Для чего нужен манометр в системе водоснабжения
Манометр
Статья находится на проверке у методистов Skysmart.
Если вы заметили ошибку, сообщите об этом в онлайн-чат
(в правом нижнем углу экрана).
Что такое манометр
Термин «манометр» в основе имеет два греческих слова: «измерять» и «неплотный». Из этого понятны его назначение и основные функции — измерения в неких неплотных средах (жидкостях и газах).
Манометр — это прибор для измерения искусственно созданного давления газа или жидкости в замкнутой системе.
Не следует путать его с барометром, который тоже показывает давление, но только атмосферное. В то время как с помощью манометра можно измерить, с какой силой жидкость или газ давит на стенки герметично закрытой емкости. Условно говоря, он показывает плотность воздуха внутри закрытого пространства.
Если рассматривать функционал, манометр — более широкое понятие, а барометр является его частным случаем.
Единица измерения давления: паскаль (Па). Она отражает силу в 1 Н, которая равномерно действует на площадь 1 кв. м. Также давление иногда измеряют в барах, атмосферах, миллиметрах ртутного или водяного столба.
Для чего нужен манометр
В зависимости от модификации манометры могут использоваться в самых разных сферах:
при накачивании автомобильных шин;
в обслуживании систем кондиционирования и отопления;
в гидравлических узлах для передвижения железнодорожной стрелки;
для контроля давления в пневматических агрегатах на производстве;
в нефтяной и газодобывающей промышленности;
для обслуживания двигателей на морских судах и т. д.
Основное назначение манометра — проинформировать об избыточном или недостаточном давлении воды, пара, газа или иной рабочей среды. В промышленности также выделяют сигнальные приборы, которые помогают предотвратить взрывы и техногенные катастрофы из-за разрыва емкостей с опасными веществами (например, аммиаком или горячим паром).
Жидкостный манометр
Этот тип манометров появился первым еще в XVII веке. Он ведет свое начало от опытов Торричелли — одного из учеников Галилео Галилея.
Итальянский ученый погружал в емкость запаянную с одного конца и наполненную ртутью трубку. Некоторое количество ртути выливалось из трубки, и в ее верхней части получался вакуум. На ртуть в емкости действовало атмосферное давление, а на ртуть в трубке — нет. Соответственно, при повышении атмосферного давления ртутный столбик в трубке поднимался, а при понижении — опускался.
Принцип работы жидкостного манометра в целом похож на принцип работы системы из опыта Торричелли. Этот прибор представляет собой систему сообщающихся сосудов — две трубки, соединенные в U-образную конструкцию. Система наполовину заполнена жидкостью (обычно ртутью), и если на нее действует только атмосферное давление — уровень жидкости в обеих трубках будет одинаков.
Если одну из трубок подключить к накачивающему устройству или к закрытой емкости, на жидкость в ней будет действовать измеряемое давление (Р1). В то время как на жидкость во второй трубке действует только атмосферное давление (Р2). При изменении Р1 уровень жидкости во второй трубке тоже будет меняться.
Измерив разность высоты столба Δh = h1 − h2, можно узнать, насколько изменилось давление ΔP = P1 − P2.
Результат измерений, полученный в сантиметрах ртутного столба, переводят в паскали из расчета:
1 см ртутного столба (при 0°C) = 1333,22 Па.
Для получения результата сразу в паскалях можно воспользоваться формулой, которая определяет давление воды на стенки емкости:
Р = ρgh, где ρ — плотность жидкости, g — ускорение свободного падения, h — высота столба.
Ускорение свободного падения (g) всегда равно 9,8 H/кг.
Другие виды манометров
Жидкостный манометр дает возможность точных измерений, но у него есть большой недостаток: конструкция боится ударов и вибраций. Поэтому сегодня такие приборы используются в основном в лабораториях. С развитием промышленности возникли другие типы манометров, которые могут измерять давление в любых условиях — на подвижных механизмах, при сильных вибрациях и т. д. По конструкции выделяют деформационные и поршневые (грузопоршневые) приборы.
