Меню

Единицы измерения разряжения воздуха



11 Приборы для измерения давления, разрежения

Б 2.3 Приборы для измерения давления, разрежения

За основную единицу измерения давления принята техническая атмосфера, равная давлению, которое испытывает 1 см 2 плоской поверхности под действием равномерно распределенной перпендикулярной к поверхности нагрузки в 1 кГ. Эту единицу сокращенно называют кГ/см 2 .

В качестве единиц измерения давления также принимаются:

— метр водяного столба (м. вод. ст);

— миллиметр водяного столба (мм вод. ст);

Эти единицы давления связаны следующими соотношениями:

— 1кГс/ см 2 =735,56 мм рт ст при 0 0 1МПа-10 кГс/ см 2

— 1кГс/см 2 =10 м вод. ст при4 0 1КПа-100 кГс/ см 2

— 1кГс/см 2 =10 000 кГс/м 2 1Па-

— 1кГс/см 2 =0,9678 атм.

1 атм=1,0332кГс/ см 2 =10,332 м вод ст при4 0 С

При измерения давления различают абсолютное давление Ра, избыточное давление — Р и разрежения — Рh.

Под абсолютным давлением подразумевается полное давление, под которым находится жидкость, пар или газ.

— Абсолютное давление — Ра=Р+Рб

— Атмосферное давление — Рб=Ра-Р

— Избыточное давление — Р=Рб+Ра

Для измерения давления различают следующие средства измерения:

манометр — измерительный прибор или измерительная установка для измерения давления или разности давления в том числе:

манометр абсолютного давления — для измерения давления отсчитываемого от абсолютного нуля;

манометр избыточного давления — для измерения разности между абсолютным давлением измеряемой среды и давлением окружающей среды, как правило равным атмосферному;

вакууметр — для измерения давления разреженного газа;

мановакууметр — для измерения избыточного давления и давления разреженного газа;

дифференциальный манометр — для измерения разности двух давлений.

По принципу действия различают следующие виды манометров:

— жидкостные (U-образные, колокольные, компрессионные и др);

— деформационные (мембранные, сильфонные, трубчато-пружинные, с вялой мембранной);

— электрические (емкостные, пьезоэлектрические, сопротивления);

— ионизационные (электронные, магнитные электроразрядные, радиационные);

— термокондуктометрические (терморезистивные, электрические);

— комбинированные (тензорезистивные — комбинация деформационного с плоской двухслойной мембраной и электрического тензосопротивления и др.).

Для измерения давления, разрежения и разности давлений в промышленных условиях наибольшее распространение получили деформационные манометры. Они охватывают диапазоны измерений от 0¸160 Па до 0¸1000 Мпа. Они выпускаются показывающими и самопишущими. Кроме того выпускаются измерительные преобразователи, которые линией связи соединены с показывающими вторичными приборами, расположенными на щитах управления. Диапазон измерения (разница между значениями давления, соответствующими нижнему и верхнему пределам измерений) манометров, вакууметров и мановакууметров определяется рядом:

1:1,6; 2,5; 4 и 6×10 n

где n — любое целое положительное или отрицательное число. Для дифманометров вместо 6 берется 6,3.

Для уменьшения относительной погрешности измерения, диапазон измерения прибора или измерительного преобразователя должен выбираться таким образом, чтобы номинальное давление было не менее 3/4 диапазона измерения при мало меняющемся давлении и не менее 2/3 в случае переменного давления.

Манометры и измерительные преобразователи (рис. 12, 13, 14) устанавливаются как правило вблизи точек измерения (отбора давления) в местах удобных для обслуживания. Исключения составляют средства измерения давления систем внутриреакторного контроля и ряда других систем АЭС, которые располагаются на значительном расстоянии от точек отбора. При несоответствии уровней расположения точек отбора давления и манометров возможно возникновение систематической погрешности, вызванной давлением столба жидкости в импульсной линии.

Установка манометров, отбор давления и прокладка импульсных линий регламентируется внутриведомственными нормами и типовыми чертежами. Эти документы устанавливают, как должны подключаться манометры и измерительные преобразователи к точкам отбора давления в зависимости от рода измеряемой среды, температуры, давления, диаметра трубопровода, степени запыленности, агрессивности, вязкости и других условий, которые влияют на нормальную работу всей установки для измерения давления.

Вспомогательные устройства к средствам измерения давления, разрежения и разности давлений.

Для предохранения внутренней полости чувствительного элемента от попаданий измеряемой среды (агрессивной, горячей или кристаллизующей), а также от попадания сред, несущих твердые частицы или сред, из которых выпадают осадки, применяются разделительные сосуды и мембранные разделители.

Разделители типов РМ5319 и РМ5320 рассчитаны на давление 2,5МПа (25 кГс/см 2 ), а РМ5321 и РМ5322 — на давление 4¸60 МПа (40¸600 кГс/см 2 ).

Разделители РМ5320 и РМ5322 выполняются с открытой мембраной для кристаллизующихся, выделяющих осадки или несущих твердые взвешенные частицы сред. По специальному заказу сторона мембраны, соприкасающаяся с измеряемой средой, может быть покрыта пленкой фторопласта, а прокладка изготовлена из фторопласта.

Дополнительная погрешность измерения, вносимая разделителями, не должна превышать ±1%.

Самыми распространенными приборами давления в нашей промышленности и на АЭС являются манометры, далее преобразователи давления Caпфиp 22. Вот об этих двух приборах мы и поговорим подробнее.

Манометры с одновитковой трубчатой пружиной предназначены для измерения избыточного давления (рис. 15).

Рис. 12. Схема трубных соединений манометров, установленных на щите или расположенных в удалении от места отбора давления для измерения давлений агрессивной или вязкой жидкости. Прибор выше отборного устройства.

Рис. 13. Схема трубных соединений манометров, установленных на щите или расположенных в удалении от места отбора давления.

Рис. 14. Схема трубных соединений манометров, установленных вблизи от места отбора давления.

1 – трубка «Бурбона»; 2 – регулировочные винты; 3 – ось трубки (разм. стрелки манометра); 4 – трубка; 5 — ; 6 — ; 7 – винт статической регулировки; 8 – сектор зубчатый; 9 – пробка; 10 – поводок

Рис. 15. Манометры с одновитковой трубчатой пружиной.

Мановакууметры предназначены для измерения избыточного давления и разрежения.

Вакууметры — для измерения разрежения газообразных сред.

Действие приборов основано на использовании деформации одновитковой трубчатой пружины по влияниям измеряемого давления. Трубчатую пружину называют еще и трубкой “Бурдона”. Трубчатая пружина 2 одним концом впаяна в держатель 1, который оканчивается ниппелем и резьбой М20х1,5 для присоединения к источнику измеряемого давления.

Другой конец пружины соединен с передаточным механизмом 4. В манометрах применяются секторный или рычажный передаточный механизм.

Секторный передаточный механизм состоит из поводка 5, сектора 6 и трубки 7, на ось которой насажена стрелка 8.

