پاورپوینت مانومتر لوله بوردن

به نام خدا

فهرست
مانومتر
لو له بوردن

تاریخچه:
مسئله فشار و شناسایی آن از قرن 17 آغاز شده است. در این قرن بررسی های وسیعی بروی ساخت پمپهای خلا و تغییر فشار صورت گرفت. در سال 1643تریچلی
(شاگردگالیله )Torriceli
برای اولین بار موفق به ساخت بارومتر شد.

هدف از اندازه گیری فشار:
به دلیل رابطه ای که سرعت و فشار در معادله انرژی با یکدیگر دارند در بسیاری از وسایلی که برای تعیین سرعت یا دبی جریان بکار میروند، لازم می آید که فشار اندازه گیری شود.

انواع فشار:
فشار را میتوان نسبت به هر مبنای دلخواهی بیان کرد. اما معمولا یا نسبت به صفر مطلق بیان میشود یا نسبت به فشار اتمسفر محلی.
فشار را نسبت به خلا مطلق را فشار مطلق و نسبت به فشار محلی را فشار نسبی گویند.

.
وسایل اندازه گیری فشار (گیج ) معمولافشارنسبی را نشان میدهند. از اینرو فشار نسبی، فشار گیج نیز نامیده میشود.

مانومتر
 از یک لوله شیشه ای مدرج با یک مخزن حاوی مایع غیرفرار یا با فراریت کم،مانند جیوه-آب-الکل ،روغن سیلیکون و یا سیالات دیگر تشکیل شده است و بر اساس موازنه نیروی حاصل از فشار در مقابل نیروی حاصل از وزن ستونی از مایع کار می کنند.
ساده ترین شکل مانومتر:

.
.

Pabs=Pgage+Patm
Pabs=Patm+ ρgh
Pgage= ρgh
h=Pgage / ρ g

Pabs فشار مطلق

انواع مانومترها:
ساده ترین مانومتر، پیزومتر نامیده میشود .
پیزومترها معمولا برای اندازه گیری فشارهای مثبت در مایعات بکار میروند.
لوله ای شیشه ای است که به طور قائم نصب شده و انتهای آن به فضای داخل مخزن متصل میگردد.مایع در لوله صعود میکند تا اینکه تعادل برقرار شود.آنگاه برای تعیین فشار در هر نقطه کافی است فاصله ی قائم آن نقطه تا سطح مایع داخل لوله قرائت شود.

.
این فاصله معرف فشار برحسب طول ستون مایع داخل مخزن است.

.
روشن است که پیزومتر برای اندازه گیری فشارهای نسبی منفی بکار نمی آید، زیرا در این صورت هوا از طریق لوله به مخزن جریان خواهد یافت.
اندازه گیری فشارهای زیاد عملی نیست، زیرا
مستلزم استفاده از یک لوله قائم بسیار بلندخواهد شد.

.

u شکل:شکل مقابل مانومتراست با uمانومتر شاخه مرطوب که در یک شاخه آن(شاخه مرطوب)مایع قرار دارد.در چنین حالتی موازنه نیروها در A و B به این صورت است:
P+ ρ1gh1=Patm+ ρgh
P=Patm+(ρ h- ρ1h1)g
Pgage=P-Patm=(ρh- ρ1h1)g
Pgage/ ρg=h- ρ1/ρ h1

.

مانومتر مخزن دار:در مانومترهایی که قطر دو شاخه آن ها متفاوت است جابه جایی در دو شاخه یکسان نیست با به کارگیری یک محفظه نسبتا بزرگ در یک شاخه می توان میزان جابه جایی را در آن شاخه بسیار ناچیز نمود.موازنه مانومتر مخزنی با دو شاخه مرطوب به صورت مقابل است.
P+ ρ2g(h1+h3)=Patm+ ρ2g(h1 -h2)+ ρ 1g(h2+h3)
P+ ρ2g(h1+h3)=Patm+ ρ2gh1+ ρ1gh3
P-Patm=- ρ2gh1- ρ2gh3+ ρ2gh1+ ρ1gh3
Pgage=P-Patm=(ρ 1- ρ 2)gh3

مانومتر با لوله مورب:( مانومتر مایل یا شیب دار):برای اندازه گیری دقیق تر فشارهای کم تا 0.5 in Hg استفاده می شود.

P gage=ρg(h1+h2)

L=h1+h2/sinѲ

مانومتر با دنبال کننده مغناطیسی:جهت سنجش فشارهای بالا می توان از چنین مانومترهایی با لوله ای از جنس فلزات غیر مغناطیسی استفاده نمود.