Деформационные манометры
Манометр деформационного типа — это компактное механическое устройство, измеряющее давление сразу в паскалях (без перевода из других единиц). Его рабочим элементом является дугообразная или спиральная трубка Бурдона, в которую накачивается газ. Если давление внутри трубки повышается, она начинает распрямляться, и это движение через систему тяг передается на стрелку. При снятии давления она возвращается в свое первоначальное положение.
Вместо трубки может быть использована пружина, мембрана или другой чувствительный элемент, который деформируется под давлением. Принцип действия манометра остается тем же: деформация передается на стрелку, движущуюся по шкале.
Деформационные металлические манометры чаще всего используются в быту и на производстве. Они компактны, отлично переносят вибрации, не требуют строго вертикальной установки. Если нужно выбрать, к примеру, автомобильный манометр, он будет именно такого типа.
Поршневые манометры
Несмотря на то, что поршневые манометры были созданы раньше деформационных, они получили меньшее распространение. Сегодня такие приборы используются для исследования скважин в нефте- и газодобывающей промышленности, а также для сверки показаний в лабораториях.
На рисунке ниже можно увидеть, из чего состоит манометр поршневого типа. В самом простом варианте это емкость с маслом, соединенная при помощи штуцера с измеряемой средой. В емкость погружен цилиндр с тщательно притертым поршнем (зазор между стенками цилиндра и поршнем должен быть минимальным). На торце поршня закреплена тарель, на которую могут укладываться грузы.
Снизу на поршень действует измеряемое давление Р, сверху оно уравновешивается некой силой, создаваемой весом самого поршня и грузов G1+ G2.
Давление под поршнем рассчитывается по формуле:
где G1— масса грузов, G2— масса поршня с тарелью, g — ускорение свободного падения, F — площадь поршня.
Также давление можно выразить через силу согласно закону Паскаля:
P = F / S, где F — сила, действующая на поршень, S — площадь поршня.
С помощью поршневых маномеров впервые измеряли давление ученые-физики Георг Паррот и Эмиль Ленц. Но широкое распространение эти приборы получили благодаря некому Рухгольцу, который запустил их в массовое производство.
Задачи
Чтобы научиться решать задачи под руководством опытного преподавателя, приходите на онлайн-курсы по физике для 9 класса!
Задача 1
Решение:
Ускорение g равно 9,8 H/кг.
Согласно формуле, определяющей давление жидкости на стенки сосуда:
P = 710 × 9,8 × 0,6 = 4174,8 Па = 4,7 кПа.
Ответ: 4,7 кПа.
Задача 2
На поршень, погруженный в цилиндр с маслом, положили груз весом 3 кг. Площадь поршня составляет 2 см2, а его вес — 300 гр. Чему равна сила давления под поршнем?
Манометр для водоснабжения
Любая система водоснабжения, находящаяся под давлением, нуждается в надежном и постоянном контроле. С этой задачей легко справляются датчики давления различных видов и конструкций. «Дачный ремонт» подготовил для Вас небольшую статью для того, чтобы Вы могли самостоятельно разобраться в вопросах: что же такое манометр, как он работает и для чего используется в системах водоснабжения.
Манометр для водоснабжения
Принцип работы и роль в системе водоснабжения
Манометр – это прибор, способный измерять и фиксировать изменения избыточного давления в замкнутой системе. Существует огромное количество манометров различных видов и направления использования, но мы остановимся только на бытовых манометрах. Все манометры, используемые в домашних системах водоснабжения, изготавливаются в соответствии с ГОСТ 2405-88.
