Что такое манометр?

Манометр — это научный инструмент, используемый для измерения давления газа. Открытые манометры измеряют давление газа относительно атмосферного давления. Ртутные или масляные манометры измеряет давление газа как высоту жидкости в колонне ртути или масла, которую поддерживает образец газа.

Как это работает? Колонка с ртутью (или маслом) открыта с одного конца в атмосферу и подвергается воздействию давления, которое должно измеряться на другом конце. Перед использованием колонка откалибрована так, чтобы метки, указывающие высоту, соответствовали известным давлениям. Если атмосферное давление больше давления на другой стороне жидкости, давление воздуха толкает колонну в сторону другого газа. Если давление противоположного газа превышает атмосферное давление, то колонна выталкивается в сторону, открытую для воздуха. К сожалению некоторые пишут, допуская орфографические ошибки: манометер, монометр, и т.п.

Примеры манометра

Пример манометра - тонометр

Пример манометра — тонометр

Вероятно, наиболее знакомым примером манометра является тонометр, который используется для измерения артериального давления. Устройство состоит из надувной манжеты, которая сдавливает и освобождает артерию под ней. Для измерения изменения давления к манжете прикреплен ртутный или механический (анаэроидный) манометр.

В то же время анероидные тонометры считаются более безопасными, поскольку они не используют токсичную ртуть и менее дороги, но они менее точны и требуют частых проверок и калибровки. Ртутные тонометры отображают изменения артериального давления путем изменения высоты ртутной колонны. Стетоскоп используется с манометром для аускультации.

Другие устройства для измерения давления Кроме манометров существуют другие методы измерения давления и вакуума. К ним относятся электронные датчики давления.

Достоинства и недостатки, характерные свойства гидро-, электро- и пневмоавтоматики

Сравнительная оценка и область эффективного использования гидро-, электро- и пневмосистем не являются постоянными, а изменяются со временем в связи с развитием конструкций регулирующих устройств.

В пневмоавтоматике легко получить при относительно небольшой емкости постоянную времени в несколько десятков минут, что бывает необходимо в химической и газовой промышленности. Дроссели времени изодрома градуируются экспериментально на специальных стендах.

В электроавтоматике такие большие постоянные времени получить трудно из-за необходимости применения конденсаторов весьма большой емкости и использования высокоомных сопротивлений, которые недостаточно стабильны в работе. Гидроаппаратура применяется для определенных объектов. Ее недостатками для многих объектов являются: необходимость наличия запаса рабочей жидкости и возможность ее утечки; ограниченный радиус действия, особенно по вертикали, что требует повышения рабочего давления, увеличивающего вес и стоимость аппаратуры; относительная сложность конструкций различных датчиков, преобразователей и усилителей.

Отметим положительные и отрицательные свойства регулирующей аппаратуры, отличающейся видом вспомогательного источника энергии.

Достоинства гидроавтоматики:

— Слабая сжимаемость рабочей жидкости и, следовательно, малое запаздывание в системе, что позволяет использовать ее для быстроменяющихся процессов.

— Значительные движущие усилия сервомоторов при относительно простой конструкции и небольших габаритных размерах.

— Относительно большие коэффициенты усиления усилителей на единицу веса и хорошая смазка за счет рабочей жидкости, что повышает точность работы и уменьшает износ.

Недостатки гидроавтоматики:

— Необходимость использования специальных жидкостей.

— Требования полной герметизации системы во избежание утечки рабочей жидкости.

— Ограниченный радиус действия по горизонтали и особенно вертикали, что вызывает необходимость использования повышенных давлений для рабочей жидкости относительно пневматики, утяжеляющих конструкции.

— Заметное паразитное силовое действие протекающей жидкости на подвижную систему, что особенно проявляется в датчиках и вызывает иногда необходимость перехода на электрогидравлическую систему.

— Необходимость насосных установок питания.

Достоинства электроавтоматики:

— Использование источника энергии, всегда имеющегося в наличии.

— Практически неограниченный радиус действия. Легкость реализации телерегулирования и телекорректирования регуляторов, а также различных вычислительных и функциональных блоков.

— Возможность широкого применения деталей массового производства (реле, кнопки, переключатели, трансформаторы, электронные и полупроводниковые элементы, электродвигатели и т. д.).

