柴油發(fā)電機(jī)的壓力試驗(yàn)公式和測(cè)量方法
發(fā)布時(shí)間：2023-11-16 點(diǎn)擊：273
柴油發(fā)電機(jī)的壓力試驗(yàn)公式和測(cè)量方法
壓力是柴油發(fā)電機(jī)的重要參數(shù)之一。在柴油發(fā)電機(jī)試驗(yàn)中的壓力測(cè)量，既和通常熱工中的壓力測(cè)量有共同之點(diǎn)，也有其特殊之處。這將根據(jù)被測(cè)壓力的變化性質(zhì)和測(cè)量目的等采用不同的測(cè)量方法和測(cè)量設(shè)備。
1．絕對(duì)壓力和表壓力
使用壓力測(cè)量設(shè)備所測(cè)得的壓力，有絕對(duì)壓力和表壓力之分。絕對(duì)壓力是指氣體或液體作用在容器壁面上的實(shí)際壓力值。而表壓力通常是指測(cè)量壓力的儀表的指示值。
由于壓力測(cè)量的范圍和場(chǎng)合不同，量度壓力值的單位也不一樣。物理學(xué)上，把緯度45海平面上的大氣平均壓力規(guī)定為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，或稱物理大氣壓。一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的嚴(yán)格數(shù)值定義是：當(dāng)溫度為0℃，重力加速度為980．665厘米/秒，水銀重度為13．5951克力/厘米²時(shí)，760毫米高的水銀柱作用在底面上的壓力值。它等于1．0336公斤力/厘米²。物理大氣壓常用atm表示。工程上為了方便，把1公斤力的力垂直作用在1平方厘米面積上所產(chǎn)生的壓強(qiáng)，稱為1個(gè)工程大氣壓。它的單位是公斤力/厘米，常用at表示。
1969年第十四屆國際權(quán)度大會(huì)通過以“帕斯卡”（pascal簡(jiǎn)寫為pa）簡(jiǎn)稱“帕”作為m•k•s制的國際壓力單位。pa這個(gè)單位是指在每平方米的面積上均勻分布1牛頓的力，即1帕＝1牛頓/米²。實(shí)踐中常以千帕（帕斯卡的一千倍）為單位。因?yàn)?公斤力＝9．80665牛頓，所以l公斤力/厘米²＝98．0685千帕，1大氣壓力＝101千帕。
另外1948年第九屆國際權(quán)度大會(huì)通過以“巴”（bar）作為c·g·s制的國際壓力單位。每平方厘米的面積上均勻分布1達(dá)因的力，稱為微巴。千倍的微巴稱為毫巴，氣象中常以毫巴為計(jì)量單位。1巴＝10毫巴＝10微巴。1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓力＝33．9毫巴。
2．液體和氣體介質(zhì)中的壓力測(cè)量
液柱式壓力計(jì)是利用工作液的液柱高度所產(chǎn)生的壓力與被測(cè)介質(zhì)的壓力相平衡的原理而制造的測(cè)壓儀表。這種壓力計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，可測(cè)微小的壓
力，且測(cè)量精度亦較高，所以目前應(yīng)用得比較廣泛。
（1）u形管壓力計(jì)
在u形的玻璃管中，充以工作液體（如水、水銀等），其重度為y，被測(cè)介質(zhì)的重度為yl，根據(jù)液體靜力學(xué)原理，當(dāng)在一根管上通以被測(cè)壓力a則有如下關(guān)系式
p1-p2=h（y-y1）
將②管通大氣時(shí)，液柱高h(yuǎn)是被測(cè)介質(zhì)的表壓力；將②管亦接通被測(cè)介質(zhì)的某一壓力，則液柱高h(yuǎn)=h1+h2，即代表兩測(cè)量點(diǎn)處的壓力差δρ。應(yīng)該注意，被測(cè)壓力p1值除和工作液重度γ及工作液柱高h(yuǎn)有關(guān)外，尚和兩管中的介質(zhì)重度，及測(cè)壓點(diǎn)到u形管標(biāo)尺零點(diǎn)的高度h有關(guān)。這在精密測(cè)量中應(yīng)根據(jù)情況予以考慮。壓力計(jì)的標(biāo)尺是在儀表的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)（標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，20℃）下刻度的，而水和水銀的重度卻分別是在標(biāo)準(zhǔn)重力加速度條件下，4℃和0℃時(shí)的值，同時(shí)，實(shí)際測(cè)量時(shí)的環(huán)境條件（溫度、大氣壓力、重力加速度等）不可能也無法與要求的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)一致，為便于進(jìn)行統(tǒng)一的計(jì)算與比較，就要在當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)厮玫降膲毫τ?jì)