Рычажный передаточный механизм в отличие от секторного состоит из поводка и крючка.

Для установок, в которых превышение давления сверх установленного недопустимо (подведомственное правилами оборудование) и в которых это давление должно быть зафиксировано, применяются манометры с контрольной стенкой или красной чертой.

Красная черта наносится на шкале прибора против значения предельно допустимого давления и только в пределах второй трети шкалы.

Для измерения давления кислорода, водорода, ацетилена, аммиака применяются манометры специального исполнения. Корпусы этих манометров имеют окраску по ГОСТу 2405-52. Для специального исполнения приборов принята окраска, которая определяется в зависимости от видов газов следующим образом:

Источник

Единицы и методы измерения давления и разряжения.

Система СИ

Согласно гос .стандарта в нашей стране принята система ед-ц измерения-СИ(1963).Состоит из основных.доп-ых и производных ед-ц измерений.Основные:метр-длина.равная одному 1650763.73 длин волн излучения в вакууме, соотв-щих переходу между энергетическими уровнями атома.

Килограмм-ед массы, равная массе междунар прототипа килограмма

Секунда- время,равное 31556925,9747 части тропического года на нулевое января 1900 года в 12 часов равномерно текущего года.

Ампер-сила, не изменяющегося тока, кот проходя по двум параллельным прямолинейным проводникам, бесконечной длинны и ничтожно малого диаметра, расположенная на расстоянии 1 мм один от другого в вакууме, вызвал бы между этими проводниками сил равную 2 на 10 единиц силы Международной системы на каждый метр длины.

Кельвин – температура по ТД шкале, в которой для температуры тройной точки воды установлено значение 273, 15 – К.

СИ д/б универсальна, т. е. обхват как можно больше отраслей знаний; сост из как можно иеньшего кол-ва основн ед-ц(7 основн и 2 вспомогат), и д/б когерентна, т. е. из основн ед-ц получ вспомогат. В когерентн сист соблюд-ся принцип размерности. Раз-ть – это матем выраж-е, показ-ее связь м/у физич велич и основн велич сист.

3.Температурные шкалы.

Изменение агрегатного сост химии чистого в-ва протекает при пост тем-ре, значение кот опред-ся составом в-ва, хар-ром его агрегатного изменения и давлением. Значения этих воспринимающих тем-р равновесия м/у твёрдой и жидкой или жидкой и газ-ной фазами различн в-ств при нормальном атмосф давлении, равном 101325 Па (760 мм рт ст), наз реперными точками.Если принять в качестве основного интервала тем-р м/у реперными точками плавления льда и кипения воды, обозначив их соотв-но 0 и 100, в пределах этих тем-р измерить объёмное расширение какого-либо раб в-ва, и разделить на 100 равных частей изменение высоты её столба, то в рез-те будет построена тем-ная шкала.

Для измерения тем-ры, лежащей выше или ниже выбранных значений тем-ных точек, Полученные деления наносят на шкале и за пределами отметок 0 и 100. Деления тем-ной шкалы называются градусами.

Пользуясь вторым законом т/д англ физик Кельвин в 1848 г. предложил совершенно точную и равномерную, не зависящую от св-ств раб в-ва шкалу, получ-ую название т/д-ой тем-ной шкалы(шкалы Кельвина). Шкала Кельвина начин-ся с абсолютного 0 и в наст время явл основной.Единицы т/д тем-ры обознач знаком К(Кельвин), а условное обозначение – Т. В 1968 г. бяла принята новая Междунар практич тем-ная шкала, градусы кот обознач знаком 0 С(градус Цельсия), а условное знач тем-ры – t. Для этой шкалы градус Цельсия равен кельвину. Сущ также шкала Фаренгейта, предложенная в 1715 г. Шкала построена путём деления интервала м/у реперными точками плавления льда и кипения воды на 180 равных частей(градсов), обознач знаком 0 Ф. По этой шкале точка плавления льда равна 32, а кипения воды 212 0 Ф.

Для пересчёта тем-ры, выраж-ой в кельвинахили градусах Фаренгейта, в градусы Цельсия пользуются равенством:

t 0 C=T,К-273.15=0.556(n, 0 Ф-32),где n-число градусов по шкале Фаренгейта.

Физические явления используемые для измерения тем-ры.

Приборы для измерения тем-ры разделяются в зав-ти от используемых ими физ-их св-ств в-ств на след группы с диапазоном показаний:

1.Термометры расширения основаны на св-ве тел изменять под действием

тем-ры свой объём.

2.Манометрич термометры работают по принципу изменения давления ж-ти, газа или пара с ж-тью в замкнутом объёме при нагревании или охлаждении этих в-ств.

3.Термометры сопротивления основаны на св-ве разнородных металлов и сплавов образовывать в паре(спае) т-эдс, зависящ-ую от тем-ры спая.

4.Пирометры работают по принципу измерения излучаемой нагретыми телами энергии, зависящей от тем-ры этих тел.

Термометры расш-ния.

Физич св-во тел изменять свой объём в завис-ти от нагрева широко использ-ся для измерения тем-ры. На этом принципе основано устройство жид-ых стеклянных и диламетрич термом-ов.В жид-ных терм-ах, построенных на принципе теплового расширения жид-ти в стекл резервуаре, в кач-ве раб в-ств использ-ся ртуть и органич ж-ти – этиловый спирт, толуол и др.Наиб широкое применение получили ртутные термом-ы, имеющие по сравнению с

термом-ами, заполн-ыми органич ж-тями, преимущ-ва: большой диапазон измерения тем-ры, при кот ртуть ост-ся жидкой, несмачиваемость стекла ртутью, возможность заполнения терм-ра химич чистой ртутью из-за лёгкости её получения. Терм-ры с органич ж-тями в большинстве своём пригодны лишь для измерения низких тем-р в праделах-190-100 0 С.Основным достоинством их явл высокий коэф объёмного расширения ж-ти.

Эти терм-ры явл промышленными показ-щими и самопишущ приборами, предназнач для измерен тем-ры в диапазоне до 600 0 С.Класс точности их 1-2.5.

В зав-ти от заключ-ог в термосист раб в-ва манометр терм-ры делятся на газовые(заполн-ся азотом), ж-ные(заполн-ся органич полиметилсилокеановыми ж-тями) и конденсационные(запол-ся хлористым метилом, ацетоном, фреоном). Термосист прибора, заполненная в-вом , сост из термоболлона, погружаемого в измеряемую среду, манометр трубчатой пружины, воздейств-ей по средствам тяги на указат стрелкуи капилляра, соед-щего пружину с термобаллоном.

Действие ТЭ-термом-ров основано на с-ве металлов и сплавов создавать термо-эдс, завис-ую от тем-ры места соед-ия (спая) концов двух разнородных проводников(термоэлектродов), образ-щих чувствит эл-нт терм-ра – термопару. Располагая законом изменения термо-эдс терм-ра от тем-ры и определяя значение термо-эдс электроизмерит прибором , можно найти искомое значение тем-ры в месте измерения. Термоэл термометр сост из 2-ух спаянных и изолир по длине термоэлектродов, зищитного чехла и головки с зажимами для подключения соед-ой линии, а также магнитоэлектрич милливольтметрами и потенциометрами .