Недостатки электроавтоматики:

— Взрывоопасность.

— Повышенные требования к квалификации обслуживающего персонала и ревизии аппаратуры из-за относительной сложности схем автоматики и пониженной надежности, связанной с наличием контактов.

— Относительная сложность, значительная стоимость и инерционность сервомотора с электродвигателем.

Переходя к описанию характерных свойств пневмоавтоматики, остановимся вначале на новой тенденции использовании источника низкого давления воздуха (100 мм вод. cm.) в несиловых элементах. Преимущества такого использования убедительно аргументировано немецким инженером В. Фернером (1954 г).

Переход с общепринятого максимального управляющего избыточного давления уменьшает инерционность и запаздывание в пневмолиниях и камерах, поскольку приводит к уменьшению предполагаемого количества воздуха в той же пропорции и вызывает уменьшение расхода воздуха через фиксированные отверстия.

Понижение управляющего давления дает возможность в определенной мере увеличить проходные сечения дросселей и сопел, ослабляя возможность их засорения, что в и итоге приводит к повышению надежности работы автоматики и облегчает изготовление высококачественной аппаратуры.

Как известно, в функцию всякого регулирующего устройства входят преобразование и передача информации. Поэтому для правильной оценки возможностей пневмоавтоматики полезно напомнить, какой громадный объем информации передается людьми с помощью речи и музыки, насколько точно и быстро она выполняется и по существу «беспроволочно». Передача происходит на частотах примерно от 50 до 5000 гц, и возможность такого быстродействия пневмоавтоматики является результатом использования весьма малых амплитуд давлений, составляющих доли миллиметра водяного столба.

Достойнства пневмоавтоматики:

— Взрыво- и пожаробезопасность.

— Относительная простота датчиков, усилителей, преобразователей и сервомоторов. Большие возможности для создания системы регулирования сложных объектов и управления ими.

— Надежность в работе, легкость и компактность конструкции.

Недостатки пневмоавтоматики:

— Необходимость в специальном источнике питания и высокие требования к очистке воздуха от пыли, влаги и масла.

— Значительная сжимаемость воздуха, что порождает запаздывания в действии пневмоавтоматики, затрудняющие ее использование для малоинерционных объектов и пои значительных расстояниях (более 100 м).

— Недостаточная конструктивная отработка типовых элементов —  кранов, переключателей, фильтров, регулируемых дросселей и весьма слабое внедрение аппаратуры для низкого давления воздуха (100 мм. вод. ст), применение которого может быть весьма эффективным.

Наиболее перспективными для широкого применения являются электроавтоматика и пневмоавтоматика, которые, подобно самолету и автомобилю, не вытесняют друг друга, а взаимно дополняют.

Как конвертировать давление? милибары и атмосферы

Приведем пример преобразования единиц измерения давления из миллибар (мбар) в атмосферы (атм). Первоначально атмосфера была единицей, связанной с давлением воздуха на уровне моря. Позднее атмосфера была определена как 1,01325 x 105 паскалей. Бар представляет собой блок давления, определяемый как 100 килопаскалей, а 1 миллибар — 1/1000 бар. Сочетание этих факторов дает коэффициент преобразования 1 атм = 1013,25 мбар.

Преобразование мбар в атм №1

к задаче преобразования единиц давленияДавление воздуха вне крейсерского реактивного лайнера составляет около 230 мбар.

Каково это давление в атмосферах?

Решение:

1 атм = 1013,25 мбар

Вынесем за знак равенства искомую единицу измерения. В нашем случае мы хотим, чтобы это были атмосферы — атм.

давление в атм = (давление в мбар) x (1 атм / 1013,25 мбар)

давление в атм = (230 / 1013,25) атм

давление в атм = 0,227 атм

Ответ:

Давление воздуха вне крейсерского реактивного лайнера составляет 0,227 атм.

Преобразование мбар в атм №2

К задаче о преобразовании единиц измерения Манометр считывает 4500 мбар.

Преобразуйте это давление в атм.

