流体静压强的测量

的高度。
h
容器中气体的绝对压力为
p pa g(h h)
其表压力为 pg g(h h)
单管杯式测压计
根据体积平衡的原理
pg g(h h)
D 2
d 2
h
h
4
4
h
d2 D2
h
h
pg
gh(1
d2 ) D2
• 由于利用这种测压计测量压力时只需 进行一次读数，因此读数的绝对误差 可比U型管测压计减小一半。
• 由于l=h／sinα，说明倾斜角度越小，l比h放大的倍数就越
大，量测的精度就更高。
• 由上式还可知，在pg一定时，γ愈小，读数l就越大。因此， 工程上常用容重比水更小的液体，例如酒精（纯度96%的 酒精，γ=7.944kN／m3）以提高精度。
6、微差压强计(Micromanometer)--（双液柱压强计）
故：p1+γB（h＋H）=p2+γAh＋γBH
因而 p1-p2=(γA-γB)h
• 思考：如果必须考虑储液室液面下降，压 强差怎么表达？
• 参见课后习题2-13
流体静压强的测量
压强计量基准及压强计量单位
一、计量基准：
绝对压强：以完全真空为基准计量的压强
(absolute pressure)
相对压强：以大气压强为基准的计算压强
(gage pressure)
pg= p - pa
正压：大于同高度的大气压强为正压
负压：小于同高度的大气压强为负压
❖大气压的相对压为0。
p A pB (1h1 2h2 3h3 )g
例题：2-3
4、单管杯式测压计（杯形压强计）
该液压计是U管压强计的一种变形，U形管的一侧用一个 大截面的杯形容器代替，杯的截面积远较玻璃管为大 。
当压强计与测压口连通时，
左杯端连接到高压端，则杯中
液面下降Δh的高度至o’－o’的
位置，而此时右管中液面上升h
1、测压管(Pressure Tube)
结构：一根内径为10mm左右的直玻璃管的下 端与装有液体的容器连接，上端开口与大 气相通，
原理： 从玻璃管这一侧来看，如果从点A算 起，管内液柱高度为h，则点A上的压强
pA pa gh
▪单直管测压计特点：
较精确、简单，但只能测液体的较低压强。如果测管内径很 细，有毛细管现象，影响读数的精确性。
❖负压的绝对值为真空度。
pa
a
二、压强的三种度量单位： 1、以压强基本定义为基准：
SI制：N/m2, Pa. 工程制：kgf/m2 2、以大气压强为基准：
SI制：1 标准大气压=101325Pa 工程制： 1工程大气压=105Pa 3、以液柱高度为基准：
由P=ρgh, h= P/ ρg而来
1 标准大气压=10.33m水柱=760mm汞柱(自行推倒） 1工程大气压=10m水柱
h
▪其表压力为：
pg p pa g(h h)
由图h＝lsinα
又根据体积平衡
h D 2 l d 2
4
4
则：
pg
来自百度文库
gl(sin
d2 )
D2
pg
gl(sin
d2 ) D2
h
若忽略杯内液面的变化，容器 中气体的表压力为
pg gl sin l sin
• 当测定时α为定值，只需测得倾斜长度l，就可得出压差。
由于 U形管是双管，因毛细管现象产生的读数误差就可抵消， 测管可细小而精确。U形管也可测量压差。
3、复合式测压计——两点压强的计算
如图已知：ρ1、ρ2、ρ3，h1、h2、h3，求pA-pB
❖方法：找等压面1—2—3和4—5。
P1 P2 P3
P4 P5
因为：
pA p1 1gh1
p3 p4 2 gh2
若忽略杯内液面的变化，容器中气体的表压力为
单管杯式测压计
pg gh
使用这种压强计时，必须记住较高压强处总是与杯形端相接，才能使压 强在玻璃管上反映出来。
5、倾斜微压计----测定微小压强（或压差）
如图：微压计一般用于测定气体压强，它的测压管是
倾斜放置的，其倾角为α。
容器中气体的绝对压力为：
p pa g(h h)
pB p5 3 gh3
所以： pA pB (1h1 2h2 3h3 )g
另一种方法： 根据“从一边开始，找等压面，向上减，向下加”的原则进行。 解：此处的等压面有两个，1—2—3和4—5。 根据“从一边开始，找等压面，向上减，向下加”的原则得 到：
pB p A 1 gh1 2 gh2 3 gh3
测量压强的仪器
分类： 机械式压力传感器：
电气式压力传感器：
液柱式压力计 弹簧管式压力计 活塞净重式压力计 压电压力计 压阻压力计
流体的压强可用液柱高度表示，因此液柱式测压计是 测量流体压强常用的仪器，其工作液体一般为水、酒 精、四氯化碳或水银等。
应用液体平衡原理可以测量流体的压强。所使用的这 类仪器叫液压计。
2、U型管(the U-shaped tube)测压 计
U形管的1与2是等压面，即p1=p2，则： pa 2 gh p2 p1 pc 1gH
pc pa 2 gh 1gH
若容器内是气体，则ρ1＜＜ρ2，即ρ1 gH 可 忽略不计，容器内的压强 pc为
pc pa 2 gh
ρ２
• U型管测压计特点： 既可测液体较高的压强，也可测气体较低压强或真空度。
------用于测量微小表压、真空度或压强差 结构如图：压强计U形管的两侧都有容积较大的储液室。管 内注入两种互不溶解而重度相近的指示液A、B，其重度分
别为γA及γB。
• 测右压侧时升，起如，形p1＞成p一2，读则数指h。示液A在 • 由于储液室容积较大，所以液面
几乎没有变化。
由于水平面3－4是等压面，即p3=p4，