دانلود مقاله در مورد مانومترها 6 ص

دسته بندي : مقاله » مقالات فارسی مختلف
لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
دسته بندی : وورد
نوع فایل :  word (..doc) ( قابل ويرايش و آماده پرينت )
تعداد صفحه : 8 صفحه

 قسمتی از متن word (..doc) : 
 

‏ ‏مان‏ـــ‏ومتره‏ــ‏ا‏ ?‏ 1
‏مانومترها
‏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، فشار در A‏ بر حسب ‏ارتفاع ستون آب hS‏ است. ‏روشن است كه پيزومتر براي اندازه‏‌‏گيري فشارهاي نسبي منفي به كار نمي‏‌‏آيد، زيرا در آن صورت هوا از طريق لوله به مخزن جريان خواهد يافت. همچنين اندازه‏‌‏گيري فشارهاي زياد نيز با پيزومتر عملي نيست، زيرا مستلزم استفاده از يك لوله قائم بسيار بلند خواهد بود.
‏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: ‏ ‏طول ستون آب hA = -hS
‏شكل 1-1‏ مانومتر‏هاي‏ ساده
‏ ‏مان‏ـــ‏ومتره‏ــ‏ا‏ ?‏ 2
‏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:
‏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.
‏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).
‏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.
‏ ‏مان‏ـــ‏ومتره‏ــ‏ا‏ ?‏ 3
‏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:
po - (y1-yo) γo - (y2-y1) γ1 - (y3-y2) γ2 - … (yn-yn-1) γn-1 = pn
‏كه yn, … , y1, yo‏ ارتفاع سطح مشترك‏‌‏ها و γn-1, …,γ1, γp‏ وزن مخصوص سيالات است. معادله فوق فشار مجهول را بر حسب نيرو بر واحد سطح به دست مي‏‌‏دهد كه مي‏‌‏توان به واحدهاي ديگر تبديل كرد.
‏شكل ‏2‏-1‏ مانومتر‏هاي‏ ‏ديفرانسيل
‏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 2-1، مانومتر ديفرانسيل اختلاف فشار نقاط A, B‏ را اندازه‏‌‏گري مي‏‌‏كند. با كاربرد روش فوق‏‌‏الذكر براي شكل α‏2‏-‏1‏ داريم:
pA – h1γ1 – h2γ2 + h3γ3 = pB " pA – pB = h1γ1 + h2γ2 – h3γ3
‏به‏‌‏طور مشابه در شكل b‏2‏-‏1‏ داريم:
pA + h1γ1 – h2γ2 - h3γ3 = pB " pA – pB = –h1γ1 + h2γ2 + h3γ3
‏اگر فشار در B, A‏ بر حسب طول ستون آب بيان شده باشد، نتيجه فوق‏‌‏الذكر را براي شكل a‏2-1 به صورت:
hA – hB = h1S1 + h2S2 – h3S3
‏و براي شكل b‏2-1 به صورت:
hA – hB = –h1S1 + h2S2 + h3S3
‏بيان كرد. S3, S2, S1‏ چگالي نسبي مايعات هستند.
‏ ‏مان‏ـــ‏ومتره‏ــ‏ا‏ ?‏ 4
‏ميكرومانومترها
‏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 3-1، يك ميكرومانومتر از اين نوع را نشان مي‏‌‏دهد. ابتدا مايع سنگين‏‌‏تر را در لوله U‏ ‏شكل مي‏‌‏ريزند تا سطح آن به نشانه 0-0‏ برسد. سپس مايع سبك‏‌‏تر را به آن مي‏‌‏افزايند تا لوله‏‌‏ها را پركرده و سطح آن در مخازت بزرگتر به نشانه 1-1‏ برسد. سپس مايع و يا گاز سيستم را به فضاي بالاي نشانه 1-1‏ مرتبط مي‏‌‏كنند. اگر فشار در C‏ كمي بيش از فشار در D‏ باشد، سطح مايع جابجا شده در لوله U‏ شكل. پس:
∆yA = R/2 a
‏شكل 3-1‏ ميكرومانومتر