Bosimni o’lchashning nazariy asoslari

Bosimni o’lchashning nazariy asoslari
Suyuqlikli manometrlar
Ushbu o’lchov asboblarining ishlashi o’lchanayotgan bosimni ma’lum bir balandlikdagi suyuqlik ustuni bosimi bilan muvozanatlanishiga asoslangan.
Suyuqlikli shisha manometrlar asosan laboratoriya sharoitlarida o’lchashga qo’llaniladi. Sanoatda kamdan kam qo’llaniladi. U-simon idishchali, egilgan trubkali idishchali, kolokolli va halqali turlari mavjud.
Ikki trubali U-simon shisha manometri:
Bu o’lchov asboblarida o’lchanayotgan bosim muvozanatlovchi suyuqlik ustuni balandligi bo’yicha aniqlanadi (ris.11.1).
P= (ρ - ρc)gh = ρgh - ρs gh
Bu yerda, g = 9,80665 m/sek2, o’rtacha erkin tushish tezlanishi;
ρ i ρs – U-simon shisha manometridagi suyuqlik zichligi va bu suyuqlik tepasidagi muxit zichligi;
h – muvozanatlovchi suyuqlik ustuni balandligi.
Ris.11.1. Suyuqlik manometrlar ish printsiplar
Agar, ρ››ρc ligini hisobga olsak, unda yozish mumkin,
P = ρgh yoki R = kh
P1 = Pb + ρgh; P2=Pb+Pizb,
Muvozanat xolatida R1=R2 ligini hisobga olinsa, unda
Pb+ρgh = Pb+Pizb
Pizb = ρgh =ρg(h1+h2)
Deformatsion (prujinali) manometrlar
Prujinali manometrlarning ishlash printsipi, o’lchanayotgan bosim ta’sirida maxsus prujinalarning bikir deformatsiyasidan foydalanishga asoslangan. Ya’ni, o’lchanayotgan bosimni xar xil bikir elementlarning deformatsiyalanish kuchi bilan muvozanatlashuviga asoslangan. Qo’llanilayotgan prujina turiga qarab bu o’lchov asboblari quyidagicha turlanadi:
Trubasimon prujinali asboblar;
Membranali asboblar;
Silьfonli asboblar.
Trubasimon prujinali asboblar
Frantsuz mexanigi Burdon zmeeviklarni sinashda, defekt zmeeviklarning yalpoqlangan uchlari bosim o’zgarishi bilan siljiyotganini tasodifan sezib qoladi. Bu xolat unga dumaloq bo’lmagan kesimga ega bo’lgan trubkalar yordamida bosimni o’lchaydigan asbob yaratish mumkinligi fikrini berdi. Bu asboblar xozir Burdon manometrlari deb nomlanadilar.
Rasm 11.2. Bir va ko’p o’ramli trubasimon prujinali manometrlar
Bu o’lchov asbobi (rasm 11.2.), aylana yoyi bo’yicha egilgan, dumaloq bo’lmagan, elipsga o’xshash kesim yuzali 1-trubkadan va 2-ushlagichdan iboratdir. Trubka ichidagi o’lchanayotgan bosimni o’zgarishi, uni deformatsiyalanib, kesim yuzasi dumaloq shaklni olishga intiladi. Natijada prujina bikirligi ortadi, va u trubkaning bu deformatsiyalanishiga aks ta’sir qiladi. Bunda, trubkaning erkin uchi egiladi va povodok 3, tishli sektor 4, shesterenka 5 orqali o’lchov asbobi strelkasini o’lchanayotgan bosimga proportsional bo’lgan ma’lum burchakga siljitadi.
Bosim o’zgarishi bilan trubkaning erkin uchining siljishini trubkaning pastki va tepa yuzalarining bir xil emasligi orqali tushuntirish mumkin. O’lchanayotgan bosimning ortishi bilan, trubkaning tepa yuzasiga ta’sir etayotgan kuch (RSv) pastki yuzaga ta’sir etayotgan kuchdan (RSn) katta bo’ladi, ya’ni RSv > RSn. Natijada trubkaning erkin uchi, bu kuch trubasimon prujina bikirligi bilan o’zaro muvozanatlanguncha, siljiy boshlaydi.
Bu manometrlarning ishlashini tushuntirish uchun quyidagi ikki shartni qabul qilamiz:
- bosim ortishi bilan trubka kesim yuzasining kichik o’qi ''v'' o’lchami ortadi;
- deformatsiyalanish natijasida trubka uzunligi o’zgarmaydi, ya’ni, AV va A'V' boshlang’ich uzunligini saqlab qoladi.
Quyidagicha belgilanishlarni amalga oshiramiz: trubka o’qidan trubkaning ichki yuzasigacha masofani OA = r; trubka o’qidan trubkaning tashqi yuzasigacha masofani OA’=R; manometrik qism ushlagichidan trubka uchigacha yoyni ’ ;R’; γ’ deb belgilaymiz.
Ikkinchi shartga asosan: Rγ = R’γ’ (deformatsiyagacha va deformatsiyadan so’nggi trubkaning tashqi yoyi uzunliklari teng) va
rγ = r’γ’ (deformatsiyagacha va deformatsiyadan so’nggi trubkaning ichki yoyi uzunliklari teng)
Ularni bir biridan ayirib, quyidagilarni olamiz,
(R-r)γ = (R’-r’)γ’
Birinchi shartga asosan trubka kesim yuzasining kichik o’qi ''v'' o’lchamining deformatsiyagacha qiymati deformatsiyadan so’nggi qiymatidan kichikligini hisobga olib ( R-r < R’-r’), quyidagini yozish mumkin
vγ = v’ γ’
agar, v < v’ bo’lsa, unda, γ > γ’ bo’ladi, ya’ni bosim ta’sirida trubka buralish burchagi kamayib, trubka to’g’rilanishga xarakat qiladi.
Trubasimon prujinali manometrlarning ko’p o’ramli (6-va 9 o’ramli) turlari ham mavjud bo’lib, ular bir o’ramli manometrlarga nisbatan sezgirligi yuqori bo’lib, past bosimlarni o’lchashda ishlatiladi (rasm 9.).
|