Примен-ся для измерения тем-ры тел в диапазоне 300-6000 0 С.Действие этих приборов основано на зав-ти теплового излучения нагретых тел от их тем-ры и физ-хим св-ств.В отличии от терм-ров первичн преобразоват пирометра не подвергается влиянию высокой тем-ры и не искажает тем-ного поля т.к. наход-ся вне измеряемой среды.

Термометр сопротивления

Термометры сопротивления, которые используются для измерения тепловой энергии делятся на две большие группы:

1)Платиновые термометры сопротивления.

2)Медные термометры сопротивления.

Читайте также:  Средства измерения для анализа нефтепродуктов

Термометры сопротивления : 50п, 100п, где- 50,100 – сопротивление при температуре t = О С, П – платиновый.

Термометры медные: 50М,100М, 500М. В настоящий момент есть «медный термометр», работающий до 350 С. В основном на рынке используются ТСМ до 180 С.

Платиновый ТСП могут работать до500 С. На рынке в основном существуют

термометры, работающие до 350 С. При измерении температуры при помощи термометра сопротивления даёт на показания влияния сопротивление измерительной линии ВЛ. Для устранения этого недостатка используют так называемые четырёхпроводные схемы и трёхпроводные схемы. При четырёхпроводной схеме измерителя точка измерения сопротивления ТСП или ТСМ переводится непосредственно к термометру сопротивления, то есть сопротивление линии не учитывается.

При трёхпроводной схеме измерения по двухпроводному участку вычисляется сопротивление линии. При этом считается, что второй участок

точно такой электронный прибор, зная сопротивление по двухпроводной части, делает точно такую же поправку на сопротивление линии с одним проводом, то есть при четырёх проводной схеме у нас поправка на сопротивление линии более точно. При трёх проводной линии она менее точна. В 90% случаях термометр сопротивления подключается по четырёх проводной схеме.

Единицы и методы измерения давления и разряжения.

Давлением жижкости, газа илипара наз-ют силу, действ-ую равномерно на площадь, а единицей давления – ед силы, действ-ую равномерно на ед площади.Для измерения давления применяют ед Па, кот явл-ся производной

ед-ей давления сист СИ. ЕД давления Па равна давлению на площадь 1м 2 силы 1H, где H-сила, сообщающая массе в 1 кг ускорение в 1 м/с 2 . Внесист ед измерен давления 1 кгс/см 2 равна давлению на площадь 1 см 2 силы в 1 кгс. В жид-ых приборах с водяным или ртутным заполнением стекл трубок измерение давления проиводится в мм вод или рт столба. Внесист ед измер давления – бар, равна давлению 1*10 5 Па или 1.01972 кгс/см 2 .

Атмосферное(барометрич) давление рб созд-ся массой воздушн столба земной атмосферы. Оно имеет переменное значение, зависящее от высоты местности над уровнем моря, географич широты и метрологич условий.

Избыточное давление р выражает превышение давл среды над атмосф давлением.

Вакууметрич давл рвсреды хар-ет давл, недостающее до атмогсф давл.

Абсолютное давл ра среды м/б больше или меньше атмосф.

Полное давл движущей среды рп слагается из статич рс и динамич рд давлений

Классификация приборов для измерения давления.

Измерение давления основывается главным образом на уравновешивании действующего усилия при помощи столба жидкости или за счет упругой деформации различны чувствительных элементов. Используемые в теплоэнергетике приборы для измерения давления делятся на следующие группы:

манометры избыточного давления – для измерения давления выше атмосферного;

тяго – и напорометры – для измерения небольшого вакуумметрического и избыточного давления;

вакуумметры — для измерения вакуумметрического давления;

мановакуумметры – для измерения избыточного и вакуумметрического давления;

манометры абсолютного давления – для измерения давления, отсчитываемого от абсолютного нуля; барометры – для измерения атмосферного давления;

дифференциальные манометры (дифманометры) – для измерения разности двух давлений (перепад давления).

Источник

Единицы измерения давления и разряжения. Приборы для измерения давления.

Давление. Единицы измерения давления и виды давлений.

Давлением называется величина, выражающая отношение силы приложенной к единице площади. В соответствии с международной системой СИ за единицу измерения давления принят Паскаль — (Ра), который равен давлению, создаваемому силой в один ньютон (N), на площадь 1 м 2 .

Р=F/S. 1Па= 1Н/ м 2 . 1 МПа=1000 кПа=1 000 000 Па.

К внесистемным единицам измерения давления относят: кгс/см 2 , кгс/м 2 , мм рт. ст., мм вд. ст. В нашей газовой отрасли в основном применяют следующие единицы измерения давления: Па и кгс/см. кв. (техническая атмосфера) и мм.вод.ст.

Поэтому необходимо знать соотношения между этими величинами.

1 кгс/см 2 = 98066,5 Ра @ 100 kPa@ 0,1 MPa;

1мм ртутного столба = 133,32 Па;

1мм вод. ст. = 10 Па;

1 кгс/ см2 = 98066,5 Па ≈ 100 кПа;

Различаются следующие виды давления:

· абсолютное (PА), полное давление, под которым находится вещество, за начало принимают абсолютный ноль давления:

Абсолютный ноль может существовать либо в замкнутом объеме, из которого удалены все молекулы, либо при полном прекращении движений молекул, т.е. при Т= 0 К.

· атмосферное или барометрическое (PБ), — давление окружающего воздуха

· избыточное давление (P), — разность между абсолютным давлением и барометрическим:

· разрежение (PР) — разность между барометрическим и абсолютным давлением (остаточное давление):

PР = PБ — PА , (при определенных значениях — вакуум).

Вакуум — глубокое разрежение — менее 66650 Па.

Приборы для измерения давления классифицируются по следующим признакам.

По роду измеряемой величины:

· для измерения атмосферного давления — барометры;

· для измерения избыточного давления — манометры, микроманометры, напоромеры;

· для измерения разряжения и вакуума — вакуумметры, тягомеры;

· для измерения избыточного давления и разряжения — тягонапоромер;

· для измерения разности 2-х давлений — дифференциальные манометры.

По принципу действия:

· жидкостные манометры (U — образные, колокольные, компрессионные и др.);

· деформационные манометры (мембранные, сильфонные, трубчато-пружинные, с вялой мембраной);

· унифицированные датчики давления;

Принцип действия жидкостных манометров основан на том, что измеряемое давление уравновешивается давлением столба жидкости.

U-образный манометр состоит из U-образной стеклянной трубки, заполненной жидкостью, прямолинейной миллиметровой шкалы. Шкала чаще всего бывает двусторонней с нулевой отметкой по середине, поэтому необходимо считать 1 мм шкалы равным 2 мм вд. ст. К одному концу трубки по гибкой резиновой или пластмассовой трубке подводится давление измеряемой среды. Под действием этого давления вода в одном колене трубки понижается, а в другом – повышается.

