SPRAWOZDANIE Z ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH Z TERMODYNAMIKI

TEMAT : POMIAR CIŚNIENIA

I. CEL ĆWICZENIA

Zapoznanie się z zasadą działania przyrządów do pomiaru ciśnienia oraz sprawdzenia tych przyrządów dla ustalenia ich przydatności do celów eksploatacji.

II. PRZYRZĄDY POMIAROWE

1. Manometr różnicowy U - rurka:

• ciecz wypełniająca urządzenie : woda

• dokładności skali : 1 [mm]

• zakres pomiarowy: 1200 [mm]

2. Manometr sprężynowy przeponowy :

• zakres pomiarowy : do 6 [kPa]

• klasa dokładności : 1,6

• działka elementarna : 0,2 [kPa]

• klasa dokładności: 1,6

3. Manometr wzorcowy PRLT SL1 :

• zakres pomiarowy: do 6 [kPa]

• klasa dokładności: 0,6

• działka elementarna: 0,05 [kPa]

4.Manometr badany:

• zakres pomiarowy: do 0,6 [kPa]

• klasa dokładności: 1,6

• działaka elementarna: 1 [ ^kG/_cm²]

5. Multimetr :

• zakres pomiarowy : 10 [V]

• klasa dokładności : 1,5

• działka elementarna : 0,001 [V]

6. Urządzena dodatkowe :

• przetwornik piezoelektryczny typu PU 200

• zakres pomiarowy :
  mbar (
  V )

• pompka wywołująca ciśnienie w układzie

III. OPIS STANOWISKA

STANOWISKO NR 1

Stanowisko badawcze składa się z trzech manometrów mierzących równocześnie ciśnienie panujące w zbiorniku , do którego mała pompka pompuje powietrze powodując w ten sposób powstanie pewnego ciśnienia. Ciśnienie mierzone jest przez manometr sprężynowy przeponowy , manometr różnicowy Trzecim układem , który mierzy ciśnienie jest układ złożony z woltomierza oraz przetwornika piezoelektrycznego , który przetwarza występujące w zbiorniku poziomy ciśnienia na odpowiednie poziomy napięcia . Dzięki liniowej charakterystyce tego przetwornika możliwe jest odczytywanie poziomu ciśnienia panującego w zbiorniku ze skali woltomierza (po odpowiednim przeliczeniu i wyskalowaniu stanów zerowych tj. jakiemu napięciu woltomierza odpowiada zerowy poziom ciśnienia w zbiorniku) Poziom ciśnienia w zbiorniku reguluje się poprzez otwieranie zaworu.

STANOWISKO NR 2

Stanowisko drugie służy do sprawdzania manometru sprężynowego za pomocą manometru tłokowego. Jest to metoda bezpośrednia. Odpowiednie ciśnienie w manometrze tłokowym wywołuje się przez obniżenie tłoka ciężarkami i przez obrócenie kółka ręcznego ustawia się talerzyk na wysokości wskaźnika. Aby zmniejszyć wpływ tarcia na wyniki pomiarów, tłok wprawia się w ruch obrotowy przez ręczne napędzanie talerzyka.

IV. WYNIKI POMIARÓW I OBLICZEŃ

1 [mm H₂O] = 9,81 [Pa]

1 [mm H₂O] = 0,00981 [kPa]

10 [V] = 20 [kPa]

0 [V] = 0 [kPa]

1 [kG/cm²] = 9,8⋅10⁴ [Pa]

1 [atm] = 1,01⋅10⁵ [Pa]=1,01⋅10² [kPa]

TABLA POMIARÓW

MANOM.	U - rurka				MULTIMETR		MANOM.	U - rurka				MULTIMETR
[kPa]	L	[mm]		P	[V]		[kPa]	L	[mm]		P	[V]
6	300		300		2,780		0	0		10		0
5,8	295		294		2,681		0,2	10		25		0,120
5,6	285		285		2,595		0,4	19		39		0,220
5,4	274		275		2,501		0,6	25		45		0,300
5,2	263		266		2,411		0,8	35		54		0,400
5,0	253		256		2,316		1,0	48		65		0,515
4,8	242		245		2,221		1,2	60		75		0,605
4,6	232		235		2,111		1,4	70		85		0,710
4,4	224		227		2,044		1,6	80		95		0,795
4,2	212		217		1,948		1,8	90		104		0,880
4,0	202		207		1,860		2,0	100		112		0,960
3,8	192		197		1,780		2,2	110		120		1,050
3,6	181		189		1,688		2,4	120		130		1,150
3,4	171		179		1,596		2,6	130		144		1,245
3,2	160		170		1,505		2,8	140		150		1,320
3,0	152		160		1,425		3,0	150		160		1,430
2,8	141		151		1,326		3,2	160		170		1,500
2,6	132		142		1,242		3,4	170		180		1,600
2,4	121		132		1,150		3,6	180		190		1,690
2,2	111		122		1,060		3,8	190		200		1,775
2,0	100		112		0,968		4,0	200		210		1,865
1,8	90		104		0,888		4,2	210		220		1,955
1,6	80		94		0,791		4,4	222		228		2,045
1,4	70		84		0,694		4,6	232		235		2,125
1,2	59		74		0,606		4,8	242		246		2,226
1,0	48		63		0,500		5,0	252		255		2,315
0,8	36		52		0,404		5,2	263		265		2,405
0,6	26		44		0,315		5,4	273		275		2,495
0,4	15		33		0,218		5,6	283		284		2,582
0,2	4		23		0,116		5,8	293		293		2,680
0	0		10		0		6,0	303		302		2,760

