Как измерить давление газа в сосуде

Как измерить давление на выходе редуктора:

Те, кто пытался приобрести манометр для измерения низкого давления, знают что сделать это не так-то просто, да и цена на них не маленькая, 2000-3000 руб.

Как же измерить давление газа на выходе редуктора?

В этой статье мы расскажем вам о нескольких, достаточно бюджетных, способах.

Способ № 1:

Измерение давления с помощью U – образного манометра

U-образный манометр – это жидкостный манометр, состоящий из сообщающихся сосудов, в которых измеряемое давление определяют по одному или нескольким уровням жидкости.

В U-образных стеклянных манометрах свободный конец трубки сообщается с атмосферой, а к другому концу подводится измеряемое давление. Простейшая схема измерения давления жидкостным стеклянным манометром показана на рисунке:

Атмосферное давление Pатм воздействует на один конец U-образной трубки, частично заполненной рабочей жидкостью. Другой конец трубки с помощью различного рода подводящих устройств соединен с областью измеряемого давления Pабс. При Рабс > Ратм жидкость, находящаяся в части подведенного измеряемого давления, будет вытесняться в часть, соединенную с атмосферой. В результате между уровнями жидкостей, находящимися в разных частях U-образной трубки, образуется столб жидкости, высота h- измеряемое избыточное давление.

На рисунке показан U-образный жидкостный стеклянный мановакуумметр. U-образная стеклянная трубка 1 с помощью скоб 2 крепится на металлическом или деревянном основании 3. На нем же, между двумя трубками, установлена шкальная пластина 4 с нанесенной линейной разметкой. Трубка заполняется рабочей жидкостью до нулевой отметки относительно шкальной пластины. Утолщения на концах стеклянной трубки предназначены для более плотного подсоединения резиновых шлангов.

При измерении избыточного давления к одному концу U-образной трубки подается среда измеряемого давления. Второй выход остается свободным и сообщается с атмосферой. Аналогичная ситуация происходит при измерении вакуумметрического давления. Симметричность линейной разметки на шкальной пластине обеспечивает применимость прибора для измерения избыточного и (или) вакуумметрического давления.

U-образные жидкостные манометры с водой в качестве рабочей жидкости могут использоваться как напоромеры, тягонапоромеры и тягомеры для измерения давления воздуха, неагрессивных газов в диапазоне ±10 кПа (100 mbar).

Вы можете купить готовый манометр со стеклянной трубкой. Также данный манометр можно изготовить собственными силами, используя прозрачную ПВХ трубку и линейку.

Естественно, что показания данного манометра будут в мм. водяного столба. Что бы перевести их в в другую величину воспользуйтесь конвертером в конце этой страницы.

Способ № 2:

Измерение давления с помощью бытового тонометра для измерения артериального давления

Давление можно измерить бытовым тонометром для измерения артериального давления.

1. Возьмите тонометр (не полный автомат, а тот в котором манжета накачивается с помощью резиновой груши).

2. Отсоедините грушу и подберите кусочек шланга, который выступит в роли переходника между редуктором и шлангом тонометра.

3. Соедините выход редуктора со шлангом тонометра (вентиль на баллоне должен быть закрыт)

4. Пережмите шланг идущий к манжете (можно воспользоваться струбциной, маленькими тисками или, сложив шланг несколько раз, перетянуть его ниткой).

5. Нажмите кнопку “Старт” на тонометре. Тонометр выполнит калибровку и через несколько секунд будет готов к измерению, на дисплее будет светиться «0»

6. Откройте вентиль на баллоне, тонометр покажет выходное давление редуктора в мм. ртутного столба. Обратите внимание на манжету, она не должна надуваться.

7. ЗАКРОЙТЕ ВЕНТИЛЬ НА БАЛЛОНЕ.

Чтобы перевести полученное значение в миллибары воспользуйтесь конвертером, расположенным в конце страницы.

Если у вас регулируемый редуктор и вам необходимо выставить определенное давление, выполните следующие действия:

– в конвертере величин введите необходимое значение в миллибарах

– определите соответствующее ему значение в мм. ртутного столба

– нажмите кнопку старт на тонометре, тонометр выполнит калибровку и через несколько секунд будет готов к измерению, на дисплее будет светиться «0»

– откройте вентиль на баллоне, тонометр покажет выходное давление редуктора в мм. ртутного столба

– регулируя редуктор, выставьте необходимое вам значение.

– закройте вентиль на баллоне

ВНИМАНИЕ!

Не используйте тонометр для постоянного (непрерывного) измерения давления газа.

Материалы, из которых сделан тонометр, не предназначены для длительного контакта со Сжиженным Углеводородным Газом.

