Οπτικοποίηση μέτρησης της πίεσης με χρήση μανόμετρου

Σε αυτή την οπτικοποίηση, η πίεση ενός ρευστού μετράται χρησιμοποιώντας ένα πιεζόμετρο, ένα μανόμετρο U-tube και ένα μανόμετρο με κεκλιμένο σωλήνα.

Χρησιμοποιήστε τα κουμπιά επιλογής για να επιλέξετε τον τύπο του μανόμετρου και το υγρό του μανόμετρου (νερό, λάδι ή υδράργυρος).

Αλλάξτε την πίεση του υγρού και τη γωνία του κεκλιμένου μανόμετρου με τους ολισθητήρες.

Μετακινήστε την κάμερα κατά μήκος των αξόνων x και z σύροντας την εικόνα ενώ κρατάτε πατημένο το αριστερό κουμπί του ποντικιού.

Περιστρέψτε την κάμερα σύροντας την εικόνα κρατώντας πατημένο το δεξί κουμπί του ποντικιού.

Μεγέθυνση και σμίκρυνση με τον τροχό κύλισης. Μετακινήστε κατακόρυφα σύροντας την εικόνα ενώ κρατάτε πατημένο το κεντρικό κουμπί του ποντικιού/κουμπί τροχού κύλισης. Επαναφέρετε την κάμερα στην προεπιλεγμένη της θέση πατώντας το κουμπί "Επαναφορά κάμερας".

Στο κεκλιμένο μανόμετρο, τα μήκη μπορεί να μην εμφανίζονται ακριβώς στην κλίμακα.

Ένα πιεζόμετρο αποτελείται από έναν κατακόρυφο σωλήνα ανοιχτό στην ατμοσφαιρική πίεση στο ένα άκρο. Μια ισορροπία δυνάμεων καθορίζει το ύψος του ρευστού:

$$ P_{f} = P_{atm} + \gamma_{f} h $$

όπου $ P_{f} $ είναι η απόλυτη πίεση του υγρού, $ P_{atm} $ είναι η ατμοσφαιρική πίεση (101.3 kPa), $ \gamma_{f} $ είναι το ειδικό βάρος του υγρού, και $ h $ το ύψος του ρευστού στο πιεζόμετρο. Το ειδικό βάρος είναι:

$$ \gamma_{f} = \rho_{f} g $$

όπου $ \rho_{f} $ είναι η πυκνότητα ρευστού και $ g $ είναι η σταθερά της βαρύτητας, 9.81 m/s².

Σε αντίθεση με το πιεζόμετρο, ένα μανόμετρο U-tube έχει δύο συστατικά: το υγρό που μετράται και το ρευστό μανόμετρο, το οποίο είναι συνήθως ένα πυκνό, μη πτητικό υγρό όπως ο υδράργυρος. Ένα μανόμετρο U-tube μπορεί να μετρήσει την πίεση ενός αερίου ή ενός υγρού, ενώ ένα πιεζόμετρο μπορεί να μετρήσει μόνο την πίεση υγρού, επειδή το αέριο θα διαφεύγει από το μανόμετρο. Για ένα μανόμετρο U-tube:

$$ P_{f} + \gamma_{f} h = P_{atm} + \gamma_{m} h $$

όπου $ \gamma_{m} $ είναι το ειδικό βάρος του ρευστού του μανόμετρου. Η πίεση του μετρητή είναι:

$$ P_{g} = h \left( \gamma_{m} - \gamma_{f} \right) $$

Όπου $ P_{g} $ είναι η πίεση του μετρητή. Για μετρήσεις πίεσης αερίου, $ \gamma_{f} ≪ \gamma_{m} $, οπότε η πίεση του μετρητή είναι

$$ P_{g} = \gamma_{m} h $$

Για ένα κεκλιμένο μανόμετρο, το ύψος του υγρού $ h $ είναι:

$$ h = L \; \mathrm{sin} \theta $$

όπου $ L $ είναι το μήκος του ρευστού μανόμετρου και $ \theta $ είναι η γωνία του σωλήνα του μανόμετρου σε σχέση με την οριζόντια. Χρησιμοποιείται ένα μανόμετρο κεκλιμένου σωλήνα επειδή παρέχει πιο ακριβείς μετρήσεις από ένα κατά τα άλλα πανομοιότυπο μανόμετρο U-tube.