Решение:

Опять же, используем преобразование:

1 атм = 1013,25 мбар

Опять же вынесем mbar, оставив atm:

давление в атм = (давление в мбар) x (1 атм / 1013,25 мбар)

давление в атм = (4500 / 1013,25) атм

давление = 4,44 атм

Преобразование мбар в атм №3

Так же, вы также можете использовать миллибары для преобразования атмосфер:

1 мбар = 0,000986923267 атм

Это также может быть написано с использованием научной записи:

1 мбар = 9,869 х 10-4 атм.

 

Преобразуйте 3,98 x 105 мбар в атм.

Решение:

Вынесем за знак равенства миллибары, оставив за знаком равенства атмосферы:

давление в атм = давление в мбар x 9,869 x 10-4 атм/мбар

давление в атм = 3,98 × 105 мбар × 9,869 × 10 -4атм/мбар

давление в атм = 3,9279 х 102 атм

давление в атм = 39,28 атм

или

давление в атм = давление в мбар x 0,000986923267 атм/мбар

давление в атм = 398000 x 0,000986923267 атм/мбар

давление в атм = 39,28 атм

О ПРЕОБРАЗОВАНИЯХ ЕДИНИЦ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ

Преобразования единицы измерения давления являются одним из наиболее распространенных типов преобразований, поскольку барометры, манометры, датчики (приборы, используемые для измерения давления) используют разные единицы измерения, в зависимости от страны их производства, методов, используемых для измерения давления и предполагаемого использования. Помимо мбар и атм, вы можете столкнуться с такими единицами измерения давления как:

торры (1/760 атм),

миллиметры ртутного столба (мм рт. ст.),

сантиметры водяного столба (см. H2O),

бары,

футы морской воды (foot sea water — FSW),

метры морской воды (meter sea water —  MSW),

Паскали (Па),

ньютоны на квадратный метр (то же что Паскали),

мегапаскали (МPa),

фунт-силы,

килограмм-силы (кгс/см2)

фунты на квадратный дюйм (PSI).

Система, находящаяся под давлением, имеет способность выполнять работу, поэтому другой способ выразить давление заключается в накопленной потенциальной энергии на единицу объема. Таким образом, существуют также единицы давления, относящиеся к плотности энергии, такие как джоули на кубический метр.

Формула для давления — сила на площадь:

P = F / A

где P — давление, F — сила, а A — площадь. Давление представляет собой скалярную величину, что означает, что она имеет величину, но не направление.

В чем разница между массой и объемом

Масса и объем

Масса и объем

Масса и объем — это две единицы, используемые для измерения объектов.

Масса — это количество вещества, которое содержит объект, а объем — сколько места занимает.

Пример: шар для боулинга и баскетбольный мяч примерно одинакового объема, но у шара для боулинга гораздо больше массы.

Три Способа Увеличения Давления Газов

Достаточно частый вопрос в домашних заданиях  звучит следующим образом: перечислите три способа увеличения давления в газовом баллоне или в воздушном шаре. Это отличный вопрос, потому что ответ на него помогает понять, что такое давление и как ведут себя газы.

ЧТО ТАКОЕ ДАВЛЕНИЕ?

Давление — это величина силы, действующей на единицу площади.

P = F / A

давление = сила, деленая на площадь.

Вы можете видеть, глядя на уравнение, два способа увеличения давления, это: (1) увеличение силы или (2) уменьшение площади, в которой она действует.

Как именно это делаеть? Вот где начинается закон об идеальном газе.

Влияние давления

ДАВЛЕНИЕ И ИДЕАЛЬНЫЙ ГАЗОВЫЙ ЗАКОН

При низких (обычных) давлениях реальные газы ведут себя как идеальные газы, поэтому вы можете использовать Закон об идеальном газе, чтобы определить, как увеличить давление системы.

Закон об идеальном газе гласит:

PV = nRT

где P — давление, V — объем, n — число молей газа, R — постоянная Больцмана, T — температура

Если мы решаем уравнение для давления — P:

P = (nRT) / V

ТРЕТИЙ СПОСОБ УВЕЛИЧЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ ГАЗА:

Увеличьте количество газа. Это представлено значением «n» в уравнении. Добавление большего количества молекул газа увеличивает число столкновений между молекулами и друг другом и о стенки контейнера. Это усиливает давление.