При частых изменениях давления измеряемой среды уровень жидкости в трубках колеблется, в связи с чем трудно производить точный отсчет в обеих трубках одновременно. В этом случае более удобен однотрубный (чашечный) манометр. Он состоит из сосуда (чаши), сечение которого во много раз больше сечения трубки. При изменении давления уровень жидкости в трубке малого сечения поднимается на большую величину, в то время как в чаше большего сечения опускается незначительно. Поэтому показания прибора можно отсчитывать только по изменению уровня жидкости в трубке малого сечения, пренебрегая изменением уровня в чаше.

При отсчете показаний стеклянных жидкостных манометров невооруженным глазом для исключения явления параллакса необходимо следить за тем, чтобы глаз наблюдателя находился строго на уровне мениска столбика.

Жидкостные манометры ремонту не подвергаются. Для поддержания их в технически исправном состоянии осуществляют следующие мероприятия при техническом обслуживании:

· выявляют отсутствие разрывов столбика жидкости в манометрических трубках и следов испарения манометрической жидкости и в случае обнаружения устраняют;

· у манометров со вложенной шкалой проверяют смещение нуля шкалы относительно горизонтали (уровень в сообщающихся сосудах).

При выходе из строя трубок, подводящих давление к манометру, их заменяют новыми.

Грузопоршневые манометры.

Грузопоршневые манометры (ГМП)– образцовые приборы, которые могут создать и измерять высокое давление (до 250 Мпа) при помощи поршня с грузами, воздействующими на замкнутый объём жидкости.

В этих приборах измеряемое давление определяется по величине нагрузки, воздействующей на поршень определенной площади. Грузопоршневые манометры имеют высокую точность (0,02; 0,05; 0,2) и широкий диапазон измерения (0,1- 250 МПа). Обычно их применяют для градуировки и поверки манометров.

Поршень ГПМ и внутренняя поверхность колонки пришлифовываются, в результате чего между ними образуется незначительный (3-5 мкм) кольцевой зазор, который препятствует поступлению масла наружу и способствует движению поршня с малым трением.

Давление масла при равновесном состоянии системы уравновешивается грузами и весом поршня с учетом рабочей площади поршня.

Достоинства ГПМ: — эти приборы обладают высокой чувствительностью и точностью, поэтому предназначены для градуировки и поверки различных видов деформационных манометров.

Недостатки ГПМ: — влияние на их чувствительность трения поршня в цилиндрической колонке. В связи с этим при применении ГПМ необходимо строго соблюдать вертикальность расположения прибора и проворачивать поршень вокруг оси от руки (90 об/мин).

Класс точности ГПМ 0,02 — 0,35.

Деформационные манометры.

Для измерения давления, разряжения и разности давлений в промышленных условиях наибольшее распространение получили деформационные манометры. Они охватывают диапазоны измерений от 0 -160 Ра до 0 -1000 MPa. Диапазон измерения манометров, вакуумметров и мановакуумметров определяется рядом 1; 1,6; 2,5; 4,0; 6,0 и 10n, где n — целое положительное или отрицательное число. Чувствительными элементами этих приборов могут быть:

· серповидная трубчатая пружина (трубка Бурдона), или многовитковая трубчатая пружина (геликс);

Мембранные манометры.

Упругие чувствительные элементы мембранных манометров мембраны и мембранные коробки.

Мембраны изготовляют из прорезиненной ткани, синтетических материалов, нержавеющей стали, фосфористой бронзы.

Мембраны представляют собой гибкую тонкую, обычно гофрированную пластину. Для увеличения рабочего тягового усилия мембраны в ее центральной части устанавливают металлический диск, называемый жестким центром.

Принцип работы: Измеряемое давление через штуцер воздействует на мембрану, которая деформируется и через передаточный механизм приводит в движение стрелку.

Мембранные манометры, как правило, бывают показывающими и имеют предел измерения 0.02 – 3 Мпа.

Класс точности 2.5.

Мембранные коробки состоят из двух мембран , которые спаяны или сварены по наружному контуру. Под действием измеряемого давления, подводимого к мембранной коробке, прогибаются обе мембраны. Результирующие перемещение центра верхней мембраны относительно нижней равно сумме прогибов обеих мембран.

Мембранные коробки применяют в мембранных напоромерах, тягомерах, тягонапоромерах.

Датчики – реле давления имеют плоские вялые мембраны. Эти приборы выпускаются с двух- и трехпозиционными контактными устройствами.

Сильфонные манометры

Сильфонные манометры используют для измерения небольших давлений и разряжений в качестве показывающих и самопищущих приборов.

Чувствительным элементом в них является сильфон, который представляет собой гофрированную тонкостенную металлическую трубку, изготовленную из высокопрочного сплава (латунь, нержавеющая сталь т т.д.).

Сильфон используется в качестве упругого чувствительного элемента, преобразующего измеряемое давление в перемещение или тяговое усилие.

В сильфонном манометре один конец сильфона закреплен на жестком неподвижном основании, другой – герметически закрыт. Давление подводят внутрь сильфона через основание, при этом длина сильфона увеличивается, вследствие чего стрелка прибора через систему рычагов движется по шкале. Для увеличения жесткости внутри сильфона может устанавливаться пружина.

Пределы измерений — до 2,5 МПа.

Эти приборы имеют класс точности 1 и 1.5.

Пружинные манометры

Чувствительным элементом в пружинных манометрах служат трубчатые одновитковые и многовитковые пружины. Чувствительный элемент связан механически с измерительным устройством и вместе находятся в общем корпусе.

Пружина представляет собой стальную или латунную полую трубку, согнутую по окружности. Один конец пружины впаян в основание прибора. На этом основании смонтирован механизм передачи со стрелкой. Свободный конец пружины соединен через поводок (тягу) с зубчатым сектором, находящимся в зацеплении с трибкой (шестерней). На оси шестерни закреплена стрелка.

Общий принцип действия пружинных манометров состоит в том, что под действием измеряемого давления чувствительный элемент деформируется и посредством передаточного механизма деформация преобразуется в круговое движение стрелки вдоль шкалы. При этом перемещение стрелки будет пропорционально деформации чувствительного элемента, а следовательно, и измеряемому давлению.

Манометры в свою очередь подразделяются на образцовые, контрольные и технические. Основное различие между ними – качество материала из которого изготовлена трубчатая пружина, диаметр корпуса, пределы шкалы, отделка деталей прибора в целом.

1. Образцовые манометры ( типа МО) применяют для поверки и калибровке рабочих манометров, а также для точных измерений в лабораторных условиях. Dкор=160 и 250 мм, предельные значения измерения давления 0.1-60 МПа. Шкалы разбиты на 100, 250 делений . Класс точности 0.16, 0.25.

2. Контрольные манометры Dкор=160 мм, Класс точности 0.4, 0.6.

3. Технические манометры Dкор= 60-250 мм, Класс точности 0.6, 1, 1.5, 2.5 и 4.

