Пружинный манометр подключен к сосуду с водой

Нормальное давление в любой системе трубопроводов или резервуаров важно контролировать. Именно для этого необходим манометр. Этот контрольный прибор отображает реальный показатель давления в технологической системе. Манометры имеют разные чувствительные элементы, основными из них являются капсульная пружина (для замера низкого давления) и трубчатая пружина (для замера высокого давления). Также при подборе стоит учитывать, что они рассчитаны на разные рабочие среды (газообразные, жидкие и т.д.). К примеру, требование по подбору и установке манометра на трубопроводе с холодной водой и перегретым паром будут существенно отличаться.

Существующие способы подключения манометра

Первый и самый важный момент – установка манометра может проводиться только при отсутствии давления в системе. Также стоит обратить внимание на следующие моменты подключения манометра:

Шкала манометра должна быть расположена вертикально.
Необходимо строгое соблюдение монтажных допусков.
Правила установки манометров предусматривают применение гаечного ключа.
Важно не применять при подключении манометра нагрузку на корпус.

На данный момент существует 3 типа подключения манометров – прямой, с использованием трехходового клапана и с использованием отборного устройства. Рассмотрим каждый из них подробнее.

Подключение манометра прямым способом

Установка манометра на сосуде или трубопроводе прямым способом допускается перед, либо после задвижек. На месте монтажа прибора, необходимо установить бобышку (например, с помощью сварки). Данная методика распространена для сосудов или трубопроводов, в которых стабильное давление, то есть не наблюдаются скачки давления и не потребуется замена контрольного элемента.

Установка манометров с трехходовым краном

Установка манометров с трехходовым краном или аналогичным устройством для продувки и отключения манометра, необходима, если при проверке данных потребуется сброс показаний прибора на 0. Данный элемент применяют для выравнивания давления. Установка манометров с трехходовым краном позволяет производить различные работы без прекращения функционирования всей технологической системы.

Отборное устройство

Установка манометра на трубопроводе с внедрением отборного устройства востребована, если система характеризуется высокой или минусовой температурой измеряемой среды. При такой схеме монтажа манометра нужно соблюдать порядок установки элементов:

Бобышка
Отвод
Трехходовой кран (или аналогичное устройство)
Манометр

Основные правила установки манометра, его эксплуатации и съема

Существует ряд требований к установке манометра, при соблюдении которых прибор будет работать стабильно и показывать реальное давление среды в трубопроводах и сосудах.

Монтаж манометра необходимо проводить так, чтобы процесс контроля давления, ремонта и обслуживания не вызывал затруднений.
Подключение манометра осуществляется с учетом соблюдения зазоров между элементами конструкции.
При установке манометра на трубопроводе номинальный диаметр манометров, устанавливаемых на высоте до 2 метров от уровня площадки наблюдения за манометрами, должен быть не менее 100 мм, на высоте от 2 до 3 метров – не менее 160 мм и на высоте от 3 до 5 метров – не менее 250 мм. При расположении манометра на высоте более 5 метров должен быть установлен сниженный манометр в качестве дублирующего.
Выбор манометра, для эксплуатации в условиях дополнительных физических воздействий на него, должен осуществляться в соответствующем исполнении. Должны быть учтены такие параметры как климатическое исполнение прибора, степень пылевлагозащиты, группа виброустойчивости.
Чтобы предотвратить замерзание измерительного оборудования, его дополнительно обеспечивают теплоизоляцией.
Манометр не допускается к применению, если образовались видимые повреждения (трещины, сколы или другие повреждения, которые могут отразиться на правильности его показаний). Прибор должен быть демонтирован и утилизирован.
В некоторых случаях возможен ремонт поврежденных приборов. Для этого так же необходимо произвести демонтаж устройства. Далее прибор передается в аттестованную лабораторию для выполнения ремонтных работ.

Если у вас остались вопросы по процессу установки манометра, специалисты отдела продаж всегда готовы проконсультировать вас. Обращайтесь!

Источник

1. Задачи по гидростатике

2. Давление в точке

p = p0 + r gh
Для несжимаемой жидкости давление в точке равно:
Где p0 – давление на поверхности жидкости; ρgh – давление столба жидкости высотой
h.
Различают абсолютное и избыточное давления. Абсолютное давление изменяется от нуля и
может быть сколь угодно большим. Избыточное или манометрическое давление показывает
превышение давление над атмосферным давлением
Поскольку давление может быть и меньше атмосферного, то недостаток давления до
атмосферного называют вакуумом или вакуумметрическим давлением.