Увеличьте температуру газа. Это выражение представлено в уравнении значением  «Т». Повышение температуры добавляет энергию молекулам газа, увеличивая их движение и снова, увеличивая столкновения.

Уменьшите объем газа. Это «V» в уравнении. По самой своей природе газы могут быть сжаты, поэтому, если один и тот же газ можно поместить в меньший контейнер, он будет оказывать более высокое давление. Молекулы газа будут вынуждены сближаться друг с другом, увеличивая столкновения (силу) и соответственно давление.

Как перевести градусы Цельсия в Кельвины

Перевод градусов Цельсия в Кельвины

Перевод градусов Цельсия в Кельвины

Шалы градусов Цельсия и Кельвина — две наиболее важные температурные шкалы для научных измерений. К счастью конвертирование между ними весьма легкое, потому что две шкалы имеют одинаковый размер.

Все, что необходимо для преобразования градусов Цельсия в Кельвины, это одно простое действие.

Формула конверсии из градусов Цельсия в Кельвины

Возьмите температуру Цельсия и добавьте 273,15.

K = °C + 273,15

Ваш ответ будет в Кельвинах.

Помните, что шкала температуры Кельвина не использует символ градус (°). Причина в том, что Кельвин является абсолютным масштабом, основанным на абсолютном нуле, а нуль в шкале Цельсия основан на свойствах воды.

Примеры конверсии по Цельсию в Кельвины.

Например, если вы хотите узнать, сколько составит 25°C в Кельвинах:

K = 25 + 273,15 = 298,15 K

Если вы хотите знать, сколько составит -20,5 ° C в Кельвинах:

K = -25,7 + 273,15, который может быть переписан как:

K = 273,15 — 20,5 = 252,65 K

Так же легко преобразовать Кельвины в градусы Цельсия.

Еще одна важная температурная шкала — шкала Фаренгейта.

Если вы используете эту шкалу, вы должны быть знакомы с тем, как конвертировать градусы по Цельсию в градусы Фаренгейта.

Подобие гидромеханических процессов

Несмотря на высокий уровень развития современной гидродинамической теории, далеко не все задачи могут быть решены теоретически с достаточной для практики точностью и надежностью. Многие задачи приходится решать экспериментально. При создании современных гидравлических и газодинамических машин, приборов, летательных аппаратов, сооружений и т. п. гидродинамический расчет является важнейшим и обязательным этапом проектирования, но все же результирующая оценка качеств и характеристик создаваемой машины или сооружения производится на основе экспериментальных испытаний модели или натурного объекта. Роль гидродинамического эксперимента велика, и существует обширный раздел гидромеханики, составляющий в значительной степени самостоятельную дисциплину — экспериментальную гидродинамику (или экспериментальную аэродинамику, если речь идет об опытах с воздушной средой).

При постановке гидродинамического эксперимента одним из основных вопросов является вопрос о том, по каким правилам должна быть изготовлена модель испытуемого объекта и по

следует пересчитать данные опытов, чтобы получить достоверное описание натурного гидродинамического явления.

На этот вопрос дает ответ раздел гидромеханики, называемый теорией подобия.

Теория подобия по существу является теоретической основой эксперимента, однако этим ее роль не ограничивается. Как мы будем иметь возможность неоднократно убедиться, теория подобия дает также методы построения рациональной структуры теоретических зависимостей и комбинаций входящих в них параметров, чем облегчается анализ и получение обобщенных выводов из теоретических решений.

В теории подобия различают:

  • геометрическое подобие, являющееся подобием границ областей течений,
  • кинематическое подобие, под которым подразумевают подобие полей местной скорости, и
  • динамическое подобие, являющееся подобием сил.
геометрическое подобие потоков жидкости

Подобие потоков жидкости

Дадим более полное  определение этих видов подобия.
Пусть мы имеем натурный объект (поток) (см. рисунок), подлежащий гидродинамическому исследованию и его модель. Все параметры натурного объекта (потока) отметим индексом 1, а модельного — индексом 2. Чтобы получить область течения, геометрически подобную натуре, разделим все линейные размеры натуры на некоторое число ml которое назовем линейным масштабом, и полученные результаты примем за соответствующие линейные размеры модели. Число mt выбирают из практических соображений, которые диктуются, например, производственными возможностями лаборатории.

