مانومتر چیست :
مانومتر که در لاتین به آن Mano meter گویند وسیله ای برای اندازه گیری فشار است. این وسیله معمولا از آب یا جیوه برای این کار استفاده میکند.
روش کار :
برای اندازه گیری فشار گازها ، از روش مقایسه آن ها با فشار هوا و به کمک دستگاه مانومتر استفاده می شود. درلوله U شکل مایعی ریخته می شود که چنانچه چگالی مایع موجود در فشار سنج را بدانیم می توانیم اختلاف فشار بین گاز و جو را محاسبه نماییم. معمولأ در مانومتر از جیوه (ویا آب) استفاده می شود . هنگامی که فشار دو گاز در دو حباب برابر است فشار برابر ۷۶۰ میلی متر جیوه (یک جو) خواهد بود.
تشریح روش کار :
ارتفاع ستون دستگاه، مقدار فشار را نشان می دهد که با h نشان داده شده است. مانومتر دارای لوله شیشه ای U شکل است که سر آن از هر دو طرف باز است و با مقداری جیوه پر شده است. هنگامی که هر دو ساق لوله به اتمسفر وصل شود فشار اتمسفر در هر دو لوله اثر می کند و ارتفاع جیوه در هر دو ستون برابر خواهد شد چون فشار غالب در هر دو سو یکسان است.
ارتفاع ستون جیوه در این نقطه به عنوان مبنا قرار می گیرد و بر همین اساس لوله مدرج می گردد. برای خواندن تغییر ستون پر شده از جیوه نسبت به شرایط صفر (مبدا)، مانومتر در هر دو جهت بر حسب میلی متر تنظیم می گردد.
هنگامی که یکی از ساق های لوله U شکل به مخزنی که قصد سنجش فشار آن را داریم وصل شود فشار وارد بر یک ساق لوله با فشار اتمسفر وارد بر ساق دیگر (که به مخزن وصل است) مقابله می نماید.
حال در صورتیکه فشار مخزن (ساق اول لوله) بیشتر از فشار اتمسفر (ساق دیگر) باشد موجب پایین رفتن سطح جیوه در ساق متصل به مخزن و اگر فشار مخزن کمتر از فشار اتمسفر باشد موجب بالا رفتن سطح جیوه در ساق متصل به مخزن خواهد شد. اساس کار دستگاه مانومتر نیز بر همین اساس است.
فشار خلاء :
فشار های کمتر از اتمسفر معمولا خلا (خلاء) نامیده می شوند و بر حسب میلی متر جیوه بیان می شوند. به دلیل اختلاف دانسیته جیوه و آب، فشارهایی که تاثیر ناچیزی در ارتفاع ستون جیوه می گذارند تغییرات قابل ملاحظه ای در ارتفاع ستون آب به وجود خواهند آورد لذا مانومتر های آبی برای اندازه گیری فشارهای بسیار کم مفید خواهند بود. فشار اتمسفر نرمال معادل ۷۶۰ میلی متر جیوه و ۱۰٫۳۳ متر آب می باشد. مقدار h فشار بر حسب ستون جیوه بیان می شود.
انواع مانومتر :
انواع مختلف مانومتر عبارتست از :
- مانومتر U شکل که برای اندازه گیری فشار های کم از صفر تا ۴ اینچ آب و فشارهای زیاد از صفر تا ۴۸ اینچ جیوه مورد استفاده قرار می گیرد
- مانومتر مخزن دار که برای اندازه گیری فشارهای کم تا ۱۲ اینچ آب و فشارهای زیاد تا ۴۸ اینچ جیوه استفاده می شود
- مانومتر مایل که جهت اندازه گیری فشار های کم تا ۰٫۵ اینچ آب مورد استفاده قرار می گیرد
به صورت کلی:
مانومتر وسیله ای ساده و کاربردی برای اندازه گیری فشار یک مخزن یا منبع یا غیره است. به طور معمول در مانومترها از جیوه یا آب (رنگی شده) استفاده می شود، اگر در مانومتر جیوه ای اختلاف سطح دو طرف ۷۶ سانتی متر باشد، می توان گفت دو طرف به اندازه فشار جو (اتمسفر) اختلاف فشار دارند. جالب است بدانید فشار جو برابر فشار ۱۰ متر آب است. (تقریبا)
توجه :
- در صورتی که در مانومتر از جیوه استفاده شده باشد آن را مانومتر یا فشار سنج جیوه ای و اگر از آب استفاده شده باشد آن را فشار سنج آبی می نامند.
- چون تمام سیالات با تغییر دما منبسط و منقبض می شوند در صورت نیاز به دقت زیاد بایستی فشارهای به دست آمده توسط مانومترها برای انحراف درجه حرارت نیز تصحیح نمود.
- بارومتر فشار سنجی از نوع مانومتر می باشد.
Pascal | Bar | Technical atmosphere | Standard atmosphere | Torr | Pounds per square inch | |
(Pa) | (bar) | (at) | (atm) | (Torr) | (psi) | |
۱ Pa | ≡ ۱ N/m2 | ۱۰−۵ | ۱٫۰۱۹۷×۱۰−۵ | ۹٫۸۶۹۲×۱۰−۶ | ۷٫۵۰۰۶×۱۰−۳ | ۱٫۴۵۰۳۷۷×۱۰−۴ |
۱ bar | ۱۰۵ | ≡ ۱۰۰ kPa
≡ ۱۰۶ dyn/cm2 |
۱٫۰۱۹۷ | ۰٫۹۸۶۹۲ | ۷۵۰٫۰۶ | ۱۴٫۵۰۳۷۷ |
۱ at | ۹٫۸۰۶۶۵×۱۰۴ | ۰٫۹۸۰۶۶۵ | ≡ ۱ kp/cm2 | ۰٫۹۶۷۸۴۱۱ | ۷۳۵٫۵۵۹۲ | ۱۴٫۲۲۳۳۴ |
۱ atm | ۱٫۰۱۳۲۵×۱۰۵ | ۱٫۰۱۳۲۵ | ۱٫۰۳۳۲ | ۱ | ≡ ۷۶۰ | ۱۴٫۶۹۵۹۵ |
۱ Torr | ۱۳۳٫۳۲۲۴ | ۱٫۳۳۳۲۲۴×۱۰−۳ | ۱٫۳۵۹۵۵۱×۱۰−۳ | ≡ ۱/۷۶۰ ≈ ۱٫۳۱۵۷۸۹×۱۰−۳ | ≡ ۱ Torr
≈ ۱ mmHg |
۱٫۹۳۳۶۷۸×۱۰−۲ |
۱ psi | ۶٫۸۹۴۸×۱۰۳ | ۶٫۸۹۴۸×۱۰−۲ | ۷٫۰۳۰۶۹×۱۰−۲ | ۶٫۸۰۴۶×۱۰−۲ | ۵۱٫۷۱۴۹۳ | ≡ ۱ lbf /in2 |
مراجع:
- www.Opentextbc.ca
- www.mne.psu.edu
- www.me-mechanicalengineering.com
- www.mdp.eng.cam.ac.uk
- www.aliexpress.com
- www.omega.co.uk
- www.me-mechanicalengineering.com
- www.en.wikipedia.org