液柱测压计完整版.ppt

优点： 结构简单，使用方便（读液柱高度即可） 造价低，可以自制 缺点： 测量范围小，常用在实验室内 作业（P43-49） 1、2、3、7、9、13、15、22(图：汞) 第二章 流体静力学 第四节 液柱测压计 第四节 液柱测压计 在工程上或流体实验中，经常需要直接测量某点压强或两点压强差。 如，为了保证泵正常运转，在泵进口和出口分别装上真空表和压力表，以便随时观测压强大小来控制泵的工作 测量压强的仪器一般有：液柱测压计、弹簧金属式、电测式三大类。 液柱测压计： 利用液柱高度与被测液体压力相对平衡原理制成的测压仪表。 优点：构造简单，使用方便。 原理： 一. 液柱测压计 p与p0必须标准一致 方法：找等压面 等压面是两种流体或多种流体之间的桥梁，采用最多的是 两种液体的分界面。 一. 液柱测压计 （1）测压管：是一根玻璃直管或U形管； （2）压差计：是测定两点压强差的仪器； （3）微压计：是测定微小压强（或压强差）的仪器。 分类： 简单的测压管一端和所需测量的压强之处相连接，另一端开口和大气相通。 1、测压管：直接由同一液体引出来的液柱高度来测量压强 测压管 （1）直管： 测压管 A A 1、测压管：直接由同一液体引出来的液柱高度来测量压强 （1）直管： 优点：简单 在需要测压强处接一根测压管，读出高度即可测量该点压强。 缺点：测量范围小 只能测量较小的表压强，当表压强为0.2大气压时，相当于2m水柱，即需要2m以上的测压管，用起来很不方便。 （2） U 形管测压计 利用相对密度较大的水银作为工作液，装在U形管中，一端接在容器的测压点上，用来测量该点压强大小，另一端和大气相通。 测量原理： 如图所示。U形管在没有接到测点M以前，左右两管内的液面高度相等。U形管接到测点上后，在测点M的压强作用下，左管的液面下降，右管的液面上升，直到平衡为止。这时，被测流体与管内工作介质的分界面1-2是一个等压面。U形管左、右两管中的点1和点2的静压强相等。 当被测容器中的流体压强高于大气压强（即ppa): p1=p+ρ1gh1 p2=pa+ρ2gh2 所以 p+ρ1gh1=pa+ρ2gh2 M点的绝对压强为 ：p=pa+ρ2gh2-ρ1gh1 M点的相对压强为： p相对=p-pa=ρ2gh2-ρ1gh1 找等压面：由于U形管1、2两点在同一等压面上 由此可得A点的相对压强 由于工程大气压相当于736mm汞柱高度，所以水银测压计的测量范围可达到1～2个大气压。 当被测流体为气体时，由于气体的密度比较小，上式最后一项 可以忽略不计。 （3） 组合式U 形管测压计 当所测量的压强更大时，可以使用连续组合的U形管。 b b p 空气‘ a a h1 h2 h3 水银 被测液体 γ 等压面作为桥梁 测量两点压强差的仪器叫做压差计，管子两端接在不同的两个测压点上。 2. 压差计（U形管比压计） A 空气 a γ γ B hm y 左图为测定A、B两处液体压强差的空气压差计 pA=p液+γ(hm+ y - a) pB=p液+γ y pA－γ(hm+ y - a)=pB－γ y p液 pA－ pB =γ(hm - a) 如果A、B两处在同一高程： pA－ pB =γhm 当需要测定的压差较大时，可采用左图所示的水银压差计。 A a a hm 水银 γA Z2 γB B 如果A、B两处为同种液体： 如果A、B两处为同种液体且在同一高程，即Z1=Z2： γ’ Z1 水管下部为U形管式水银压差计， 它的计算公式为： 管道上部为倒U 形管式水柱压差计， 忽略空气密度，则计算公式为： 压差计 1 2 3. 微压计 测量较小压强或压强差的仪器叫做微压计。 p2 微压计 因此，根据静水压强基本方程可得 倾斜式微压计是由一根倾角 可调的玻璃管（测压管）和一个盛液体的小容器组成。如果斜管入口压强 和容器入口压强 相等，则容器内液面与斜管中的液面齐平；当 和 不相等时，例如 ，则斜管中液面将上升，容器内液面下降，容器液面与玻璃管中液面高差为h，对应的斜管读数l p1 l p2 （2-4-5） p1 l p2 当测定时α为定值，只需测得倾斜长度l，就可得出压差。 倾斜角度越小，l比h放大的倍数就越大，测量的精度就越高。