В системах водоснабжения чаще всего применяют манометры с чувствительным органом в виде трубчатой пружины. Такие манометры идеально подходят для работы в системах с небольшим избыточным давлением, а класс точности позволяет фиксировать актуальную информацию. Принцип работы таких манометров основан на свойстве трубчатой пружины деформироваться при изменении давления, влияющего на ее внутренние стенки. Один конец трубки запаян и передает деформационные изменения через рычажно-шестеренчатый механизм на стрелочное табло. Второй конец трубки открыт и зафиксирован. Именно он взаимодействует с измеряемой средой, находящейся под давлением. Таким образом, манометр, находясь в системе под давлением, показывает актуальную информацию на стрелочном табло. При изменении давления в системе трубчатая пружина сжимается (при понижении давления) или разжимается (при повышении давления), при этом передавая свои деформационные изменения на стрелку, которая отклоняется в соответствии с изменениями.
В системах водоснабжения манометр играет роль контрольного прибора. Он постоянно анализирует давление в системе и отображает его значение. Опираясь на показатели манометра, производят настройку и регулировку системы, а также периодический контроль стабильности работой системы. Во многих системах автоматики встроены манометры, которые передают показатели не на табло, а непосредственно в блок управления. Такие системы могут самостоятельно принимать решения по работе системы, или передавать предупреждение человеку о серьезных изменениях давления в системе, что могут привести к поломке.
Виды бытовых манометров
Механические чаще всего встречаются трубчато-пружинные, реже можно встретить мембранные. Мембранные менее надежны и имеют меньший класс точности, а по цене отличий почти нет, поэтому лучше использовать трубчато-пружинные манометры. Механические манометры надежны, просты и долговечны, не требовательны к качеству воды, однако выполняют только свою единственную функцию.
Электронные манометры как таковые встречаются крайне редко. В основном они входят в систему автоматики и являются одним из ее элементов. Такие манометры гораздо дороже механических аналогов, имеют гораздо больше функций и весьма требовательны к качеству воды. Кроме того в агрессивной среде и при большой влажности достаточно часто выходят из строя.
Конструкция бытового манометра
Рассмотрим конструкцию манометра на примере двух наиболее распространенных видов – это трубчато-пружинный и диафрагменный. В трубчато-пружинном манометре используется полая трубка (трубка Бурдона), которая под действие давления старается выпрямиться, и через рычажно-шестеренчатый механизм передает свою деформацию стрелке.
Трубчато-пружинный манометр состоит из следующих элементов:
Что из себя представляет и для чего нужен манометр для измерения давления воды?
Если надо проконтролировать давление воды в трубе, на помощь приходит манометр. Сложно найти гидравлическую систему, в которой бы он не использовался.
Устройство с пружинящей трубкой изобрел в 1845 году швейцарский инженер, и с тех пор оно не сильно изменилось. В этой статье рассмотрим, что такое манометр для измерения давления воды, каких видов он бывает, как и где устанавливается и т.д.
Что это за устройство?
Манометр – это прибор для измерения избыточного, то есть искусственно созданного, давления воды, пара или иной рабочей среды.
Говоря простыми словами, он показывает, насколько водяное давление в трубе больше атмосферного.
В быту, сфере ЖКХ и на промышленных предприятиях наиболее распространены приборы с пружиной в виде трубки овального сечения (носит имя Бурдона – человека, запатентовавшего ее). Они просты по конструкции и недорого стоят.
Внешне водяной манометр – округлый предмет в металлическом или пластиковом корпусе. Циферблат со шкалой закрыт оргстеклом из метакрилата или поликарбоната.
Зачем устанавливается?
Измерительные приборы устанавливают, чтобы следить за состоянием системы. Давление в трубопроводах не должно превышать некоторого порогового значения. В то же время оно должно быть достаточным для работы различных устройств.
Места установки:
Манометры покупают для личного пользования, чтобы, например, периодически контролировать давление воды, поступающей в смеситель.
На постоянной основе их устанавливают на насосных станциях рядом с гидроаккумуляторами и реле давления, чтобы автоматически включать и выключать насос. Часто манометры входят в состав блоков автоматики.