讀數(shù)換算到標(biāo)淮狀態(tài)。其公式為：
式中：
?n——換算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)后的液柱高度；
?t——當(dāng)測(cè)量地點(diǎn)溫度為t℃時(shí)，儀表指示的液柱面
gφ——測(cè)量地點(diǎn)的重力加速度
gn——標(biāo)淮重力加速度其值為980．665厘米/秒；
β——工作地接近20℃時(shí)的平均膨脹系數(shù)（水銀為0.00018／℃，水為0.00021／℃，乙醇為0.0011/℃)
α——標(biāo)尺所用材料的線膨脹系數(shù)（黃銅為0．000019／℃，鋼為0．0000l2／℃，玻璃為0．000008／℃）；
t。——工作液規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)溫度（水為4℃，水銀為0℃）。
式包括了對(duì)環(huán)境溫度變化的修正和對(duì)地理高度不同的修正。
u形管壓力計(jì)原理圖
（2）水銀大氣壓力計(jì)
即定槽式單管水銀由于絕對(duì)壓力，表壓力真空度都和大氣壓接關(guān)系，準(zhǔn)確地測(cè)得大氣壓力就成為很有一項(xiàng)工作。
發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架實(shí)驗(yàn)中，必須同時(shí)測(cè)錄實(shí)驗(yàn)室中的大氣壓力、溫度、濕度等參數(shù)，以便將所測(cè)量的發(fā)動(dòng)機(jī)功率、油耗等換算為標(biāo)準(zhǔn)大氣狀況下的數(shù)值。常用的大氣壓力計(jì)如圖
玻璃管上端封閉并保持真空，大容器底部為皮囊，利用調(diào)整螺栓可使皮囊作上下移動(dòng)，以保證容器內(nèi)水銀液面在測(cè)取讀數(shù)時(shí)剛好接觸針尖。移動(dòng)游標(biāo)對(duì)準(zhǔn)玻璃管內(nèi)液柱上液面，便可獲得大氣壓力的數(shù)值。
水銀大氣壓力計(jì)
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壓力是柴油發(fā)電機(jī)的重要參數(shù)之一。在柴油發(fā)電機(jī)試驗(yàn)中的壓力測(cè)量，既和通常熱工中的壓力測(cè)量有共同之點(diǎn)，也有其特殊之處。這將根據(jù)被測(cè)壓力的變化性質(zhì)和測(cè)量目的等采用不同的測(cè)量方法和測(cè)量設(shè)備。
1．絕對(duì)壓力和表壓力
使用壓力測(cè)量設(shè)備所測(cè)得的壓力，有絕對(duì)壓力和表壓力之分。絕對(duì)壓力是指氣體或液體作用在容器壁面上的實(shí)際壓力值。而表壓力通常是指測(cè)量壓力的儀表的指示值。
由于壓力測(cè)量的范圍和場(chǎng)合不同，量度壓力值的單位也不一樣。物理學(xué)上，把緯度45海平面上的大氣平均壓力規(guī)定為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，或稱物理大氣壓。一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的嚴(yán)格數(shù)值定義是：當(dāng)溫度為0℃，重力加速度為980．665厘米/秒，水銀重度為13．5951克力/厘米²時(shí)，760毫米高的水銀柱作用在底面上的壓力值。它等于1．0336公斤力/厘米²。物理大氣壓常用atm表示。工程上為了方便，把1公斤力的力垂直作用在1平方厘米面積上所產(chǎn)生的壓強(qiáng)，稱為1個(gè)工程大氣壓。它的單位是公斤力/厘米，常用at表示。
1969年第十四屆國際權(quán)度大會(huì)通過以“帕斯卡”（pascal簡(jiǎn)寫為pa）簡(jiǎn)稱“帕”作為m•k•s制的國際壓力單位。pa這個(gè)單位是指在每平方米的面積上均勻分布1牛頓的力，即1帕＝1牛頓/米²。實(shí)踐中常以千帕（帕斯卡的一千倍）為單位。因?yàn)?公斤力＝9．80665牛頓，所以l公斤力/厘米²＝98．0685千帕，1大氣壓力＝101千帕。
