• بازدید : 56 views
  • بدون نظر
این فایل در ۶صفحه قابل ویرایش تهیه شده وشامل موارد زیر است:

مانومترها وسايي هستند كه با بهره‌گيري از ستون مايع اختلاف فشار را اندازه‌گيري مي‌كنند. ساده‌ترين مانومترها كه معمولاً پيزومتر ناميده مي‌شوند، در شكل a1-1 نشان داده شده است.
پيزومترها براي اندازه‌گيري فشارهاي مثبت در مايعات به كار مي‌روند. پيزومتر، لوله‌اي است شيشه‌اي كه به‌طور قائم نصب شده، انتهاي آن به فضاي داخل مخزن متصل مي‌گردد. مايع در لوله صعود مي‌كند تا اين‌كه تعادل برقرار گردد. آنگاه براي تعيين فشار در هر نقطه‌اي كافي است فاصله قائم آن نقطه تا سطح مايع داخل لوله را قرائت كنيم. اين فاصله معرف فشار بر حسب طول ستون مايع داخل مخزن است. اگر چگالي مايع S باشد
براي اندازه‌گيري فشارهاي كم (خواه مثبت يا منفي) در مايعات مي‌توان لوله شيشه‌اي را به صورتي كه در شكل b1-1 نشان داده شده است، درآورد. در اين صورت سطح مايع در لوله مي‌تواند از A نيز پايين‌تر رود. فشار نسبي روي سطح مايع صفر است و با افزايش ارتفاع كاهش مي‌يابد. بنابراين مي‌توان نوشت: 
براي اندازه‌گيري فشارهاي بزرگتر مطابق شكل c6-2 از مايع ديگري با چگالي بيشتر استفاده مي‌كنيم. اين مايع كه مايع مانومتري ناميده مي‌شود، بايستي با سيال داخل مخزن 
ـ كه در اين حالت گاز نيز مي‌تواند باشد ـ نامحلول باشد. چگالي (نسبت به آب)‌ سيال داخل مخزن را به S1 و چگالي مايع مانومتري را به S2 نشان مي‌دهيم. براي تعيين فشار در A  مي‌توان معادله‌اي نوشت. 
براي اين كار از يك طرف مايع شروع كرده، در طول مانومتر فشار ستون‌هاي سيال را با هم جمع جبري مي‌كنيم تا به طرف ديگر برسيم. هم مي‌توان از نقطه A  شروع كرده و هم از سطح مايع در طرف ديگر مانومتر. مثلاً اگر از A شروع كنيم، معادله مانومتري به صورت زير بيان مي‌شود: HA + h2S1 – h1S2 = 0
در معادله فوق، hA فشار مجهول است كه بر حسب ستون آب بيان شده و h1, h2 بر حسب واحد طول هستند. اگر مخزن محتوي گاز باشد، S1 عموماً به قدري كوچك است كه مي‌توان از جمله h2S1 چشم‌پوشي كرد.
توصيه مي‌شود كه براي حل مسايل مانومتري طبق روش عمومي زير عمل شود:
۱٫ از يك طرف مانومتر شروع شود و فشار آن نقطه را بر حسب واحد مناسبي ـ و اگر مجهول است با علامت مناسبي ـ بيان شود.
۲٫ در طول مانومتر حركت شود، تغيير فشار از يك سطح مشترك تا سطح مشترك بعدي را با جمله فوق جمع جبري شود (اگر سطح مشترك بعدي پايين‌تر است، جمع شود و اگر بالاتر است، كم شود).
۳٫ مرحله دوم را ادامه داده شود تا به طرف ديگر مانومتر رسيد. آنگاه عبارت حاصله را با فشار در آن نقطه، چه معلوم و چه مجهول، برابر قرار داده شود.
اگر سيستم به صورت يك حلقه بسته باشد، مي‌توان از هر سطح مشترك دلخواه شروع كرد، در طول حلقه حركت كرد و نهايتاً به همان نقطه شروع برگشت تا معادله مانومتري به دست آيد. بديهي است واحد تمام جملات معادله مانومتري بايد يكسان باشد. مثلاً اگر فشار بر حسب پاسكال بيان شود، براي نوشتن تغييرات فشار از يك نقطه به نقطه ديگر بايد اختلاف ارتفاع را بر حسب متر، و وزن مخصوص سيال را بر حسب نيوتن بر مترمكعب بنوسيم
معادله مانومتري براي مانومتر ساده، شامل يك مجهول و براي مانومتر ديفرانسيل شامل اختلاف فشار خواهد بود. شكل كلي اين معادله به صورت زير است:
وقتي نتوان فشار را در نقطه‌اي از سيستم تعيين كرد، مي‌توان با استفاده از مانومتر ديفرانسيل، اختلاف فشار دو نقطه را تعيين كرد. در شكل ۲-۱، مانومتر ديفرانسيل اختلاف فشار نقاط A, B را اندازه‌گري مي‌كند. با كاربرد روش فوق‌الذكر براي شكل α۲-۱ داريم: 
pA – h1γ۱ – h2γ۲ + h3γ۳ = pB          pA – pB = h1γ۱ + h2γ۲ – h3γ۳
انواع مختلفي مانومتر وجود دارد كه با آن‌ها مي‌توان اختلاف فشارهاي بسيار كم و يا مقدار دقيق اختلاف فشارهاي زياد را تعيين كرد. اين وسايل، ميكرومانومتر نام دارند. در يكي از انواع ميكرومانومترها، اختلاف ارتفاع مانومتري به طور بسيار دقيق اندازه‌گيري مي‌شود. اين وسيله داراي عدسي‌هاي كوچكي است كه بر روي آنها نشانه‌هاي افقي باريكي وجود دارد. عدسي‌ها بر روي يك ميله دندانه‌دار سوار شده‌اند كه در امتداد لوله‌ها نصب شده است. اين ميله توسط پينيون و پيچي كه به آهستگي حركت مي‌كند، به بالا و پايين برده مي‌شود تا نشانه‌هاي افقي دقيقاً در مقابل سطح مشترك قرار گيرند. اختلاف ارتفاع مانومتري را با ورنيه قرائت مي‌كنند.
با استفاده از دو مايع با چگالي‌هاي مختلف مي‌توان مانومتري ساخت كه به ازاي اختلاف فشار كم، ‌اختلاف ارتفاع زيادي نشان دهد. دو مايع بايستي در يكديگر و در سيالي كه فشارش اندازه‌گيري مي‌شود، نامحلول باشند. شكل ۳-۱، يك ميكرومانومتر از اين نوع را نشان مي‌دهد. ابتدا مايع سنگين‌تر را در لوله U شكل مي‌ريزند تا سطح آن به نشانه ۰-۰ برسد. سپس مايع سبك‌تر را به آن مي‌افزايند تا لوله‌ها را پركرده و سطح آن در مخازت بزرگتر به نشانه ۱-۱ برسد. سپس مايع و يا گاز سيستم را به فضاي بالاي نشانه ۱-۱ مرتبط مي‌كنند. اگر فشار در C كمي بيش از فشار در D باشد، سطح مايع جابجا شده در لوله U شكل. پس:

عتیقه زیرخاکی گنج