Дифференциальные манометры

Дифференциальные манометры это приборы, предназначенные для измерения разности давлений (перепада на сужающем устройстве, на пылеуловителях и т.д.).

Классификация по принципу действия: жидкостные и деформационные

· к жидкостным относятся дифманометры с видимым мениском — поплавковые, колокольные и кольцевые (типа ДП-730);

· к деформационным — сильфонные (типа ДСС-712) и мембранные (типа

Источник

Единицы измерения давления и разряжения. Приборы для измерения давления.

Давление. Единицы измерения давления и виды давлений.

Давлением называется величина, выражающая отношение силы приложенной к единице площади. В соответствии с международной системой СИ за единицу измерения давления принят Паскаль — (Ра), который равен давлению, создаваемому силой в один ньютон (N), на площадь 1 м 2 .

Читайте также:  Как измерить размер головы для шляпы женские

Р=F/S. 1Па= 1Н/ м 2 . 1 МПа=1000 кПа=1 000 000 Па.

К внесистемным единицам измерения давления относят: кгс/см 2 , кгс/м 2 , мм рт. ст., мм вд. ст. В нашей газовой отрасли в основном применяют следующие единицы измерения давления: Па и кгс/см. кв. (техническая атмосфера) и мм.вод.ст.

Поэтому необходимо знать соотношения между этими величинами.

1 кгс/см 2 = 98066,5 Ра @ 100 kPa@ 0,1 MPa;

1мм ртутного столба = 133,32 Па;

1мм вод. ст. = 10 Па;

1 кгс/ см2 = 98066,5 Па ≈ 100 кПа;

Различаются следующие виды давления:

· абсолютное (PА), полное давление, под которым находится вещество, за начало принимают абсолютный ноль давления:

Абсолютный ноль может существовать либо в замкнутом объеме, из которого удалены все молекулы, либо при полном прекращении движений молекул, т.е. при Т= 0 К.

· атмосферное или барометрическое (PБ), — давление окружающего воздуха

· избыточное давление (P), — разность между абсолютным давлением и барометрическим:

· разрежение (PР) — разность между барометрическим и абсолютным давлением (остаточное давление):

PР = PБ — PА , (при определенных значениях — вакуум).

Вакуум — глубокое разрежение — менее 66650 Па.

Приборы для измерения давления классифицируются по следующим признакам.

По роду измеряемой величины:

· для измерения атмосферного давления — барометры;

· для измерения избыточного давления — манометры, микроманометры, напоромеры;

· для измерения разряжения и вакуума — вакуумметры, тягомеры;

· для измерения избыточного давления и разряжения — тягонапоромер;

· для измерения разности 2-х давлений — дифференциальные манометры.

По принципу действия:

· жидкостные манометры (U — образные, колокольные, компрессионные и др.);

· деформационные манометры (мембранные, сильфонные, трубчато-пружинные, с вялой мембраной);

· унифицированные датчики давления;

Принцип действия жидкостных манометров основан на том, что измеряемое давление уравновешивается давлением столба жидкости.

U-образный манометр состоит из U-образной стеклянной трубки, заполненной жидкостью, прямолинейной миллиметровой шкалы. Шкала чаще всего бывает двусторонней с нулевой отметкой по середине, поэтому необходимо считать 1 мм шкалы равным 2 мм вд. ст. К одному концу трубки по гибкой резиновой или пластмассовой трубке подводится давление измеряемой среды. Под действием этого давления вода в одном колене трубки понижается, а в другом – повышается.

При частых изменениях давления измеряемой среды уровень жидкости в трубках колеблется, в связи с чем трудно производить точный отсчет в обеих трубках одновременно. В этом случае более удобен однотрубный (чашечный) манометр. Он состоит из сосуда (чаши), сечение которого во много раз больше сечения трубки. При изменении давления уровень жидкости в трубке малого сечения поднимается на большую величину, в то время как в чаше большего сечения опускается незначительно. Поэтому показания прибора можно отсчитывать только по изменению уровня жидкости в трубке малого сечения, пренебрегая изменением уровня в чаше.

При отсчете показаний стеклянных жидкостных манометров невооруженным глазом для исключения явления параллакса необходимо следить за тем, чтобы глаз наблюдателя находился строго на уровне мениска столбика.

Жидкостные манометры ремонту не подвергаются. Для поддержания их в технически исправном состоянии осуществляют следующие мероприятия при техническом обслуживании:

· выявляют отсутствие разрывов столбика жидкости в манометрических трубках и следов испарения манометрической жидкости и в случае обнаружения устраняют;

· у манометров со вложенной шкалой проверяют смещение нуля шкалы относительно горизонтали (уровень в сообщающихся сосудах).

При выходе из строя трубок, подводящих давление к манометру, их заменяют новыми.

Грузопоршневые манометры.

Грузопоршневые манометры (ГМП)– образцовые приборы, которые могут создать и измерять высокое давление (до 250 Мпа) при помощи поршня с грузами, воздействующими на замкнутый объём жидкости.

В этих приборах измеряемое давление определяется по величине нагрузки, воздействующей на поршень определенной площади. Грузопоршневые манометры имеют высокую точность (0,02; 0,05; 0,2) и широкий диапазон измерения (0,1- 250 МПа). Обычно их применяют для градуировки и поверки манометров.

Поршень ГПМ и внутренняя поверхность колонки пришлифовываются, в результате чего между ними образуется незначительный (3-5 мкм) кольцевой зазор, который препятствует поступлению масла наружу и способствует движению поршня с малым трением.

Давление масла при равновесном состоянии системы уравновешивается грузами и весом поршня с учетом рабочей площади поршня.

Достоинства ГПМ: — эти приборы обладают высокой чувствительностью и точностью, поэтому предназначены для градуировки и поверки различных видов деформационных манометров.

Недостатки ГПМ: — влияние на их чувствительность трения поршня в цилиндрической колонке. В связи с этим при применении ГПМ необходимо строго соблюдать вертикальность расположения прибора и проворачивать поршень вокруг оси от руки (90 об/мин).

Класс точности ГПМ 0,02 — 0,35.

Деформационные манометры.

Для измерения давления, разряжения и разности давлений в промышленных условиях наибольшее распространение получили деформационные манометры. Они охватывают диапазоны измерений от 0 -160 Ра до 0 -1000 MPa. Диапазон измерения манометров, вакуумметров и мановакуумметров определяется рядом 1; 1,6; 2,5; 4,0; 6,0 и 10n, где n — целое положительное или отрицательное число. Чувствительными элементами этих приборов могут быть:

· серповидная трубчатая пружина (трубка Бурдона), или многовитковая трубчатая пружина (геликс);

Мембранные манометры.

Упругие чувствительные элементы мембранных манометров мембраны и мембранные коробки.

Мембраны изготовляют из прорезиненной ткани, синтетических материалов, нержавеющей стали, фосфористой бронзы.

Мембраны представляют собой гибкую тонкую, обычно гофрированную пластину. Для увеличения рабочего тягового усилия мембраны в ее центральной части устанавливают металлический диск, называемый жестким центром.