Конвертер газовых величин:

Скоро мы расскажем еще об одном простом и недорогом способе измерения низкого давления

Источник

23 октября 2011

Автор КакПросто!

При решении некоторых практических задач требуется измерить давление газа. Если под газом подразумевается окружающий воздух, то следует измерить атмосферное давление. Если же газ находится внутри сосуда, то понадобятся специальные приборы. Давление газа также можно рассчитать и теоретически, если известны его основные параметры.

Вам понадобится

• – барометр-анероид;
• – манометр;
• – весы;
• – термометр.

Инструкция

Чтобы измерить атмосферное давление воздуха (который также является газом, вернее – смесью газов) возьмите обычный барометр-анероид. Основой этого прибора является небольшая металлическая коробка, которая изменяет свой объем под влиянием внешнего давления. Давление на шкале такого устройства обычно указывается в атмосферах или миллиметрах ртутного столба (реже в паскалях/килопаскалях/мм.рт.ст).

Для очень точного измерения атмосферного давления возьмите ртутный барометр. Хотя этот прибор и не так удобен в применении, зато он очень точно покажет давление в классических «миллиметрах ртутного столба» (мм.рт.ст.). Однако большая точность измерений актуальна лишь для синоптиков-профессионалов. Для бытовых нужд вполне достаточно обычного барометра.

Чтобы измерить давление газа в сосуде (баллоне, камере, трубе и т.п.) возьмите манометр с подходящей точностью и диапазоном измерений. Если точность измерений непостоянна, то воспользуйтесь электронным манометром. Этот прибор позволяет регулировать точность (а иногда и диапазон) измерения давления газа. Манометр установите на специальный штуцер, который имеется практически на любом стандартном баллоне. Большинство манометров показывают давление в атмосферах или кгс/см². Для перевода давления из одной величины в другую учтите, что 1 кгс/см²=1 технической атмосфере=100 килопаскалей.

Если измерить давление газа невозможно, то рассчитайте его теоретически. Для этого определите объем сосуда, температуру газа, его массу и химический состав. Объем стандартных газовых баллонов, как правило, указан на самом баллоне (50 литров на «пропановых» и по 40 литров на кислородных и т.п.). Массу газа определите, взвесив пустой баллон, а затем наполненный. Разница в весе и будет массой содержащегося в баллоне газа. Для удобства расчетов массу газа переведите в граммы, а температуру в Кельвины (прибавьте число 273 к показаниям термометра в градусах Цельсия).

Теперь определите молярную массу газа. Так, например, для кислорода молярная масса 32, а для воздуха – 29. Уточнив все необходимые параметры, перемножьте число 8,31, массу газа в сосуде и температуру. Затем разделите это произведение на объем сосуда (в кубометрах) и молярную массу. P = (m * R * T) / (M * V).Полученное в итоге число будет давлением газа в паскалях.

Источники:

• измерение давления газа

Войти на сайт

или

Забыли пароль?

Еще не зарегистрированы?

This site is protected by reCAPTCHA and the Google Privacy Policy and Terms of Service apply.

Источник

Манометрическая трубка / сужена в месте нижнего изгиба 3 и в верхней части 2 запаянного конца, чтобы предупредить сильный удар в запаянный конец при быстром впуске воздуха в манометр.

Точность измерения давления вакуумметром составляет 0,5-1,0 торр. Концы трубок 6 и 7 присоединяют один к прибору, в котором измеряют давление, другой – к вакуум-насосу. При выполнении работ под вакуумом до впуска воздуха в вакуумируемый прибор кран 4 следует закрывать во избежание загрязнения ртути. Кран открывают только на время снятия показаний вакуумметра. Перед работой вакуумметр проверяют по показаниям образцового вакуумметра.

Значение вакуума определяют по шкале 8 от верхней точки поверхности ртути в полностью заполненной ею трубке 1 до верхнего края мениска ртути, когда столбик ртути опустился, Стеклянные трубки вакуумметра прикреплены к деревянной стойке хомутами 5.

Погрешность измерений давления этим вакуумметром достигает 10 Па.

Измерение среднего вакуума проводят при помощи вакууметров Гюйгенса (рис. 243,о) и Цимерли (рис. 243,6).

Вакуумметр Гюйгенса состоит из двух сосудов 6 одинаковой формы диаметром 30 – 40 мм, наполненных ртутью и погруженных в термостат 7 с постоянной температурой. Правый резервуар содержит над ртутью нонановую кислоту 5 или дибутилфталат – жидкости с малым давлением пара и небольшой плотностью. Этот сосуд соединен с капилляром 4 диаметром 1,5 – 3,0 мм, расположенным под углом а равным 5-10°. Сосуд 2 служит для удаления из жидкости растворенных газов путем соединения его через кран 1 с глубоким вакуумом при закрытом кране 3. Вакуумирование продолжают до появления давления пара жидкости 5.

