中A点压强的真空计如图2.4.6所示,已知h=5m,当地大气压强pa=98k N/m2(绝对压强),求A点的绝对压强、相对压强及真空度。
解:
1、2两点在同一等压面上,故
图2.4.5
3点以上为气体,忽略其密度,故A点绝对压强为:
A点相对压强为:
A点真空度为:
例2.4.3 已知如图2.4.7所示的水银压力计中液面差h3为0.03m,其他尺寸如图示。求:
(www.daowen.com)
图2.4.6
图2.4.7
(1)图示压力表G读数为多少?
(2)A、B、C三点的压强水头是否相等,为什么?
(3)A、B、C三点的测压管水头是否相等,为什么?
(4)A、B、C三管水面位置如何?
解:
(1)压力表G的读数
图中2处的液面压强应与容器中3处的液面压强相等 (忽略气体密度),由等压面原理可得:
故
因此,压力表读数为-3.998k N/m2。
(2)A、B、C三点的压强
B、C两点处于同一水平面上,故两点压强相等:
(3)A、B、C三点的测压管水头
由于在静止液体中,各点的总能量是守恒的,即故A、B、C三点的测压管水头应是相等的。
(4)求解A、B、C三管中液面的位置
若以B、C所在的平面为基准面,A点的测压管水头为:
同样,B点的测压管水头为4.2cm。由于A、B两点均与大气相通,故两点的液面位置相同且低于容器中液面45-4.2=40.8(cm)。
C管液面与容器液面相通,故作用于两液面上的压强相等,又C管下端亦与容器相连。根据等压面性质,均质连续液体的等压面为水平面,因此C管内液面与容器液面齐平。
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