Принцип работы: Измеряемое давление через штуцер воздействует на мембрану, которая деформируется и через передаточный механизм приводит в движение стрелку.

Мембранные манометры, как правило, бывают показывающими и имеют предел измерения 0.02 – 3 Мпа.

Класс точности 2.5.

Мембранные коробки состоят из двух мембран , которые спаяны или сварены по наружному контуру. Под действием измеряемого давления, подводимого к мембранной коробке, прогибаются обе мембраны. Результирующие перемещение центра верхней мембраны относительно нижней равно сумме прогибов обеих мембран.

Мембранные коробки применяют в мембранных напоромерах, тягомерах, тягонапоромерах.

Датчики – реле давления имеют плоские вялые мембраны. Эти приборы выпускаются с двух- и трехпозиционными контактными устройствами.

Сильфонные манометры

Сильфонные манометры используют для измерения небольших давлений и разряжений в качестве показывающих и самопищущих приборов.

Чувствительным элементом в них является сильфон, который представляет собой гофрированную тонкостенную металлическую трубку, изготовленную из высокопрочного сплава (латунь, нержавеющая сталь т т.д.).

Сильфон используется в качестве упругого чувствительного элемента, преобразующего измеряемое давление в перемещение или тяговое усилие.

В сильфонном манометре один конец сильфона закреплен на жестком неподвижном основании, другой – герметически закрыт. Давление подводят внутрь сильфона через основание, при этом длина сильфона увеличивается, вследствие чего стрелка прибора через систему рычагов движется по шкале. Для увеличения жесткости внутри сильфона может устанавливаться пружина.

Пределы измерений — до 2,5 МПа.

Эти приборы имеют класс точности 1 и 1.5.

Пружинные манометры

Чувствительным элементом в пружинных манометрах служат трубчатые одновитковые и многовитковые пружины. Чувствительный элемент связан механически с измерительным устройством и вместе находятся в общем корпусе.

Пружина представляет собой стальную или латунную полую трубку, согнутую по окружности. Один конец пружины впаян в основание прибора. На этом основании смонтирован механизм передачи со стрелкой. Свободный конец пружины соединен через поводок (тягу) с зубчатым сектором, находящимся в зацеплении с трибкой (шестерней). На оси шестерни закреплена стрелка.

Общий принцип действия пружинных манометров состоит в том, что под действием измеряемого давления чувствительный элемент деформируется и посредством передаточного механизма деформация преобразуется в круговое движение стрелки вдоль шкалы. При этом перемещение стрелки будет пропорционально деформации чувствительного элемента, а следовательно, и измеряемому давлению.

Манометры в свою очередь подразделяются на образцовые, контрольные и технические. Основное различие между ними – качество материала из которого изготовлена трубчатая пружина, диаметр корпуса, пределы шкалы, отделка деталей прибора в целом.

1. Образцовые манометры ( типа МО) применяют для поверки и калибровке рабочих манометров, а также для точных измерений в лабораторных условиях. Dкор=160 и 250 мм, предельные значения измерения давления 0.1-60 МПа. Шкалы разбиты на 100, 250 делений . Класс точности 0.16, 0.25.

2. Контрольные манометры Dкор=160 мм, Класс точности 0.4, 0.6.

3. Технические манометры Dкор= 60-250 мм, Класс точности 0.6, 1, 1.5, 2.5 и 4.

Дифференциальные манометры

Дифференциальные манометры это приборы, предназначенные для измерения разности давлений (перепада на сужающем устройстве, на пылеуловителях и т.д.).

Классификация по принципу действия: жидкостные и деформационные

· к жидкостным относятся дифманометры с видимым мениском — поплавковые, колокольные и кольцевые (типа ДП-730);

· к деформационным — сильфонные (типа ДСС-712) и мембранные (типа

Источник

Что такое вакуум?

Очень часто к нам обращаются люди, которые хотят купить вакуумный насос, но слабо представляют, что такое вакуум.
Попытаемся разобраться, что же это такое.

По определению, вакуум – это пространство, свободное от вещества (от латинского слова «vacuus» — пустой).
Существует несколько определений вакуума: технический вакуум, физический вакуум, космический вакуум и т.д.
Мы будем рассматривать технический вакуум, который определяется как сильно разреженный газ.

Рассмотрим на примере, что такое вакуум и как его измеряют.
На нашей планете существует атмосферное давление, принятое за единицу (одна атмосфера). Оно меняется в зависимости от погоды, высоты на уровнем моря, но мы не будем принимать это во внимание, так как это не будет никак влиять на понимание понятия вакуум.
Итак, мы имеем давление на поверхности земли равное 1 атмосфере. Всё, что ниже 1 атмосферы (в закрытом сосуде), называется техническим вакуумом.

Возьмём некий сосуд и закроем его герметичной крышкой. Давление в сосуде будет равно 1 атмосфере. Если мы начнём откачивать из сосуда воздух, то в нём возникнет разряжение, которое и называется вакуумом.
Рассмотрим на примере: в левом сосуде 10 кружочков. Пусть это будет 1 атмосфера.
«откачаем» половину – получим 0,5 атм, оставим один – получим 0,1 атм.

Так как в сосуде всего одна атмосфера, то и максимально возможный вакуум мы можем получить (теоретически) ноль атмосфер.
«Теоретически» — т.к. выловить все молекулы воздуха из сосуда практически невозможно.
По этому, в любом сосуде, из которого откачали воздух (газ) всегда остается какое-то его минимальное количество. Это и называют «остаточным давлением», то есть давление, которое осталось в сосуде после откачки из него газов.
Существуют специальные насосы, которые могут достичь глубокого вакуума до 0,00001 Па, но всё равно не до нуля.
В обычной жизни редко когда требуется вакуум глубже 0,5 — 10 Па (0,00005-0,0001 атм).

Есть несколько вариантов измерения вакуума, которые зависят от выбора точки отсчёта:
1. За единицу принимается атмосферное давление. Всё, что ниже единицы – вакуум.
То есть шкала вакуумметра от 1 до 0 атм (1…0,9…0,8…0,7…..0,2…0,1….0).
2. За ноль принимается атмосферное давление. То есть вакуум – все отрицательные числа меньше 0 и до -1.
То есть шкала вакуумметра от 0 до -1 (0, -0,1…-0,2….,-0,9,…-1).
Также шкалы могут быть в кПа, mBar, но это всё аналогично шкалам в атмосферах.

На картинке показаны вакуумметры с различными шкалами, которые показывают одинаковый вакуум:

Из всего сказанного выше видно, что величина вакуума не может быть больше атмосферного давления.

К нам почти каждый день обращаются люди, которые хотят получить вакуум -2, -3 атм и т.д.
И они очень удивляются когда узнают, что это невозможно (кстати, каждый второй из них говорит, что «вы сами ничего не знаете», «а у соседа так» и т.д. и.т.п.)