1
1

Вакуум
Абсолютное давление
2
3
1
4
3
2
Избыточное давление
5
6 ата
4
5 ати

3. Задача 1

В U-образный сосуд налиты ртуть и вода. Линия раздела жидкостей расположена
ниже свободной поверхности ртути на hрт=8 см. Определить разность уровней h- в
обеих частях сосуда.
Дано
p =p
p = p + r gh
1
hв
1 2

в
p2 = p0 + r рт ghрт
ρв=1000кг/м3
p0 + rв ghв = p0 + r рт ghрт
hрт ρрт=13600 кг/м3
r рт
rв
1
hрт=8 см
___________________
hв = hрт
2
в
Сократив на р0 и решая относительно hв, получим:
h=?
Искомая разность уровней равна
h = hрт
r рт
13600
– hрт = 8
– 8 = 100,8 см
rв
1000
h = hв – hрт

4. Задача 2

Найти абсолютное и избыточное давление на свободной поверхности жидкости в
закрытом сосуде с бензином, если уровень жидкости в открытом пьезометре выше
уровня жидкости в резервуаре на h=2 м, а атмосферное давление pa=100 кПа.
Дано
pa
p0
h
h=2 м
ρ=750 кг/м3
р
а
=100 кПа
—————
р0=?
В точках, лежащих на одной горизонтальной
плоскости, давление одинаково, откуда:
Абсолютное давление
p0 = pa + r gh = 100000 + 750 × 9,81 × 2 =
114700 Па
Избыточное давление
p0 = r gh = 750 × 9,81 × 2 = 14700 Па

5. Задача 3

Определить разность давлений в резервуарах А и В, заполненных водой, если показание
дифференциального водортутного манометра h равно 100 мм
вода
A
B
a
р1 = р А + r в g ( а + h )
hрт=100 мм=0,1 м
р2 = рBв + r gарт
+ r gh
ρв=1000 кг/м3
h
1
Дано
2
ртуть
р1 = р2
ρрт=13600 кг/м3
___________________
р А + rв g (Δр=?
а + h ) = рВ + rв gа + r рт gh
р А – рВ = r рт gh – rв gh = hg ( r рт – r в )
р А – рВ = hg ( r рт – rв ) = 0,1× 9,81( 13600 – 1000 ) = 12360 Па

6. Задача 4

К резервуару, заполненному газом давлением р0, присоединена трубка, опущенная в
сосуд с ртутью. Определить давление в резервуаре, если ртуть поднялась в трубке на
высоту h= 23 см.
pа = p0 + r рт gh
Дано
р0
h=23 см
ρрт=13600 кг/м3
рa
h
р
p0 = pа – r рт gh
=98,1 кПа
а
—————
р0=?
р0 = 98100 – 13600 × 9,8 × 0, 23 = 67400 Па

7. Задачи на дом

Определить абсолютное и избыточное давление на дно сосуда, если глубина воды в
нем h=4 м, абсолютное давление на поверхности воды p0 =175 кПа, а атмосферное
давление рa=98,1 кПа.
К резервуару, заполненному газом давлением р0 (рис.1), присоединена трубка,
опущенная в сосуд с ртутью. Определить высоту h на которую ртуть поднялась в
трубке, если давление в резервуаре р0=32 кПа, а атмосферное давление равно рa=98,1
кПа.
pм
Пружинный манометр подключен к
сосуду глубина воды в котором h=1,5 м
р0
h1 (рис. 2). Центр манометра находится
выше уровня воды на высоте h1=0,75
м. Определить избыточное давление на
h
рa
h дно сосуда, если манометр показывает
рм=160 кПа.
pд
Рис. 1
Рис. 2

8. Сила давления на плоские поверхности

р0
F = ( p0 + r ghc ) S
А
F
d
В
h
hd h c
a
ll
c
с
ld
r g sin a I c
ld = lc +
( p0 + r glc sin a ) S
А’
dS
d
с
S
h = l sin a ; hc = lc sin a ; hd = ld sin a
Для вертикальной стенки
Для открытых сосудов, р0=0
F = r ghc S
Ic
ld = lc +
lc S
Ic
hd = hc +
hc S