.

مانومتر موازنه حلقه:در این وسیله مانومتر به صورت یک حلقه ساخته شده است و برای فشارهای بالا و ثبت نتایج به کار می رود.

.

معایب مانومتر
یکی از معایب وسایل سنجش از نوع مانومتر این است که جهت نمایش به صورت بصری مورد استفاده قرار می گیرد.
مانومترها برای ثبت یا انتقال نتایج خیلی مناسب نیستند.

لوله بوردن
در این فشارسنج یک لوله ی فلزی خمیده وجود دارد که انتهای آن بسته است.ابتدای لوله به محلی که فشار آن باید اندازه گیری شود،متصل میشود.

لوله بوردون
در ساده ترین شکل از یک لوله با سطح مقطع بیضی شکل و به صورت قطعه ای از یک دایره تشکیل شده که یک انتهای آن ثابت و متصل به ورودی فشار مجهول و انتهای دیگر آن متحرک و بسته می باشد.اگر فشاردرونی لوله بیشتر از فشار بیرونی گردد مقطع بیضوی لوله تمایل به مدور شدن و لوله نیز تمایل به راست شدن داشته که نتیجه آن یک تغییر شکل الاستیک در انتهای متحرک لوله می باشد.انتهای آزاد لوله به یک قطعه ربع دایره ای و آن نیز از طریق یک چرخ دنده کوچک به یک عقربه متحرک بر روی صفحه مدرج متصل است.

.
وقتی که فشار درداخل لوله افزایش می یابد، لوله تمایل پیدا میکند که مستقیم شود و انتهای آن حرکت میکند.حرکت انتهای لوله توسط مکانیزمی باعث حرکت عقربه میشود.
هنگامی که فشار داخل و خارج لوله برابر باشد، صرف نظر از اینکه فشار چقدر باشد، عقربه صفر را نشان میدهد.

.
صفحه فشارسنج را برحسب واحد مناسبی مدرج میکند.
واحدهای متداول عبارت اند از پاسکال، سانتی متر جیوه و میلیمتر جیوه.
فشارسنج بوردن به دلیل ساختمان خاص خود، فشار را نسبت به محیط پیرامون لوله که همان اتمسفر محل است، اندازه گیری میکند.

لوله بوردون از جنس برنزفسفردار، مس بریلیم دار و فولاد ضد زنگ می باشد.
خطا های اصلی در اندازه گیری فشار با لوله بوردون عبارتند از:
پسماند در حرکت قطاع ربع دایره ای
تغییر در حساسیت لوله بدلیل تغییر دما
تاثیر فشار محیط و پس زدن عقربه.
حساسیت فشار سنج از نوع لوله بوردون را می توان با به کارگیری اشکال مارپیچ یا فنری افزایش داد.فشار یکسان دو نوع اخیر باعث افزایش انحراف زوایای بیشتری در لوله می شود.
بعضی از فشار سنج ها یک مایعی داخلش است و یک حباب بالای شیشه دیده می شود.این مایع روغن است و باعث می شود در جاهایی که لرزش سیستم زیاد است روغن موجود در نمایشگر لرزش عقربه را بگیرد و عدد دقیق خوانده شود.از این نوع فشار سنجها برای نشان دادن فشار پمپ های روغنی از این گیج ها استفاده می کنند و برای اندازه گیری فشارهای بالاتر از یک اتمسفر نیز استفاده می شود.

انواع لوله بوردون:
(معمولی):که برای فشارهای نسبتا کم استفاده میشود.

(حلزونی):که بیشتر در ثبات ها استفاده می شود و رنج کاری کمتری نسبت به نوع معمولی دارد.

(مارپیچی):در فشارهای خیلی بالا کاربرد دارد.

مزایا ی لوله بوردون:
قیمت کم آن
نصب آسان
طولانی بودن زمان سرویس
قابل استفاده در دامنه های وسیعی از فشار
قابل بکارگیری در سیستم های ابزار دقیق
وسیله ای برای اندازه گیری فشار نسبی
دقت خوب در مقایسه با قیمت آن

معایب لوله بوردون:
Psiدرفشارهای کمتر از50 خیز کم فنر وجود دارد.

حساس به ضربه و ارتعاش هستند

منابع:
مکانیک سیالات استریتر وایلی
مهندس علیرضا انتظاری
شیمی فیزیک
دکتر هوشنگ اسلامی

با تشکر از توجه شما
.