En manometer kan vara vilken enhet som helst som mäter tryck. Men om inte annat är kvalificerat hänvisar termen "manometer" oftast specifikt till ett U-format rör delvis fyllt med vätska. Du kan enkelt bygga denna typ av manometer som en del av ett laboratorieexperiment för att visa effekten av lufttryck på en vätskekolonn.
TL; DR (för lång; Läste inte)
En manometer är ett vetenskapligt instrument eller mätare som mäter tryck.
Bygga en manometer
En enkel manometer kan byggas genom att delvis fylla ett klart plaströr med en färgad vätska så att vätskenivån lätt kan observeras. Röret böjs sedan i U-form och fixeras i upprätt läge. Vätskenivån i de två vertikala kolumnerna bör vara lika vid denna punkt, eftersom de för närvarande är utsatta för samma tryck. Denna nivå markeras och identifieras därför som nollpunkten för manometern.
Mätning av tryck
Manometern är placerad mot en uppmätt skala för att möjliggöra någon skillnad i höjden på de två kolumnerna. Denna höjdskillnad kan användas direkt för att göra relativa jämförelser mellan olika testtryck. Denna typ av manometer kan också användas för att beräkna det absoluta trycket när vätskans densitet i manometern är känd.
Hur det fungerar
Den ena änden av röret är ansluten med en gastät tätning till en testtryckkälla. Den andra änden av röret lämnas öppen för atmosfären och kommer därför att utsättas för ett tryck av cirka 1 atmosfär (atm). Om testtrycket är större än referenstrycket på 1 atm tvingas vätskan i testkolonnen ner i kolonnen. Detta gör att vätskan i referenskolonnen stiger med lika mycket.
Beräkning av trycket
Trycket som utövas av en vätskekolonn kan ges med ekvationen P = hgd. I denna ekvation är P det beräknade trycket, h är vätskans höjd, g är tyngdkraften och d är vätskans densitet. Eftersom manometern mäter en tryckskillnad snarare än ett absolut tryck använder vi substitutionen P = Pa - P0. I detta substitution är Pa testtrycket och P0 är referenstrycket.
Exempel: Manometeranvändning
Antag att vätskan i manometern är kvicksilver och vätskans höjd i referenskolonnen är 0,02 meter högre än vätskans höjd i testkolonnen. Använd 13,534 kg per kubikmeter (kg / m3) för tätheten av kvicksilver och 9,8 meter per sekund i kvadrat (m / s2) för tyngdacceleration. Du kan beräkna tryckskillnaden mellan de två kolumnerna som:
hgp = 0,02 \ gånger 9,8 \ gånger 13,534 = 2,653 \ text {kg / ms} ^ 2
För tryckenheter kan du använda pascal, med cirka 101 325 pascal motsvarande 1 atm tryck. Tryckskillnaden i manometern är därför:
P_a-P_0 = \ frac {2 653} {101,325} = 0,026 \ text {atm}
Så trycket i testkolonnen (Pa) är lika med:
P_0 + 0,026 = 1 + 0,026 = 1,026 \ text {atm}