9. Задача 5

Прямоугольный вертикальный щит шириной b = 4.0 м находится в пазах. Вес щита G =
4.9 кН, коэффициент трения щита в пазах f = 0.5. Определить усилие Т, необходимое для
подъема щита, если уровни воды составляют: Н = 3 м, h = 1 м.
F = F1 – F2
F1
F2
b
F = r g ( H 2 – h2 )
2
Дано
b = 4,0 м
G = 4,9 кН
f = 0,5
H=3м
h=1м
————
Т=?
F = r ghc S
h
hc 2 = ; S 2 = bh
2
2
bH
F1 = r ghc1S1 = r g
22
bh
F2 = r ghc 2 S 2 = r g
2
b
T = G + f × F = G + f r g ( H 2 – h2 )
2
H
hc1 = ; S1 = bH
2
4 2 2
T = 4900 + 0,5 ×1000 × 9,81 × × ( 3 – 1 ) = 83380 Н
2

10. Задача 6

Круглое отверстие в вертикальной стенке резервуара, диаметром d = 40 см, перекрыто
плоским клапаном. Найти величину и точку приложения силы, прижимающей клапан
к стенке, если центр отверстия расположен ниже свободной поверхности воды на Н=
0.8 м.
Дано
d=40 см
Н=0,8 м
________
F=?, hd=?
F = r ghc S
Ic
hd = hc +
h
hc S 2
d
F
hc = H ; S = p
4
pd4
Ic =
64
2
d
0, 42
F = r gH p
= 1000 × 9,81× 0,8 × 3,14 ×
= 986 H
44
4
2
2
d
hd = H +
4p d
d
0, 4
=
Hм
+
=
0,8
+
= 0.813
2
64 H p d
16 H
16 × 0,8

11. Задача 7

Определить натяжение троса T, удерживающего щит шириной b = 2 м при глубине
воды Н= 1.8 м, если угол наклона щита a = 60о . Весом щита пренебречь, точка
приложения троса расположена на высоте h =0,7 м выше поверхности воды
H
bH
; S=
2
sin a
bH 2
2 ×1,82
F = rg
= 1000 × 9,81
= 36700 Н
2sin a
2 × 0,866
hc
H
bH 3
Ic
lc =
=
; Ic =
ld = lc +
3
sin
a
2sin
a
12sin
a
lc S
H
bH 3 2sin 2 a
2H
ld =
+
=
3
2
2sin a 12sin a bH
3sin a
F = r ghc S
h
ld
F
O
2 ×1,8
ld =
= 1,386 м
3 × 0,866
hc =
T ( H + h)
æ H
ö
= Fç
– ld ÷
sin a
è sin a
ø
æ 1,8
ö 0,866
æ H
ö sin a
T =Fç
– ld ÷
= 36700 × ç
– 1,386 ÷
= 8804 Н
è sin a
ø H +h
è 0,866
ø 1,8 + 0, 7

12. Сила давления на криволинейные поверхности

F = Fг2 + Fв2
Fг = r ghc Sв
Fв = r gW
Fв
H
H
Fв

13. Задача 8

Определить силу давления воды на 1 п м ширины вальцевого затвора
диаметром D = 1,5 м
F = Fг2 + Fв2
Fг
H
hc = ; S = bH
2
Fг = r ghc Sв
bH 2
Fг = r g
2
F
bH 2
1×1,52
Fг = r g
= 1000 × 9,81 ×
= 11040 H
2
2
p D2
3,14 ×1,52
Fв = r gW = r gbН
= 1000 × 9,81 ×1 ×
= 8662
4×2
8
в
Дано
b=1 м
D=1,5 м
_______
F=?
FН= 11040 + 8662,5 = 14033
2
2
a = arctg (0, 785) = 38,10
Fв 8662
tga =
=
= 0, 785
Fг 11040

14. Задача 9

Определить силу давления воды на затвор, перекрывающий отверстие в канале
высотой a = 2 м, между двумя смежными камерами, если глубины воды h1 = 5 м, h2
= 2,5 м, ширина затвора b = 4 м, его относ d = 1 м
Дано
h1=5 м
h2= 2,5 м
a=2м
h1
h2
a
d
d=1 м
ρg(h1-h2)
b=4м
F=?
aö
æ
Fг1 = r g ç h1 – ÷ ba
2ø
è
aö
æ
Fг 2 = r g ç h2 – ÷ ba
2ø
è
Fг = Fг1 – Fг 2 = r gba ( h1 – h2 ) = 1000 × 9,81× 4 × 2 ( 5 – 2,5 ) = 196200 н
Fв = r gW = r gd ( h1 – h2 ) b = 1000 × 9,81×1( 5 – 2,5 ) 4 = 98100 н
F = Fг2 – Fв2 = 1962002 + 981002 = 219400 н
Fв 98100
tga =
=
= 0,5; a = arctg ( 0,5 ) = 26,5o
Fн 196200

