В’язкісний манометр - Велика Енциклопедія Нафти та Газа
В'язкісний манометр
Класичний в'язкісний манометр складається з двох коаксильних циліндрів, один з яких обертається з великою швидкістю, а інший пов'язаний зі стрілкою, відхилення якої пропорційно тиску. Градуювання таких манометрів залежить від роду газу. [1]
Переваги в'язкістного манометра полягають у порівняльній простоті конструкції, а також у відсутності металевих частин, завдяки чому можна вимірювати тиск газів, що викликають корозію або поглинаються металами. [2]
Дія в'язкісних манометрів ґрунтується на явищі залежності в'язкості газу від тиску при низьких тисках. [4]
Прикладом в'язкісних манометрів є манометр Ленгмюра. Дія їх ґрунтується на зміні в'язкості розрідженого газу зі зміною тиску. [5]
У в'язкісних манометрах вимірюється сила тертя, що виникає між газом і поверхнею твердого тіла при їхньому відносному русі. [6]
Ртутні манометри Мак Леода можуть замінюватись тепло-електричними манометрами типу Пірані, в'язкісними манометрами Ленгмюра, радіометричними манометрами Кнудсе-на або іонізаційними манометрами типу Альфатрон. [7]
Залежність в'язкості газу або тиску при низьких тисках покладена в основу роботи в'язкісних манометрів з межами вимірювань 2 - К) 2 - 5 - Ю-5 мм рт. ст. У балон манометра ( фіг. Вимір амплітуди коливань проводиться за допомогою оптичного пристрою шляхом проектування на шкалу збільшеного зображення кварцової нитки. [8]
Манометри, у яких використовуються закони кінетичної теорії: а) радіометричний манометр Кнудсена; б) в'язкісний манометр Дешмана-на; в) манометр з ниткою Ленг-мюра, що коливається. [9]
Серед інших приладів відзначимо манометри, дія -яких засноване на залежності теплопровідності газу від тиску, і манометри в'язкі , в яких використовується залежність в'язкості газу від тиску. [10]
В'язкі манометри з кварцовою ниткою, що коливається, запропоновані Ленгмюром. [11]
Твердження, що молекулярна в'язкість не залежить від розмірів, означає наступне Якщо дві поверхні, що рухаються одна щодо іншої, розділені газом, тиск якого настільки мало, що середня довжина вільного шляху більша за відстань між ними, то обмін кількістю руху не залежить від відстані між ними. Наприклад, в'язкісний манометр Ленгмюра для вимірювання тисків є кварцовою ниткою, яку змушують коливатися в газі. В області молекулярної в'язкості швидкість демпфування коливань пропорційна тиску і не залежить від відстані між ниткою, що коливається, і стінками. Залежність молекулярної в'язкості від форми поверхні означає, що, наприклад, форма нитки в манометрі Ленгмюр впливає на швидкість демпфування. Пояснення цього явища аналогічно пояснено молекулярної теплопровідності. Молекула газу, ударяючись об поверхню під кутом, передає їй лише деяку частину F своєї тангенційної швидкості. Якщо F 0 то молекула відбивається з незмінною тангенціальною швидкістю, і ми маємо випадок дзеркального відображення. Якщо F 1 то молекула втрачає цілком свою початкову тангенціальну швидкість, може залишати поверхню в будь-якому довільному напрямку, і ми маємо випадок повного дифузного відображення. Якщо F i, то молекула залишає поверхню у напрямку, близькому до того, яким вона прийшла, що легко уявити при пилкоподібній поверхні і при майже ковзному падінні молекул на цю поверхню. Таким чином, у звичайних умовах слід вважати, що має місце повне дифузнеВідображення молекул. У разі в'язкісного манометра, дія якого різко залежить від умов передачі кількості руху, таке припущення є неправомірним. Як і при передачі тепла, груба шорстка поверхня ефективніша, ніж гладка. [12]
У літературі описані також інші методи вимірювання дуже низьких тисків пари, що ґрунтуються на використанні деяких нових принципів. Так, наприклад, Кламб і Люкерт [355] використовували радіометричний термомолекулярний манометр для області Ю-3-1 () - мм рт. ст. і молекулярний флавометр для тисків від 101 до 10 - 3 мм рт. ст. Чарнлі і Скіннер [113] застосували в'язкісний манометр з кварцовою ниткою, що коливається, а Стівене [692] використовував флуоресцентний метод. [13]
Твердження, що молекулярна в'язкість не залежить від розмірів, означає наступне Якщо дві поверхні, що рухаються одна щодо іншої, розділені газом, тиск якого настільки мало, що середня довжина вільного шляху більша за відстань між ними, то обмін кількістю руху не залежить від відстані між ними. Наприклад, в'язкісний манометр Ленгмюра для вимірювання тисків є кварцовою ниткою, яку змушують коливатися в газі. В області молекулярної в'язкості швидкість демпфування коливань пропорційна тиску і не залежить від відстані між ниткою, що коливається, і стінками. Залежність молекулярної в'язкості від форми поверхні означає, що, наприклад, форма нитки в манометрі Ленгмюр впливає на швидкість демпфування. Пояснення цього явища аналогічно пояснено молекулярної теплопровідності. Молекула газу, ударяючись об поверхню під кутом, передає їй лише деяку частину F своєї тангенційної швидкості. Якщо F 0 то молекула відбивається з незмінною тангенціальною швидкістю, і ми маємо випадок дзеркальноговідображення. Якщо F 1 то молекула втрачає цілком свою початкову тангенціальну швидкість, може залишати поверхню в будь-якому довільному напрямку, і ми маємо випадок повного дифузного відображення. Якщо F i, то молекула залишає поверхню у напрямку, близькому до того, яким вона прийшла, що легко уявити при пилкоподібній поверхні і при майже ковзному падінні молекул на цю поверхню. Таким чином, у звичайних умовах слід вважати, що має місце повне дифузне відбиття молекул. У разі в'язкісного манометра, дія якого різко залежить від умов передачі кількості руху, таке припущення є неправомірним. Як і при передачі тепла, груба шорстка поверхня ефективніша, ніж гладка. [14]