Предварительно из жидкости тщательно удаляют примесь воды. После подготовки прибора к работе закрывают кран 1 и открывают кран 3, соединяющий прибор с системой, в которой нужно измерить давление.

Температуру в термостате поддерживают близкую к комнатной с точностью ±0,05 °С. Если в первом сосуде над ртутью находится около 10 мл нонановой кислоты, то изменение температуры всего на 1 °С вызовет изменение длины столба жидкости в капилляре с внутренним диаметром 1,5 мм на 6 мм.

Манометр Гюйгенса позволяет измерять давление ниже 1 торр с погрешностью ±0,001 торр. Калибруют прибор по манометру Мак-Леода (см. ниже).

Гюйгенс Христиан (1629-1695) – нидерландский механик, физик и математик.

В вакуумметре Цимерли диаметр сосудов У, 2 и 3 (рис. 243,6) не менее 16 мм. Такой диаметр исключает поправки на капиллярное понижение мениска ртути (см. табл. 35). Сосуды 1 и 3 соединены с прибором, в котором измеряется давление через трубку 5, а сосуд 2 соединен через капилляр 4 с сосудом 3. Такое соединение сосудов составляет основное отличие этого вакуумметра от U-образного вакуумметра (см. рис. 242,6).

Когда вакуумметр Цимерли соединен с прибором, в котором надо измерить вакуум, то оба столба ртути в сосуде 2 и капилляре 4 начнут опускаться до тех пор, пока их уровни не станут постоянными; при этом столб ртути разрывается в верхнем изгибе капилляра. Значение Л, покажет абсолютное давление в присоединенном к вакуумметру через трубку 5 приборе.

Чтобы подготовить вакуумметр к работе, через боковую трубку 5 наливают ртуть, пока сосуды / и 2 не наполнятся на V высоты. Затем вакуумметр откачивают до возможно более глубокого вакуума. При этом, чтобы удалить пузырьки воздуха прилипшие к стенкам трубок, вакуумметр наклоняют назад почти до горизонтального положения. Затем, не отключая вакуума его ставят вертикально и наклоняют влево, пока ртуть не почет из верхней части сосуда 2 через капилляр 4 в сосуд

Рис. 244. Чашечный вакуумметр с наклонной вакуумметрической трубкой (а) и вакуумметр Дубровина (б)

время перетока ртути удаляются последние количества воздуха и образуется затвор, который препятствует попаданию воздуха в сосуд 2. Когда уровень ртути в сосуде 7 приближается к ее основанию, вакуумметр возвращают в вертикальное положение и в него после отключения вакуума осторожно впускают воздух. При этом ртуть поднимается в сосуде 2 и капилляре 4 до тех пор, пока оба столба ртути не сольются в верхнем изгибе капилляра, заполнив сосуд 2 и капилляр. Уровни ртути в сосудах 1 и 3 должны находиться приблизительно на 20 мм выше отметки 0-0.

Измерение высокого вакуума проводят при помоши жидкостных чашечных вакуумметров с наклонной вакуумметрической трубкой, вакуумметров Дубровина, Мак-Леода и Гурского.

Чашечный вакуумметр с переменным наклоном вакуумметрической трубки 1 (рис. 244,а) позволяет измерять вакуум в пяти диапазонах от 0 до 1800 Па (от 0 до 16 торр) с погрешностью 0,5 – 1,0%, определяемой погрешностью самого прибора, ошибкой отсчета показаний по шкале 3 и несоответствием действительного и расчетного значений плотности вакуумметрической жидкости [см. уравнение (10.5)].

Стеклянная трубка 1 имеет длину 250 – 300 мм с внутренним Диаметром около 4 мм. Дуга 2 содержит пять отверстий для фиксированного наклона трубки. Корректировку нулевого показания 0-0 осуществляют вращением регулировочного винта 7, перемещающего плунжер-вытеснитель 8 в чашке 5. Плунжер при погружении или подъеме изменяет уровень вакуумметрической жидкости в сосуде 5, а следовательно, и в трубке 1. В качестве манометрической жидкости помимо ртути чаще всего применяют этанол с концентрацией 95,5% (об.).