Принцип действия
В деформационном (пружинном) манометре вода попадает в изогнутую трубку, сделанную из медного сплава. Давление воды приводит к деформации трубки, соединенной с механизмом, который заставляет поворачиваться стрелку.
Манометры с одновитковой пружиной рассчитаны на давление до 100 атм. Для измерения более высокого давления применяют пружины с несколькими витками, закрученными в спираль или винт.
Какие виды существуют?
Список основных видов манометров для воды:
Чем отличается от датчика?
Манометр – это прибор, который дает возможность определять в любой момент времени давление. Он может снабжаться датчиком, термометром и другими дополнительными элементами.
Датчик – часть системы оповещения. Он срабатывает только при каком-то определенном значении давления. Показания датчика преобразуются в сигнал, позволяющий отрегулировать работу системы в автоматическом или ручном режиме.
Критерии выбора
Прежде чем покупать прибор, надо точно уяснить, для чего он нужен и в каком месте его будут устанавливать.
Важные критерии выбора:
Трубная резьба обозначается литерой G. G1/2» означает наружный диаметр 20,9 мм, внутренний – 18,6, шаг – 1,8 мм или 14 ниток на дюйм.
В техническом паспорте нового прибора обязательно должна стаять отметка о заводской поверке. Давность поверки менее года подтверждает, что прибор дает правильные показания.
Где и по какой цене продаются?
Цена на манометр зависит от его конструкции. Самый простой аналоговый прибор стоит порядка 120 р. Если он снабжен термометром, то цена увеличивается в два раза. Цифровые устройства в десятки раз дороже.
Известные торговые марки в России:
Это далеко не полный список. Зарубежные аналоги, кроме цены, ничем принципиально не отличаются. Исключение могут составлять лишь узкоспециализированные приборы.
Купить манометры можно в интернет-магазине, непосредственно у производителя или компании, которая занимается продажей контроль-измерительных приборов. Ими торгуют магазины по продаже оборудования для отопления и водоснабжения.
Подключение к системе водоснабжения
Чтобы измерить давление в водопроводной системе, к ней надо подсоединить манометр.
Возможные места подключения к водопроводу в квартире:
Перед тем как разгерметизировать систему (открыть краны), надо перекрыть воду. Если манометр устанавливается для постоянной работы, то его необходимо защитить от гидроударов, пульсаций среды, перепадов температур.
Для этого перед ним устанавливают:
Устанавливая манометр, надо следить, чтобы циферблат был расположен вертикально, а показания хорошо читались. Запрещено прикладывать усилия к корпусу, закручивая его.
Условия эксплуатации и считывание показателей
На циферблате водяного манометр указывается давление. Оно может измеряться в барах, Паскалях или атмосферах.
Пользоваться манометром можно только в тех условиях, которые оговорены в техническом паспорте. Давление на прибор должно подаваться плавно.
Эксплуатация запрещена, если:
Чтобы быть уверенным в правильных показаниях манометра, надо проводить поверку. Новые приборы поверяет изготовитель. Далее контролируется время между поверками.
Допустимый срок указан в паспорте и составляет 1 или 2 года. Поверку проводят в Центре стандартизации и метрологии или в организации, у которой есть лицензия.
Возможные поломки и пути их решения
Причиной поломки приборов становится некачественный материал изготовления или нарушение правил эксплуатации, например, превышение рабочего давления или использование при температуре, на которую он не рассчитан.
Но не всегда это рентабельно. Зачастую дешевле установить новый манометр.
Поломки, которые можно устранить:
Если износились зубцы передаточного механизма или погнулась пружинная трубка, то такой манометр не подлежит ремонту.
Заключение
Прежде чем устанавливать манометр, надо убедиться в его исправности. При соблюдении правил эксплуатации он прослужит 1-2 года, не нуждаясь в поверке.
Самые дешевые манометры – деформационные, механические. Более дорогие – цифровые, оснащенные датчиками температуры, позволяющие дистанционно управлять насосами, компрессорами и другими устройствами.