15. Задача 10

Определить сколько бревен диаметром d = 20 см и длиной l = 10 м необходимо для
перевозки машины массой М = 7000 кг
F
Дано
d = 20 см
l
=10 м
М
= 7000 кг ρд =
650 кг/м3 ρв
=1000кг/м3
n=?
Gм
Gп
F > Gм + Gп
Gм = gM
pd2
G1д= r g
l
4
pd2
F1в= r g
l
4
F = nF1п; G =1 nG
Gм
n=
=
F1 – G1
gM
pd2
g
l ( rв – r д )
4
9,81 × 7000
=
= 63, 69 = 64 шт
3,14 × 0, 2210
9,81
( 1000 – 650 )
4

16. Задачи на дом

1. Прямоугольный щит шириной b = 5 м закреплен шарнирно
в точке О. (рис.1) Определить усилие T, необходимое для
подъема щита, если h = 4.0 м, Н = 1.9м, угол наклона щита к
горизонту – 600.
2. Найти величину и точку приложения силы гидростатического
давления на вертикальный щит шириной b=3,5 м, если вода с
одной стороны Н=2,4 м, с другой стороны h= 0,8м
3. Определить силу давления воды на криволинейную часть
резервуара, представляющую собой четверть кругового
цилиндра, радиусом R=1,4 м, протяженностью b= 3 м, если
глубина воды Н=5,0 м.
4. Прямоугольный понтон размером L*B*H = 5.5*2.5*2.2 м и
массой М =4200 кг находится в воде. Определить
грузоподъемность понтона при осадке h= 1.8 м.

17. Уравнение Бернулли

Для невязкой жидкости
Для вязкой жидкости
Пьезометрическая линия
Напорная линия
p v2
z+
+
= const
r g 2g
p
v2
z+
+
+ hc = const
r g 2g
p
z+
rg
p
v2
z+
+
r g 2g
Линия полного гидродинамического
напора
p
v2
z+
+
+ hc
r g 2g

18. Задача 11

Построить для заданной схемы пьезометрическую и напорную линии для невязкой
жидкости
d1 > d 2
v12
2g
H
p1
rg
d1
Напорная линия
v1 < v2
v22
2g
р2=0
d2
Пьезометрическая линия
v12 v22
<
2g 2g

19. Задача 12

Построить для заданной схемы пьезометрическую и напорную линии для невязкой
жидкости
d1 > d 2
v12
2g
v22
2g
p1
rg
d1
H
v1 < v2
v12 v22
<
2g 2g
d2
Напорная линия
Пьезометрическая линия
p2
rg

20. Задача 13

Построить для заданной схемы пьезометрическую и напорную линии для вязкой
жидкости
d1 > d 2
hвх
v12
2g
p1
rg
H
d1
hl1
hвн.с
hl2
v22
2g
d2
Пьезометрическая линия
Напорная линия
Линия полного гидродинамического напора
v1 < v2
v12
v22
<
2g 2g
l v2
l v2
hl = l
; I=
d 2g
d 2g
I1 < I 2

21. Задача 14

Построить для заданной схемы пьезометрическую и напорную линии для вязкой
жидкости
v12
2g
p1
rg
d1
v22
2g
hвх h
l1
hвн.с
H
p2
rg
d2
Пьезометрическая линия
Напорная линия
Линия полного гидродинамического напора
hl2
v12
2g
d1 > d 2
v1 < v2
v12 v22
<
2g 2g
l v2
l v2
hl = l
; I=
d 2g
d 2g
I1 < I 2

22. Задание на дом

Придумать схемы движения жидкости (не менее 2-х участков) с истечением в
атмосферу и под уровень, и построить для них пьезометрические и напорные линии
для невязкой и вязкой жидкостей.

Источник

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА №1

Гидростатика

__Гидравлика и Гидрогазодинамика ________

(указывается наименование дисциплины в соответствии с учебным планом)

Направления подготовки:

280700 «Техносферная безопасность»

151900 Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств

Профиль подготовки:

Инженерная защита окружающей среды;

Технология машиностроения

Квалификация выпускника: бакалавр

Форма обучения: очная

г. Егорьевск 2014

Гидравлика. Гидрогазодинамика

Гидростатика

Контрольная работа №1

Тема: Физические свойства жидкости. Гидростатика

Варианты КР подготовил доцент Козенец В.В.

Задачи контрольной работы рассмотрены и одобрены на заседании учебно-методической группы (УМГ) кафедры

технологии автоматизированного производства

(полное наименование без сокращений)

(протокол № _____ от _______ 2014 г.)