Значение давления определяют из соотношения

(10.5)

Р ~ давление, г/(см•с2);

l – длина манометрической жидкости в трубке L, α – угол наклона трубки;

d1 и d2 – внутренние диаметры соответственно чашки 5 и трубки 1; d3 – наружный диаметр плунжера р – плотность 95% го этанола составляет 0,810 г/см3; g – ускорение свободного падения, 980,665 см/с2

Трехходовой кран 6 служит для присоединения прибора к вакууммируемой системе и корректировке нулевого показана шкалы 3. Резиновые трубки 4 соединяют части прибора.

Вакуумметр Дубровина (рис. 244,6) позволяет растянуть щкалу давлений и тем самым увеличить точность измерений почти в 25 раз. В вакуумметре находится запаянная в верхнем конце свободно плавающая в ртути трубка 3 высотой 300 мм и внутренним диаметром 9 мм. Боковое смещение трубки ограничено тремя направляющими конусами 4, приваренными к сосуду 1 и слегка касающимися наружной стенки трубки 3.

Перед измерением трубка 3 полностью заполнена ртутью и плавает в сосуде 1. При уменьшении давления в этом сосуде трубка начинает всплывать, а уровень ртути в ней понижается. Значение А, отвечает измеряемому давлению в системе, с уменьшением давления на 1 торр значение А, уменьшается на 1 мм. Нижний предел измерения давления этим прибором лежит около 1 Па (0,01 торр).

Если вместо ртути использовать силиконовое масло , то нижний предел измерения давления может быть доведен до 8 10-2 Па (6*10-4 торр).

Дубровин Александр Иванович (1855-1922) – русский врач и общественный деятель.

Вакуумметр Мак-Леода (рис. 245,а) применяют для измерения высокого вакуума в пределах от 0,01 до 100 Па (10-4 -1,0 торр). Он служит также для калибровки и проверки остальных вакуумметров. Измерения, проводимые при помощи этого прибора, основаны на предположении справедливости закона Бойля -Мариотта для низких давлений.

Мак-Леод Джон (1877-1935) – канадский химик-органик, лауреат Нобелевской премии.

Бойль Роберт (1627 – 1691) – английский физик и химик. Закон открыл в 1660 г. Этот же закон независимо от Бойля был открыт французским физиком Э. Мариоттом.

Для измерения давления вакуумметр Мак-Леода присоединяют к вакуумной системе через вакуумный кран 1. После создания в приборе вакуума открывают трехходовой кран 7, связывающий манометр через трубку 9 с атмосферой, под давлением которой ртуть поднимается из склянки 10 вверх. При свое движении ртуть отсекает в резервуаре 5 вместимостью от 100 до 300 мл объем газа V0, занимающий этот резервуар, и связанный с ним объем капилляра 4 длиной 80 мм и диаметром 0,7 -1.6 мм. Рядом с капилляром 4 расположен капилляр 2 того же диаметра

245. Вакуумметры Мак-Леода (а) и Гурского (б)

Ртути дают подняться в капилляре 1 пока она не достигнет положения А на уровне вершины капилляра 4. Ртуть в этом капилляре доходит лишь до более низкой точки 8 сжимая газ в сосуде 5 и в капилляре 4 до объема Vx. как только ртуть в капилляре 2 достигнет уровня А, кран 7 закрывают.

Давление сжатого в капилляре 4 газа после такой операции равно измеряемому давлению системы плюс давление столба ртути между уровнями А и В. Если h, –

высота столба ртути, определяемая по рядом расположенной шкале, а давление р системы ничтожно мало по сравнению с давлением этого столба ртути, то из закона Бойля – Мариотта следует, что

(10.6)

где р – измеряемое давление, торр; V1 – объем сжатого газа в капилляре 4, мл; V0 – объем сосуда 5 и капилляра 4. мл.

Так как капилляр 4 имеет постоянный диаметр, имеем

(10.7)

V1 – объем капилляра на единицу его длины L, см3.

Отсюда

(10.8)

т е. давление газа в системе (в торр) пропорционально квадрату высоты столба ртути в капилляре 4. Отношение Vl/V0 определяют заранее, тщательно измеряя объем капилляра 4 и общий объем сосуда 5 и капилляра 4.

После измерения давления вакуумметр соединяют при помощи крана 7 с вакуумным насосом, присоединяемым к трубке и ртуть снова опускается в склянку 10.

Вакуумметр Мак-Леода дает неправильные результаты при измерении давления легко конденсирующихся газов, а также газов, содержащих примеси NH3, СO2, Н20, НС1, SO2 и другиим подобных не подчиняющихся закону Бойля – Мариотта

Другие части:

10.4. Измерение давления газа . Часть 1

10.4. Измерение давления газа . Часть 2

10.4. Измерение давления газа . Часть 3

К оглавлению

Источник