Таким образом, получаем связь между геометрическими параметрами l1 и 12 объектов 1 и 2:

l1/l2=ml

Линейные размеры, связанные вышеуказанным соотношением, называют соответственными или сходственными. Точки, координаты которых удовлетворяют этому соотношению, называют сходственными.

Объект 2 (модель), геометрические параметры которого удовлетворяют вышеназванному условию, назовем геометрически подобным объекту 1. Иначе можно сказать, что два гидродинамических объекта будут геометрически подобными, если любой линейный размер одного может быть получен из линейного размера другого путем умножения на постоянный множитель.

Если в первом потоке выбрать характерный линейный размер L1 то во втором, геометрически подобном, ему будет соответствовать сходственный размер L1.

Кинематически подобными называют потоки, в которых отрезки времени, затрачиваемые жидкими частицами для прохождения сходственных отрезков путей, находятся в постоянном отношении.

Кинематическое и динамическое подобия могут существовать только при наличии геометрического подобия. Поэтому дальше речь пойдет только о потоках, для которых геометрическое подобие заведомо обеспечено.

Если для какой-либо группы гидродинамических явлений имеет место кинематическое и динамическое подобие, то ее называют группой механически подобных явлений.

Механическое подобие является частным случаем общего подобия физических процессов, которое можно определить для тепловых, электрических, упругих и других явлений.

 

Какова разница между Массой и Весом

Термины «масса» и «вес» используются в обычном разговоре имея ввиду одно и то же, однако эти два слова не означают одно и то же. Разница между массой и весом заключается в том, что масса представляет собой количество вещества в материале, а вес — это показатель того, как сила тяжести воздействует на эту массу.

Вес и масса

Вес и масса

Масса — это мера количества вещества в теле. Масса обозначается с использованием m или M.

Вес — это мера величины силы, действующей на массу из-за ускорения силы тяжести.

Вес обычно обозначается через W. Вес — это масса, умноженная на ускорение силы тяжести — g.

W = m * g


Сравнение массы и веса

Вот таблица, сравнивающая различия между массой и весом. По большей части, если вы находитесь на Земле и не двигаетесь, значения массы и веса будут одинаковыми. Однако если вы измените свое местоположение по отношению к гравитации, масса останется неизменной, но веса не будет. Например, масса вашего тела является установленным значением, но ваш вес отличается в зависимости от того на  Луне ли Вы, или на Земле.


Шесть различий массы и веса

1 Масса является свойством материи. Масса объекта везде одинакова, вес зависит от влияния силы тяжести. Вес варьируется в зависимости от местоположения.
2 Масса никогда не может быть равна нулю. Вес может быть равен нулю, если на объект не действует гравитация, как в космосе.
3 Масса не изменяется в зависимости от местоположения. Вес увеличивается или уменьшается с увеличением или уменьшением гравитации.
4 Масса является скалярной величиной.

Она имеет величину.

 Вес — это векторная величина. Он имеет величину и направлен в центр Земли или в другой гравитационный центр.
5 Масса может быть измерена с использованием обычного баланса.
 Вес измеряется с помощью пружинного баланса.
6
Масса обычно измеряется в граммах и килограммах.

 Вес часто измеряется в ньютонах, или единицах силы.





Как перевести градусы Фаренгейта в градусы Цельсия

Формула перобразования шкал фаренгейта и цельсия

Формула перобразования шкал фаренгейта и цельсия

Вот что необходимо сделать для преобразования градусов Фаренгейта в градусы Цельсия (°F в °C). Это такие температурные шкалы, которые используются для измерения величины комнатной температуры, температуры тела, установки термостатов и проведения научных измерений. Преобразование градусов температуры сделать очень легко:

  •    Возьмите температуру в градусах Фаренгейта °F и вычтите 32.
  •    Умножьте это число на 5.
  •    Разделите это число на 9, чтобы получить ответ в градусах Цельсия °C.