Как установить манометр для измерения давления воды на водопровод
Манометр – это прибор для измерения давления воды в системе водоснабжения. С его помощью получают точные показатели рабочей среды на любом участке трубопровода. В зависимости от условий эксплуатации различают несколько видов таких датчиков.
Устройство манометра для измерения давления воды
Манометр имеет простую конструкцию. В приборе различают корпус и шкалу, на которой отмечены измеряемые величины. В корпусе находится трубчатая пружина. Она может быть заменена двухпластинчатой мембраной. Манометр имеет держатель, чувствительный элемент и трибко-секторный механизм.
Стрелка прибора является индикатором. Она может совершать один оборот вокруг своей оси. Для передачи вращения стрелке используются шестеренки. В конструкции прибора находится зубчатый сектор и поводок. Между шестеренками и зубьями устройства находится специальная пружина, исключающая вероятность мертвого хода.
Классификация манометров и принцип работы
Цифровой манометр давления воды
В зависимости от особенностей работы устройства измерения давления классифицируются на следующие виды:
Современные устройства измерения давления разделяют на механические и электронные. В первом случае конструкция прибора максимально простая. В электронном манометре находится контактный узел, способный более точно измерять давление рабочей среды. Такие приборы нашли широкое применение в промышленности. Их используют как образцовые модели для проверки пневматических узлов и настройки регуляторов в различных автоматизированных систем. Многие электронные манометры сохраняют данные о пиковых значениях давления за определенный период эксплуатации.
В зависимости от особенностей работы, устройства бывают:
Многие из манометров для измерения давления используются в системах отопления загородных домов и квартир многоэтажных домов. Другие применяются для обслуживания промышленных объектов.
Особенности монтажа
Схема расположения манометра на трубопроводе
Монтаж манометра возможен только на объекте со стравленным давлением. Прибор устанавливают в рабочее положение. Обычно оно прописано в инструкции. В ней также указаны допуски к установке. Монтаж манометра проводят при помощи гаечного ключа. Чтобы не перегружать корпус прибора, необходимо следить, чтобы момент закручивания не превышал 20 Н*м.
Установить манометр для измерения давления воды в водопроводе можно следующими способами:
Чтобы обеспечить стабильную работу манометра для измерения давления и снизить риск появления неисправностей, соблюдают определенные требования установки:
Измерительное оборудование, не прошедшее проверку и не имеющее опечатанной пломбы на корпусе, не допускается к использованию в коммуникационных сетях. По истечении сроков проверки датчик снимают и отправляют на диагностику. Если на стекле прибора имеется трещина, или на корпусе появились видимые повреждения, датчик утилизируют.
Измеритель устанавливают в вертикальном положении. За счет этого обеспечивается нормальное считывание данных. Шкала датчика может иметь уклон не более 30 градусов. Прибор должен быть хорошо освещен и защищен от попадания солнечных лучей. Нежелательно устанавливать устройство, стрелка которого после отключения не возвращается в исходное положение.
После монтажа устройства и введения системы в эксплуатацию не следует сразу его нагружать. Напор лучше поднимать постепенно, не допуская резких скачков давления. Такие меры позволяют продлить срок службы датчика.
При установке манометра для измерения давления проверяют герметичность соединения измерительного прибора и штуцера. Для этого обычно используют ФУМ ленту или нить. Чтобы сделать место стыковки более надежным, используют герметик. Все изделия должны соответствовать условиям эксплуатации. К примеру, для перегретого пара с температурой выше 130 градусов, недопустимо применять ФУМ ленту, которая рассчитана на максимальный нагрев 95 градусов. Некоторые монтажные компании в качестве изолятора применяют паклю, чего допускать не стоит.
Манометры для измерения давления в водопроводной сети ремонтировать самостоятельно не стоит. Выбирая тип устройства, важно изучить параметры коммуникаций, в которых оно будет использоваться.