另外1948年第九屆國際權(quán)度大會(huì)通過以“巴”（bar）作為c·g·s制的國際壓力單位。每平方厘米的面積上均勻分布1達(dá)因的力，稱為微巴。千倍的微巴稱為毫巴，氣象中常以毫巴為計(jì)量單位。1巴＝10毫巴＝10微巴。1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓力＝33．9毫巴。
2．液體和氣體介質(zhì)中的壓力測(cè)量
液柱式壓力計(jì)是利用工作液的液柱高度所產(chǎn)生的壓力與被測(cè)介質(zhì)的壓力相平衡的原理而制造的測(cè)壓儀表。這種壓力計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，可測(cè)微小的壓
力，且測(cè)量精度亦較高，所以目前應(yīng)用得比較廣泛。
（1）u形管壓力計(jì)
在u形的玻璃管中，充以工作液體（如水、水銀等），其重度為y，被測(cè)介質(zhì)的重度為yl，根據(jù)液體靜力學(xué)原理，當(dāng)在一根管上通以被測(cè)壓力a則有如下關(guān)系式
p1-p2=h（y-y1）
將②管通大氣時(shí)，液柱高h(yuǎn)是被測(cè)介質(zhì)的表壓力；將②管亦接通被測(cè)介質(zhì)的某一壓力，則液柱高h(yuǎn)=h1+h2，即代表兩測(cè)量點(diǎn)處的壓力差δρ。應(yīng)該注意，被測(cè)壓力p1值除和工作液重度γ及工作液柱高h(yuǎn)有關(guān)外，尚和兩管中的介質(zhì)重度，及測(cè)壓點(diǎn)到u形管標(biāo)尺零點(diǎn)的高度h有關(guān)。這在精密測(cè)量中應(yīng)根據(jù)情況予以考慮。壓力計(jì)的標(biāo)尺是在儀表的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)（標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，20℃）下刻度的，而水和水銀的重度卻分別是在標(biāo)準(zhǔn)重力加速度條件下，4℃和0℃時(shí)的值，同時(shí)，實(shí)際測(cè)量時(shí)的環(huán)境條件（溫度、大氣壓力、重力加速度等）不可能也無法與要求的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)一致，為便于進(jìn)行統(tǒng)一的計(jì)算與比較，就要在當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)厮玫降膲毫τ?jì)
讀數(shù)換算到標(biāo)淮狀態(tài)。其公式為：
式中：
?n——換算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)后的液柱高度；
?t——當(dāng)測(cè)量地點(diǎn)溫度為t℃時(shí)，儀表指示的液柱面
gφ——測(cè)量地點(diǎn)的重力加速度
gn——標(biāo)淮重力加速度其值為980．665厘米/秒；
β——工作地接近20℃時(shí)的平均膨脹系數(shù)（水銀為0.00018／℃，水為0.00021／℃，乙醇為0.0011/℃)
α——標(biāo)尺所用材料的線膨脹系數(shù)（黃銅為0．000019／℃，鋼為0．0000l2／℃，玻璃為0．000008／℃）；
t。——工作液規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)溫度（水為4℃，水銀為0℃）。
式包括了對(duì)環(huán)境溫度變化的修正和對(duì)地理高度不同的修正。
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玻璃管上端封閉并保持真空，大容器底部為皮囊，利用調(diào)整螺栓可使皮囊作上下移動(dòng)，以保證容器內(nèi)水銀液面在測(cè)取讀數(shù)時(shí)剛好接觸針尖。移動(dòng)游標(biāo)對(duì)準(zhǔn)玻璃管內(nèi)液柱上液面，便可獲得大氣壓力的數(shù)值。
水銀大氣壓力計(jì)
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