Формула для преобразования °F в °C:


T (° C) = (T (° F) — 32) × 5/9;
или
T (° C) = (T (° F) — 32) / 1,8


точки кипения воды по фаренгейту и цельсию°F в °C Пример преобразования

Например, преобразуем 59 градусов по Фаренгейту в градусы Цельсия:

T (° C) = (59 °F — 32) × 5/9

T (° C) = 15 °C

Также легко сделать преобразование другим способом, от °C до °F. Вот формула:

T (°F) = T (°C) × 9/5 + 32

T (°F) = T (°C) × 1,8 + 32

Например, чтобы преобразовать 15 градусов по Цельсию в шкалу Фаренгейта:

T (°F) = 15 °C × 9/5 + 32

T (°F) = 59 °F

При выполнении температурных преобразований есть один быстрый способ убедиться, что вы сделали правильное преобразование — это знание, что температура Фаренгейта выше, чем соответствующая шкала Цельсия, до тех пор, пока вы не опуститесь до -40 °, где  шкалы Цельсия и Фаренгейта встречаются. Ниже этой температуры градусы Фаренгейта ниже, чем градусы Цельсия.

История термометра

Считающийся первым

термометр

термометр

современным термометром, ртутным термометром со стандартным масштабом, был изобретен Даниэлем Габриелем Фаренгейтом в 1714 году.

История
Многим людям приписывают изобретение термометра, в том числе Галилео Галилею, Корнелису Дреббелю, Роберту Фладду и Санторио Санторию. Однако термометр был не единственным изобретением, а процессом. Филон Византии (280 г. до н.э. — 220 г. до н.э.) и Герой Александрийского (10-70 г. н.э.) обнаружили, что некоторые вещества, в частности воздух, расширяются и сжимаются, и описывается демонстрация, с закрытой трубкой, частично заполненной воздухом в контейнере с водой. Расширение и сжатие воздуха приводило к тому, что положение раздела вода/воздух перемещалось по трубе.
Впоследствии это было использовано для того, чтобы показать жару и холодность воздуха трубкой, в которой уровень воды контролируется расширением и сжатием газа. Эти устройства были разработаны несколькими европейскими учеными в XVI-XVII веках и в конечном итоге назывались термоскопами. Разница между термоскопом и термометром заключается в том, что последний имеет шкалу. Хотя Галилея часто называют изобретателем термометра, то, что он производил, было термоскопами.

Даниэль Фаренгейт
Даниэль Габриэль Фаренгейт родился в 1686 году в Германии в семье немецких торговцев, однако большую часть своей жизни он прожил в Голландской Республике. Дэниел Фаренгейт женился на Конкордии Шуман, дочери известной бизнес-семьи.
Фаренгейт начал обучение в качестве торговца в Амстердаме после того, как его родители умерли 14 августа 1701 года от еды ядовитых грибов.
Тем не менее, Фаренгейт проявил большой интерес к естественным наукам и был очарован новыми изобретениями, такими как термометр. В 1717 году Фаренгейт стал стеклодувом , изготавливая барометры, альтиметры и термометры. С 1718 года он был преподавателем химии. Во время визита в Англию в 1724 году он был избран членом Королевского общества.
Даниил Фаренгейт умер в Гааге и был похоронен там в церкви монастыря.

Шкала Фаренгейта
Шкала Фаренгейта разделила точки замерзания и кипения воды на 180 градусов. 32 °F (градусов Фаренгейта) была точкой замерзания воды и 212 °F была точкой кипения воды. 0 °F была основана на температуре равной смеси воды, льда и соли. Даниэль Фаренгейт основывал свою температурную шкалу на температуре человеческого тела. Первоначально температура человеческого тела составляла 100 °F по шкале Фаренгейта, но с тех пор она была скорректирована до 98,6 °F.

Вдохновение для ртутного термометра
Фаренгейт встретил Олауса Роемера, датского астронома, в Копенгагене. Ремер изобрел спиртовой (винный) термометр. Термометр Роемера имел две точки, 60 градусов, как температура кипящей воды и 7 1/2 градусов, как температура таяния льда. В то время температурные шкалы не были стандартизированы, и все составляли свои собственные масштабы. Фаренгейт модифицировал дизайн и масштаб Роемера и изобрел новый ртутный термометр с шкалой Фаренгейта.
Первым врачом, который поставил в клиническую практику измерения термометра, был Герман Боерхаув (1668-1738). В 1866 году сэр Томас Клиффорд Албутт изобрел клинический термометр, который произвел считывание температуры тела за пять минут, а не до 20.