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帶您深度了解如何使用半鋼壓力表測量壓力的細節介紹

作者:發表時間:2019-06-06


使用半鋼壓力表測量壓力
      半鋼壓力表是最簡單的壓力測量裝置。它的名字來自於當充滿液體的柔性管的兩端被抬起時形成的U形,以防止液體從端部流出。半鋼壓力表是一種“液體”平衡。
      廚房中使用的彈簧秤通過使由負載的重量產生的力與由遊絲的張力產生的力相匹配來稱重負載。彈簧長度的變化是負載重量的量度,並通過連接到彈簧的指針以刻度顯示。類似地,半鋼壓力表用於平衡“U”的一條腿中的液體的重量與引入另一條腿的壓力的平衡。兩條液體之間的高度差表示將液體向下推入一條腿並向上推動另一條腿的壓力。高度差以刻度尺度測量。
液體或氣體柱中的壓力
      半鋼壓力表的發明允許早期研究人員進入流體力學以確認壓力與作用在表麵上的力的總和直接相關。如果你站在海邊,你身上的壓力就是你身上的空氣柱的重量。這種壓力被賦予了“一種氣氛”的名稱。如果您潛入10米(約32英尺)的深度,現在會增加水的重量加上空氣柱的重量。
      根據國際協議(公約),“絕對”壓力包括空氣柱的壓力,而“壓力”壓力則不包括。表壓是壓力指示盤上顯示的壓力,是一個大於絕對壓力的氣氛。
從公式中可以發現1米深的水壓 - 
      壓力=密度×重力×液柱高度P =ρgh
      該單位是Pascal。重力在海平麵的值為9.8米/秒2。為簡化乘法,將使用值10 m / sec2。在20℃時,水的密度為每立方米1,000千克。
將所有已知值重新置於壓力方程中給出 - 
      P =ρgh= 1000kg / m3×10m / sec2×1m = 10,000Pa = 10kPa
      計算表明,1米的水等於約10千帕,這意味著30米的水產生接近300千帕的壓力。海平麵的一個氣壓氣壓為101kPa。這意味著海平麵以下30米深處的壓力為300千帕表壓或約400千帕絕對壓力。相同的公式可用於計算負壓或真空壓力。

 


圖1號帶水和汞的半鋼壓力表
如何使用半鋼壓力表
      圖1顯示了三個通向大氣的壓力表。左側兩腿的壓力相同,兩側的液位相同。中心的半鋼顯示施加在左腿上的壓力為100kPa。左腿水位下降,右腿水位上升。兩條腿之間的水高差異為10米。由於液體是水,每米高度代表10kPa,10米高水柱代表100kPa表壓。剩餘的半鋼也顯示出100kPa的壓力,但這次在管中使用汞。水銀的高度現在是750毫米。汞的密度是水的13.6倍。因為汞比水重得多,所以相同的壓力會使相應較低的液體柱升高。
如果使用壓力表測量真空,則液體柱將被吸向真空,並且兩個腿之間的液體高度的差異將是低於大氣壓的真空壓力的量度。
製作半鋼壓力表
      製作半鋼壓力表需要一個透明的塑料管,安裝在一個“U”形狀的標記有刻度尺的板上。待測壓力決定了管中所用液體的選擇。半鋼液體的密度和測量的壓力決定了液柱的高度和背板的相應高度。

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