Манометры для измерения давления воды – устройство, виды и отличия от манометров для воздуха
Манометр – это прибор, позволяющий измерить давление в водной системе или среде. С помощью этого простого устройства можно получить точные показатели давления в любой точке трубопровода или насосного агрегата. Ниже изучим конструкцию, принцип работы и отличия между разными видами манометров.
Устройство манометра для измерения давления воды
Манометр для измерения давления воды в водопроводе обладает очень простой конструкцией. Прибор состоит из корпуса и шкалы, на которой указывается измеряемая величина. Внутри корпуса может быть расположена трубчатая пружина или двухпластинчатая мембрана. Также внутри устройства находится держатель, трибко-секторный механизм и упругий чувствительный элемент.
Принцип действия прибора основывается на уравновешивании показателей давления посредством силы деформации мембраны или пружины. В результате этого процесса упругий чувствительный элемент смещается, что приводит в действие показывающую стрелку устройства.
Виды манометров для измерения давления воды по принципу работы
В наши дни работающие в условиях давления устройства используются практически во всех сферах жизнедеятельности человека. Следовательно, вместе с ними применяются и манометры, дающие точную информацию о показателях давления. При этом измерительные приборы могут отличаться между собой по конструкции и принципу действия. Имеющиеся на рынке манометры воды делятся на такие типы:
Современные манометры также делятся между собой на механические и электронные устройства. Механический манометр для насоса или системы водоснабжения имеет простую конструкцию, однако не может достаточно точно измерить давление. В конструкцию электронного прибора входит контактный узел, который более точно измеряет давление рабочей среды.
По способу использования манометры делятся между собой на такие виды:
Каждый из перечисленных видов приборов нашел свое активное применение. Многие из современных моделей используются в системе отопления частного дома или в квартире, другие – применяются для обслуживания крупных промышленных предприятий.
Чем отличается манометр для воды от манометра для воздуха?
Не знакомые с измерительными приборами люди часто не могут отличить манометр давления воды в системе водоснабжения от прибора, который используется для измерения давления воздуха и газа. Внешне оба эти устройства практически не отличаются друг от друга. Тем не менее, различие между ними все-таки есть. 
Разница между манометром для воды и воздуха заключается в конструкции и принципе их действия. В приборах для воды роль чувствительного элемента играет мембрана и сосуд с жидкостью. В воздушных манометрах чувствительным элементом служит трубчатая пружина, которая при работе заполняется газом или воздухом.
Как проверить давление воды без манометра?
Узнать показатели давления воды в трубопроводе можно без помощи манометра. Все, что для этого требуется – это использовать самодельное приспособление из прозрачного 2-метрового шланга, которое очень просто изготовить своими руками.
В основном, шланг применяется с целью получения замеров давления воды на выходе из крана. Чтобы узнать нужные показатели, один конец шланга вставляется в кран, а второй закупоривается пробкой. После этого в шланг нужно впустить немного воды.
Прежде, чем начать «эксперимент», потребуется выполнить 2 условия:
Далее определить приблизительное давление воды можно по указанной формуле: P=Pатм*H0/H1, где:
Нужно отметить, что собранное приспособление по принципу действия полностью повторяет обыкновенный жидкостный манометр.
Проверка давления исходя из расхода воды
Второй способ определения давления заключается в выполнении расчетов с использованием данных о количестве воды, вытекающей из крана. Помимо этих данных, также потребуется:
Чтобы рассчитать давление, понадобится мерная 3-литровая емкость и секундомер. Емкость нужно подложить под кран и засечь время, за которое она полностью наполнится водой.
Определить приблизительное давление можно уже после выполненной операции, однако полученные результаты будут очень неточными. Ведь в любом случае банка будет полностью заполнена менее, чем за 10 секунд, из-за чего полученная величина давления будет значительно меньше, чем по регламенту. Тем не менее, отталкиваться всегда нужно от того, что 3-литровая емкость будет полностью заполняться водой за 7 и менее секунд. В таком случае давление внутри трубопровода будет наиболее приближенным к регламентированному.