Председатель УМГ кафедры разработчика _________ А.А. Махов

Егорьевский технологический институт (филиал) (ЕТИ ФГБОУ ВПО МГТУ «СТАНКИН» Вариант№3
1.	К резервуару, заполненному газом при давлении , присоединена трубка, опущенная в сосуд с ртутью. Требуется: а) определить давление в резервуаре, если ртуть поднялась в трубке на высоту h=0,23 м; б) найти высоту h1, на которую поднимется ртуть в трубке, если вакуум в резервуаре составляет hв = 3 м вод.ст., а атмосферное давление Па . Принять плотность воды , а плотность ртути .
2.	В отопительный котел поступает воды при температуре . Сколько кубометров воды входит в котел и выходит из него, если нагрев производится до температуры ; принять коэффициент температурного расширения воды равным ?
	_____________ доц. Козенец В.В.

Второй вариант контрольной работы по гидростатике

Задание 1

Задача 1.1

Участок трубопровода заполнен водой при температуре 10 и атмосферном давлении. Определить повышение давления в трубопроводе при нагреве воды на 5 и закрытых задвижках на концах участка.

Задача 1.2

Задание 2

Задача 2.1

В вертикальном цилиндрическом резервуаре диаметром d = 2м хранится 15т нефти. Ее плотность при температуре равна 850 . Определить колебание уровня нефти в резервуаре Δh при колебании температуры от до . Расширение резервуара не учитывать. Коэффициент температурного расширения нефти .

Задача 2.5

Задание 3

Задача 3.1

Котел емкостью заполнен водой при атмосферном давлении. Если при гидравлическом испытании нужно довести давление до по манометру, то за какое время это можно осуществить при помощи насоса, подающего ?

Задача 3.2

Задание 4

Задача 4.1

В автоклав объемом W0 = 50 л под некоторым давлением закачано W1 = 50,5 л эфира. Определить, пренебрегая деформацией стенок автоклава, повышение давления в нем Δp , если коэффициент объемного сжатия эфира при .

Задача 4.2

Определить давление, возникающее в жидкости, и силу, развиваемую гидравлическим прессом, если: диаметр большого плунжера D=500мм, диаметр малого плунжера d = 50 мм , большое плечо рукоятки а = 500 мм, меньшее плечо b =100 мм. Усилие, прикладываемое к рукоятке G = 150 Н. Весом плунжера и трением в уплотнениях пренебречь.

Задание 5

Задача 5.1

Определить давление, требующееся для сжатия жидкости с объемным модулем упругости Е=2000 МПа в 1,5 раза.

Задача 5.2

Задание 6

Задача 6.1

Задача 6.2

Задание 7

Задача 7.1

Задача 7.2

Задание 8

Задача 8.1

Задача 8.2

Задание 9

Задача9.1

Задача 9.2

Задание 10

Задача 10.1

Определить давление, требующееся для сжатия жидкости с объемным модулем упругости Е=2000 МПа в 1,5 раза.

Задача 10.2

Задание 11

Задача 11.1

Задача 11.2

Определить силу полного давления воды на плоский щит, перекрывающий канал, и усилие, которое необходимо приложить для подъема щита. Ширина канала b = 1,8 м, глубина воды в канале h = 2,2 м. Вес щита G = 15 кН. Коэффициент трения щита по опорам f = 0,25.

Задание 12

Задача 12.1

Задача 12.2

Задание 13

Задача 13.1

Задача 13.2

Прямоугольный поворотный затвор размерами b× a =1× 2 м перекрывает выход из резервуара. На каком расстоянии х необходимо расположить ось затвора 0 , чтобы при открывании его в начальный момент необходимо было преодолевать только трение в шарнирах, если глубина в резервуаре H = 3 м .

Задание 14

Задача 14.1

Задача 14.2

Вертикальный плоский прямоугольный щит, состоящий из пяти одинаковых досок шириной a = 20 см и длиной l =1,6м, сдерживает напор воды высотой H =1м. Определить силу Р давления воды на щит в целом и на каждую доску щита в отдельности.

Задание 15

Задача 15.1

Определить давление, требующееся для сжатия жидкости с объемным модулем упругости Е=2000 МПа в 1,5 раза.

Задача 15.2

В вертикальном цилиндрическом резервуаре диаметром D = 8м находится вода высотой слоя h1 =1,2м и нефть плотностью c высотой слоя h2 = 6,6м. Определить манометрическое давление p у дна резервуара и силу Р действия жидкости на дно.

Источник