КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Измерение гидростатического давления
Выполнил: Лищук Д.С Студент группы ПТЭ-12
Руководитель: Михолап Н.Н Ассистент
Братск 2013 1.1. Цель работы Получение навыков экспериментального измерения давления жидкостными манометрами и применения результатов для теоретического определения объемного соотношения состава жидкой смеси. 1.2. Основные теоретические положения Измерения давлений жидкостными манометрами принципиально сводятся к сравнению величины этого давления с величиной противодействующего давления столба рабочей жидкости, соединяющего систему (объект) измерения с атмосферой. Таким образом, для определения давления в системе необходимо знать высоту противодействующего столба рабочей жидкости манометра, которая для чашечных манометров определяется по стандартным шкалам, а для U-образников по разности Ah между свободными поверхностями столбов рабочей жидкости в обеих трубках. Гидростатическое давление определяется по основной формуле гидростатики: где р и р0 - искомое и атмосферное давление, соответственно, Па; ρ- плотность рабочей жидкости, кг/м3; g - ускорение свободного падения, м/с2; - разность столбов рабочей жидкости, м. Разделив (1) на плотность рабочей жидкости ρ и представив , получим согласно теории энергетических аналогий выражение преобразования пьезометрического потенциала в потенциал силового поля:
При измерении давления системы несколькими U - образными манометрами можно записать:
Тогда можно из (2) путем деления «i»-гo потенциального выражения на «j»-e получить соотношение
При «i»-м измерении манометром с эталонной жидкостью, например дистиллированной водой, из (3), зная перепады высот ∆h для эталонного манометра и манометра с неизвестной жидкостью, можно определить плотность последнего ρн
В нашем случае индекс «д.в.» относится к манометру с дистиллированной водой, а «н» к манометру с неизвестной плотностью рабочей жидкости, определяемой в процессе выполнения лабораторной работы. Если параметры определяемой рабочей жидкости представляют собой смесь двух жидкостей, то индекс «н» можно заменить индексом «см». Основные, используемые в промышленности двухкомпонентные растворы (смеси) имеют табулированные соотношения между плотностью, температурой и концентрацией компонент раствора. Под концентрацией понимается доля компонента в смеси - объемная, массовая, мольная. Массовая концентрация См базируется на законе сохранения масс:
где m1, m2, и mсм - соответственно массы первого, второго компонента и всей смеси; индекс «i» определяет выбор компонента. Расписывая массы (6) через объем и плотность, получим: или Для определения соотношения объемов (объемной концентрации) примем допущение идеальных, химически не реагирующих смесей: где - объемы смеси первого и второго компонента, соответственно. Разделим (9) на и вычислим соотношение:
Подставляя (10) в (8) получим или
Концентрация для 2-го компонента из (7), при выражении через плотности и объемы примет вид:
а после подстановки из (11) получим выражение для концентрации через плотности компонентов:
Таким образом, зная плотности исходных чистых компонентов (табличные) и экспериментальную плотность смеси можно определить массовую концентрацию любого из компонентов, а с учетом определения плотностей путем измерения давлений получаем возможность (с определенной степенью точности) лишь по сравнительному замеру жидкостными манометрами, определять концентрацию компонентов смеси.
1.3. Описание установки и порядок выполнения эксперимента
Схема экспериментальной установки приведена на рисунке 1.
Рисунок 1 – Схема экспериментальной установки.
Она состоит из двух жидкостных U-образных манометров 1 и 2, одни концы которых свободно связаны с атмосферным давлением, а другие при помощи эластичных трубок объединены в общую пневматическую цепь 3 с пережимом 4 и источником давления - грушей 5. Манометр 1 заполнен рабочей жидкостью - дистиллированной водой, а во второй - смесью воды с этиловым спиртом.
Обработка данных. Длина капилляра l=32 мм=0,032 м Диаметр капилляра 0,45 мм = 0,00045 м Объемный расход воздуха G=58 см3/с = 0,000058 м3/с
Режим1. 1) h1-h2=199мм=0,199м Т=341 К Разность давлений воды P1 -P2= 1000 9.81 0.199=1950.2 Па 2) Коэффициент внутреннего трения воды. 3) Эффективное сечение соударения молекул Режим 2. 1) Р1 –Р2 = 1000 9,81 0,234=2295,54 Па 2) 3)
Режим 3. 1) Р1-Р2= 1000 9,81 0,247=2423,07 2) 3) const =
Вывод: получили навыки экспериментального измерения давления жидкостными манометрами и применение результатов для теоретического определения объемного соотношения состава жидкой смеси.
Дата добавления: 2015-07-02; Просмотров: 491; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |