Mecanica fluidelor

Lucrarea nr. 1

MĂSURAREA PRESIUNII FLUIDELOR

1.1. Noţiuni teoretice

Starea de tensiune a fluidelor, sub acţiunea diferiţilor factori exteriori (compresiune, variaţie de temperatură, etc.) se caracterizează printr-o mărime numită presiune.

Presiunea este forţa care acţionează perpendicular pe unitatea de suprafaţă şi este repartizată uniform pe întreaga suprafaţă.

Presiunea poate fi raportată la vid (0 absolut), caz în care se numeşte presiune absolută sau la presiunea atmosferică (0 relativ), caz în care se numeşte presiune relativă. Dacă presiunea este mai mare decât presiunea atmosferică ( > >0) avem o suprapresiune, iar relaţia de legătură este:

= + (1.1)

În cazul presiunilor mai mici decât presiunea atmosferică ( < <0), apare noţiunea de depresiune cu relaţia de legătură:

= - (1.2)

Unitatea de măsură pentru presiune în Sistemul Internaţional (S.I.) este N/m2 sau Pa (Pascal):

1 Pa = 1N/m2 (1.3)

În Sistemul CGS (Centimetru Gram Secundă) unitatea de presiune este dyn/cm2 (barye):

1 bar = 106 dyn/cm2 =105 Pa (1.4)

Atmosfera fizică (atm) este presiunea medie normală, la nivelul mării, dată de o coloană de mercur la 0°C, înaltă de 760 mm:

1 atm = 1,01•105 Pa = 760 mm col.Hg =

= 10,332 m col.H2O (1.5)

Atmosfera tehnică (at) este presiunea exercitată normal de o forţă de 1 kgf, uniform repartizată pe aria de 1cm2:

1 at = 1 kgf/cm2 = 9,81•104 N/m2 (1.6)

O altă unitate de măsură pentru presiune este torr-ul:

1 Torr = 1, 333•102 N/m2 (1.7)

Se obţine următoarea relaţie de transformare:

1 Pa = 1 N/m2 = 10-5 bar =1,01972•10-5 at =

= 7,50062•10-3 Torr (1.8)

Instrumentele utilizate la măsurarea presiunii pot fi clasificate după trei criterii în funcţie de:

- natura mărimii măsurate:

1. aparate pentru măsurarea presiunii atmosferice (barometre);

2. aparate pentru măsurarea presiunii relative (manometre, micromanometre);

3. aparate pentru măsurarea vidului (vacuumetre);

4. aparate pentru măsurarea presiunii absolute (barometrul şi manometrul dacă presiunea absolută este mai mare decât presiunea atmosferică; barometrul şi vacuumetrul dacă presiunea absolută este mai mică decât presiunea atmosferică);

- principiul de funcţionare:

1. aparate cu lichid (piezometre);

2. aparate cu element elastic;

3. aparate cu piston;

4. aparate electrice;

5. aparate combinate.

- clasa de precizie a instrumentului.

1.2. Piezometre simple cu lichid

Instrumentele cu lichid determină presiunea în coloană de lichid. Ele sunt de construcţie simplă, fiind formate dintr-un tub de sticlă , drept sau îndoit în formă de "U".

Se pot clasifica în tuburi manometrice sau vacuu-metrice, după cum măsoară presiuni mai mari sau mai mici decât presiunea atmosferică. Măsoară întotdeauna presiuni relative. Piezometrele simple măsoară presiunea relativă într-un punct.

O altă clasificare se poate face în funcţie de natura lichidului de lucru. Când în instrumentul de măsură se utili-zează acelaşi lichid se numeşte piezometru direct. Dacă se utilizează un alt lichid decât cel a cărui presiune se determină poartă numele de piezometru indirect. În cele ce urmează se descriu câteva din tipurile mai uzuale.