На самом деле, все эти люди хотят формовать детали под вакуумом, но чтобы прижим детали был более 1 кг/см2 (1 атмосферы).
Этого можно достичь, если накрыть изделие плёнкой, откачать из под неё воздух (в этом случае, в зависимости от созданного вакуума, максимальный прижим составит 1 кг/см2 (1 атм=1 кг/см2)), и после этого поместить это всё в автоклав, в котором будет создано избыточное давление. То есть для создания прижима в 2 кг/см2, достаточно создать в автоклаве избыточное давление в 1 атм.

Теперь несколько слов о том, как многие клиенты измеряют вакуум на выставке ООО «Насосы Ампика», у нас в офисе:
включают насос, прикладывают палец (ладонь) к всасывающему отверстию вакуумного насоса и сразу делают вывод о величине вакуума.

Обычно, все очень любят сравнивать советский вакуумный насос 2НВР-5ДМ и предлагаемый нами его аналог VE-2100.
После такой проверки, всегда говорят одно и тоже – вакуум у 2НВР-5ДМ выше (хотя на самом деле оба насоса выдают одинаковые параметры по вакууму).

Читайте также:  Тонометры автоматические для измерения давления при аритмиях

В чем же причина такой реакции? А как всегда – в отсутствии знаний законов физики и что такое давление вообще.

Немного ликбеза: давление «P» – это сила, которая действует на некоторую площадь поверхности, направленная перпендикулярно этой поверхности (отношение силы «F» к площади поверхности «S»), то есть P=F/S.
По-простому – это сила, распределённая по площади поверхности.
Из этой формулы видно, что чем больше площадь поверхности, тем меньше будет давление. А также сила, которая потребуется для отрыва руки или пальца от входного отверстия насоса, прямо пропорциональна величине площади поверхности (F=P*S).
Диаметр всасывающего отверстия у вакуумного насоса 2НВР-5ДМ – 25 мм (площадь поверхности 78,5 мм2).
Диаметр всасывающего отверстия у вакуумного насоса VE-2100 – 6 мм (площадь поверхности 18,8 мм2).
То есть для отрыва руки от отверстия диаметром 25 мм, требуется сила в 4,2 раза большая, чем для диаметра отверстия 6 мм (при одинаковом давлении).
Именно по этому, когда вакуум измеряют пальцами, получается такой парадокс.
Давление «P», в этом случае, рассчитывается как разница между атмосферным давлением и остаточным давлением в сосуде (то есть вакуумом в насосе).

Как посчитать силу прижима какой-либо детали к поверхности?
Очень просто. Можно воспользоваться формулой приведенной выше, но попробуем объяснить попроще.
Например, пусть требуется узнать, с какой силой может быть прижата деталь размером 10х10 см при создании под ней вакуума насосом ВВН 1-0,75.

Берём остаточное давление, которое создаёт этот вакуумный насос серии ВВН.
Конкретно у этого водокольцевого насоса ВВН 1-0,75 оно составляет 0,4 атм.
1 атмосфера равна 1 кг/см2.
Площадь поверхности детали – 100 см2 (10см х10 см).
То есть, если создать максимальный вакуум (то есть давление на деталь будет 1 атм), то деталь прижмётся с силой 100 кг.
Так как у нас вакуум 0,4 атм, то прижим составит 0,4х100=40 кг.
Но это в теории, при идеальных условиях, если не будет подсоса воздуха и т.п.
Реально нужно это учитывать и прижим будет на 20…40% меньше в зависимости от типа поверхности, скорости откачки, и т.п.

Теперь пару слов о механических вакуумметрах.
Эти устройства показывают остаточное давление в пределах 0,05…1 атм.
То есть он не покажет более глубокого вакуума (будет всегда показывать «0»). Например, в любом пластинчато-роторном вакуумном насосе, по достижении его максимального вакуума, механический вакуумметр всегда будет показывать «0». Если требуется визуальное отображение значений остаточного давления, то нужно ставить электронный вакуумметр, например VG-64.

Часто к нам приходят клиенты, которые формуют детали под вакуумом (например, детали из композиционных материалов: углепластика, стеклопластика и т.п.), это нужно для того, чтобы во время формовки из связующего вещества (смолы) выходил газ и тем самым улучшались свойства готового продукта, а так же деталь прижималась к форме плёнкой, из-под которой откачивают воздух.
Встаёт вопрос: каким вакуумным насосом пользоваться – одноступенчатым или двухступенчатым?
Обычно думают, что раз вакуум у двухступенчатого выше, то и детали получаться лучше.

Вакуум у одноступенчатого насоса 20 Па, у двухступенчатого 2 Па. Кажется, что раз разница в давлении в 10 раз, то и прижиматься деталь будет гораздо сильнее.
Но так ли это на самом деле?

1 атм = 100000 Па = 1 кг/см2.
Значит разница в прижиме плёнки при вакууме 20 Па и 2 Па составит 0,00018 кг/см2 (кому не лень – посчитает сам).

То есть, практически, разницы никакой не будет, т.к. выигрыш в 0,18 г в силе прижима погоды не сделает.

Как рассчитать за какое время вакуумный насос откачает вакуумную камеру?
В отличии от жидкостей, газы занимают весь имеющийся объем и если вакуумный насос откачал половину воздуха, находящегося в вакуумной камере, то оставшаяся часть воздуха вновь расширится и займет весь объем.
Ниже приведена формула для вычисления этого параметра.

t — время (в часах) необходимое для откачки вакуумного объема от давления p1 до давления p2
V — объем откачиваемой емкости, м3
S — быстрота действия вакуумного насоса, м3/час
p1 — начальное давление в откачиваемой емкости, мбар
p2 — конечное давление в откачиваемой емкости, мбар
ln — натуральный логарифм

F — поправочный коэффициент, зависит от конечного давления в емкости p2:
— p2 от 1000 до 250 мбар F=1
— p2 от 250 до 100 мбар F=1,5
— p2 от 100 до 50 мбар F=1,75
— p2 от 50 до 20 мбар F=2
— p2 от 20 до 5 мбар F=2,5
— p2 от 5 до 1 мбар F=3

В двух словах, это всё.
Надеемся, что кому-нибудь эта информация поможет сделать правильный выбор вакуумного оборудования и блеснуть знаниями за кружкой пива.

Источник

Что такое вакуум и с чем его едят?

По определению вакуум — это пространство свободное от вещества. В технике и прикладной физике под вакуумом понимают среду, содержащую газ при давлении значительно ниже атмосферного.

Рассмотрим для наглядности на примере, что такое вакуум и как его измеряют.

На нашей планете существует атмосферное давление, принятое за единицу (одна атмосфера). Оно меняется в зависимости от погода, от высоты над уровнем моря и так далее, но это мы не будем принимать во внимание, так как оно ни как не будет влиять на понятие вакуум в нашем случае. Итак, мы имеем давление на поверхности земли равное 1 атмосфере, все, что ниже 1 атмосферы и будет техническим вакуумом.

Возьмем какой нибудь сосуд и закроем его герметичной крышкой. Давление в сосуде будет равно 1 атмосфере. Если мы начнем откачивать из сосуда воздух, то в нем возникнет разряжение, которое и будет называться вакуумом.