CIŚNIENIE MALEJĄCE				CIŚNIENIE ROSNĄCE
U - rurka		Multimetr		U - rurka		Multimetr
[mm H2O] ()	[kPa]	[V]		[mm H2O] ()	[kPa]	[V]
600	5,886	2,780		20	0,1962	0
589	5,77809	2,681		25	0,24525	0,120
570	5,5917	2,595		58	0,56898	0,220
549	5,38569	2,501		70	0,6867	0,300
529	5,18949	2,411		89	0,87309	0,400
509	4,99329	2,316		113	1,10853	0,515
487	4,77747	2,221		135	1,32435	0,605
467	4,58127	2,111		155	1,52055	0,710
451	4,42431	2,044		175	1,71675	0,795
429	4,20849	1,948		194	1,90314	0,880
409	4,01229	1,860		212	2,07972	0,960
389	3,81609	1,780		230	2,2563	1,050
370	3,6297	1,688		250	2,4525	1,150
350	3,4335	1,596		274	2,68794	1,245
330	3,2373	1,505		290	2,8449	1,320
312	3,06072	1,425		310	3,0411	1,430
292	2,86452	1,326		330	3,2373	1,500
274	2,68794	1,242		350	3,4335	1,600
253	2,48193	1,150		370	3,6297	1,690
233	2,28573	1,060		390	3,8259	1,775
212	2,07972	0,968		410	4,0221	1,865
194	1,90314	0,888		430	4,2183	1,955
174	1,70694	0,791		450	4,4145	2,045
154	1,51074	0,694		467	4,58127	2,125
133	1,30473	0,606		488	4,78728	2,226
111	1,08891	0,500		507	4,97367	2,315
88	0,86328	0,404		528	5,17968	2,405
70	0,6867	0,315		548	5,37588	2,495
48	0,47088	0,218		567	5,56227	2,582
27	0,26487	0,116		586	5,74866	2,680
20	0,1962	0		605	5,93505	2,760

() - Różnica pomiędzy wychyleniem słupa H₂O w ramieniu lewym i prawym.

METODA POŚREDNIA
		CIŚNIENIE ROSNĄCE	CIŚNIENIE MALEJĄCE
MANOMETR BADANY		MANOMETR WZORCOWY	MANOMETR WZORCOWY
[^kG/cm^2]	[MPa]	[MPa]	[MPa]
5	0,49	0,49	0,48
10	0,98	0,95	0,98
15	1,47	1,47	1,49
20	1,96	2,00	2,00
25	2,45	2,49	2,50
30	2,94	2,98	3,00
35	3,43	3,48	3,50
40	3,92	3,97	4,00
45	4,41	4,48	4,48
50	4,90	5,00	5,00
55	5,39	5,50	5,50
60	5,88	5,95	5,95

METODA BEZPOŚREDNIA
OBCIĄZENIE		OBCIĄŻENIE ROSNACE		OBCIĄŻENIE MALEJĄCE
		MANOMETR BADANY		MANOMETR BADANY
[atm]	[kPa]	[atm]	[kPa]	[atm]	[kPa]
0	0	0	0	0	0
1	101	1,5	151,5	1,5	151,5
6	606	6,5	656,5	6,5	656,5
11	1111	11,5	1161,5	11,5	1161,5
16	1616	16,2	1636,2	16,2	1636,2
21	2121	21	2121	21,2	2141,2
26	2626	26	2626	26	2626
31	3131	31	3131	31	3131
36	3636	36	3636	36	3636
41	4141	41	4141	41	4141
46	4646	45,8	4625,8	46	4646
51	5151	50,7	5120,7	50,8	5130,8
56	5656	55,5	5605,5	55,5	5605,5

V. RACHUNEK BŁĘDÓW I PRZEDSTAWIENE GRAFICZNE WYNIKÓW

PRZETWORNIK

Z metody najmniejszych kwadratów otrzymujemy:

a=0,47

b=-0,02

y=0,47x-0,02

∗ Pomir wykonany przy malejącym obciążeniu

_O Pomiar wykonany przy rosnącym obciążeniu

U-Rurka

• Pomiar wykonany przy malejącym obciążeniu

_O Pomiar wykonany przy rosnącym obciążeniu

BADANIE MANOMETRU METODĄ POŚREDNIĄ

∗ Pomair wykonany przy malejącym obciążeniu

o Pomiar wykonany przy rosnącym obciążeniu

BADANIE MANOMETREM METODĄ BEZPOŚREDNIĄ

Bezwzględny uchyb woltomierza :

- zakres pomiarowy

K - klasa dokładności miernika

Uchyb bezwzględny manometru:

Błąd bezwzględny manometru dwuramiennego U-rurka:

VI. WNIOSKI

Na podstawie przeprowadzonych doświadczeń doszedłem do wniosku, że multimetr i U-rurka mogą służyć do bardzo dokładnych pomiarów ciśnienia. Błąd U-ruki nie przekracza działki elementarnej, więc można ja uznać za zdatną do dalszych pomiarów. Tak samo jest w przypadku multimetru.

Na wykresie charakterystyki napięciowo ciśnieniowej część punktów położona jest poza prostą. Spowodowane jest to niedokładnością pomiarów. Multimetr jest urządzeniem bardzo czułym i nieznaczne nawet zmiany ciśnienia manometru wzorcowego powodowały natychmiastowe zmiany wyniku.

Manometry sprawdzane w drugiej części ćwiczenia także posiadają charakterystyki liniowe. Jedynie w metodzie bezpośredniej dolna część charakterystyki odbiega nieznacznie od linii prostej.

POLITECHNIKA OPOLSKA

WYDZIAŁ MECHANICZNY

POMIAR CISNIENIA

4

OPOLE 1998

---