На картинке условно изображено 3 сосуда, в левом сосуде 10 кружочков, пусть это будет равно 1 атмосфере. Откачаем половину получим 0,5 атмосфер, откачаем еще — получим 0,1 атмосферу (это 3 сосуд, один кружочек).

Так как в сосуде всего одна атмосфера, то теоритически максимальный вакуум мы можем получить ноль атмосфер. Почему теоритически? Потому, что абсолютно все молекулы из сосуда выловить невозможно.

Поэтому в любом сосуде, в котором откачали воздух (газ) всегда остается какое то минимальное его количество. И это количество называется остаточным давлением, т.е. давление которое осталось в сосуде после откачки из него газов.

Существуют специальные насосы, которые могут достичь глубокого вакуума до 0,00001 Па, но все равно не до нуля.

В обычной жизни редко требуется вакуум ниже 0,5 — 10 Па (0,0005 — 0,0001 атм.).

Есть несколько вариантов измерения вакуума, которые зависят от выбора точки отсчета.

За единицу принимается атмосферное давление, т.е. все, что ниже атмосферного давления технический вакуум. Шкала вакууметра от 1,0 атм. до 0 атм.

За ноль принимается атмосферное давление. Т.е. вакуум все отрицательные число от 0 и до -1. Шкала вакууметра от 0 и до -1.

Так шкалы могут быть в других единицах измерения, к примеру кПа, mBar и так далее, но все это аналогично шкалам в атмосферах. Но мы рекомендуем приобретать вакууметры все атки со шкалой кПа (Па), так как это соответствует международнйо системе измерения СИ.

На картинке показаны вакууметры с различными шкалами, но с одинаковым вакуумом.

Из всего сказанного выше видно, что величина вакуума не может быть больше атмосферного давления.

К нам почти каждый день обращаются люди, которые хотят получить вакуум -2, -3 атм и т.д.

И они очень удивляются когда узнают, что это невозможно (кстати, каждый второй из них говорит, что «вы сами ничего не знаете», «а у соседа так» и т.д. и.т.п.)

На самом деле, все эти люди хотят формовать детали под вакуумом, но чтобы прижим детали был более 1 кг/см2 (1 атмосферы).

Этого можно достичь, если накрыть изделие плёнкой, откачать из под неё воздух (в этом случае, в зависимости от созданного вакуума, максимальный прижим составит 1 кг/см2 (1 атм=1 кг/см2)), и после этого поместить это всё в автоклав, в котором будет создано избыточное давление. То есть для создания прижима в 2 кг/см2, достаточно создать в автоклаве избыточное давление в 1 атм.

Теперь несколько слов о том, как многие клиенты измеряют вакуум:

включают насос, прикладывают палец (ладонь) к всасывающему отверстию вакуумного насоса и сразу делают вывод о величине вакуума.

Обычно, все очень любят сравнивать советский вакуумный насос 2НВР-5ДМ и предлагаемый нами его аналог VE-2100.

После такой проверки, всегда говорят одно и тоже – вакуум у 2НВР-5ДМ выше (хотя на самом деле оба насоса выдают одинаковые параметры по вакууму).

В чем же причина такой реакции? А как всегда – в отсутствии знаний законов физики и что такое давление вообще.

Немного ликбеза: давление «P» – это сила, которая действует на некоторую площадь поверхности, направленная перпендикулярно этой поверхности (отношение силы «F» к площади поверхности «S»), то есть P=F/S.

По-простому – это сила, распределённая по площади поверхности.

Из этой формулы видно, что чем больше площадь поверхности, тем меньше будет давление. А также сила, которая потребуется для отрыва руки или пальца от входного отверстия насоса, прямо пропорциональна величине площади поверхности (F=P*S).

Диаметр всасывающего отверстия у вакуумного насоса 2НВР-5ДМ – 25 мм (площадь поверхности 78,5 мм2).

Диаметр всасывающего отверстия у вакуумного насоса VE-2100 – 6 мм (площадь поверхности 18,8 мм2).

То есть для отрыва руки от отверстия диаметром 25 мм, требуется сила в 4,2 раза большая, чем для диаметра отверстия 6 мм (при одинаковом давлении).

Именно по этому, когда вакуум измеряют пальцами, получается такой парадокс.

Давление «P», в этом случае, рассчитывается как разница между атмосферным давлением и остаточным давлением в сосуде (то есть вакуумом в насосе).

Как посчитать силу прижима какой-либо детали к поверхности?

Очень просто. Можно воспользоваться формулой приведенной выше, но попробуем объяснить попроще.

Например, пусть требуется узнать, с какой силой может быть прижата деталь размером 10х10 см при создании под ней вакуума насосом ВВН 1-0,75.

Берём остаточное давление, которое создаёт этот вакуумный насос серии ВВН.

Конкретно у этого водокольцевого насоса ВВН 1-0,75 оно составляет 0,4 атм.

1 атмосфера равна 1 кг/см2.

Площадь поверхности детали – 100 см2 (10см х10 см).

То есть, если создать максимальный вакуум (то есть давление на деталь будет 1 атм), то деталь прижмётся с силой 100 кг.

Так как у нас вакуум 0,4 атм, то прижим составит 0,4х100=40 кг.

Но это в теории, при идеальных условиях, если не будет подсоса воздуха и т.п.

Реально нужно это учитывать и прижим будет на 20…40% меньше в зависимости от типа поверхности, скорости откачки, и т.п.

Теперь пару слов о механических вакуумметрах.

Эти устройства показывают остаточное давление в пределах 0,05…1 атм.

То есть он не покажет более глубокого вакуума (будет всегда показывать «0»). Например, в любом пластинчато-роторном вакуумном насосе, по достижении его максимального вакуума, механический вакуумметр всегда будет показывать «0». Если требуется визуальное отображение значений остаточного давления, то нужно ставить электронный вакуумметр.

Часто к нам приходят клиенты, которые формуют детали под вакуумом (например, детали из композиционных материалов: углепластика, стеклопластика и т.п.), это нужно для того, чтобы во время формовки из связующего вещества (смолы) выходил газ и тем самым улучшались свойства готового продукта, а так же деталь прижималась к форме плёнкой, из-под которой откачивают воздух.

Встаёт вопрос: каким вакуумным насосом пользоваться – одноступенчатым или двухступенчатым?

Обычно думают, что раз вакуум у двухступенчатого выше, то и детали получаться лучше.

Вакуум у двухступенчатого насоса 0,2 Па, а у одноступенчатого 2 Па. Кажется, что раз разница в давлении в 10 раз, то и прижиматься деталь будет гораздо сильнее.

Но так ли это на самом деле?

1 атм = 100000 Па = 1 кг/см2.

Значит разница в прижиме плёнки при вакууме 0,2 Па и 2 Па составит 0,00018 кг/см2 (кому не лень – посчитает сам).

То есть, практически, разницы никакой не будет, т.к. выигрыш в 0,18 г в силе прижима погоды не сделает.

Источник