Если у вас есть машина, вы, вероятно, владеете одним из этих манометров размером с ручку. На одном конце у него есть забавная маленькая сферическая штука, а на другом — маленькая скользящая шкала.
Вы когда-нибудь задумывались, как меряет давление? И почему маленькая шкала просто не выдувает конец?
В этой статье мы разберемся, как именно работают эти манометры!
Содержание
Допустим, вы берете кусок дерева размером 1 на 1 дюйм и длиной 3 фута, и, допустим, этот кусок дерева весит 1 фунт. Если бы вы поставили этот кусок дерева дыбом на ногу, он бы приложил 1 фунт силы к вашему пальцу ноги. Поскольку его поперечное сечение составляет 1 квадратный дюйм, он оказывает на палец ноги силу в 1 фунт на квадратный дюйм (1 фунт на квадратный дюйм). Если вы возьмете кусок того же дерева длиной 30 футов и сбалансируете его на своей ноге, он будет оказывать давление в 10 фунтов на квадратный дюйм. Если бы он был 300 футов в длину, он применял бы 100 фунтов на квадратный дюйм и так далее.
Вода глубиной 1 фут оказывает давление 0,43 фунта на квадратный дюйм, поэтому, если вы находитесь под водой на милю, давление составляет около 2270 фунтов на квадратный дюйм. То есть столб воды площадью 1 квадратный дюйм высотой в милю весит 2270 фунтов.
Воздух работает так же. Атмосфера имеет «глубину» около 50 миль и на уровне моря оказывает давление 14,7 фунта на квадратный дюйм. . То есть столб воздуха площадью 1 квадратный дюйм на высоте 50 миль весит 14,7 фунта. Наше тело считает, что атмосферное давление в 14,7 фунтов на квадратный дюйм является абсолютно нормальным.
Атмосферное давление на разных высотах
Газ, такой как воздух, оказывает давление внутри контейнера, такого как шина или воздушный шар, за счет действия атомов воздуха, сталкивающихся со стенками своего контейнера.
Представьте, что у вас есть один атом азота в герметичном контейнере. Этот атом находится в постоянном движении, рикошетируя от стенок сосуда. Скорость движения атома определяется температурой -- при 0 градусов Кельвина (абсолютный ноль) атом не имеет движения, а при более высоких температурах скорость увеличивается. При столкновении со стенками сосуда атом оказывает внешнее давление. Таким образом, есть два способа увеличить давление внутри контейнера:
Когда вы взрываете шину автомобиля или велосипеда, вы используете насос для повышения давления воздуха внутри шины за счет увеличения количества атомов внутри шины. Автомобильная шина обычно работает при давлении 30 фунтов на квадратный дюйм, а велосипедная шина может работать при давлении от 60 до 100 фунтов на квадратный дюйм. Здесь нет никакой магии — насос просто нагнетает больше воздуха в постоянный объем. , поэтому давление повышается.
Части типичного манометра выглядят следующим образом:
Измерение давления в шинах с помощью манометра состоит из трех простых шагов:
Внутри трубки, из которой состоит корпус манометра, находится небольшой герметичный поршень. как поршень в велосипедном насосе. Внутренняя часть трубки гладко отполирована. Поршень изготовлен из мягкой резины, поэтому он хорошо прилегает к трубке, а внутренняя часть трубки смазывается легким маслом для улучшения уплотнения. На рисунке ниже видно, что поршень находится на одном конце трубки, а упор находится у другого. весна проходит по всей длине трубки между поршнем и стопором, и эта сжатая пружина толкает поршень к левой стороне трубки.
Забавная сферическая штука на левом конце датчика полая. Отверстие в сфере предназначено для контакта со штоком клапана шины. Если вы посмотрите в отверстие, вы сможете увидеть резиновое уплотнение и маленький фиксированный значок . Резиновое уплотнение прижимается к кромке штока клапана, чтобы предотвратить утечку воздуха во время измерения, а штифт вдавливает штифт клапана в шток клапана, позволяя воздуху поступать в манометр. Воздух будет обтекать штифт, через полый канал внутри сферы и в поршневую камеру.
Когда манометр прикладывается к штоку клапана шины, сжатый воздух из шины устремляется внутрь и толкает поршень вправо. Расстояние, которое проходит поршень, зависит от давления в шине. Сжатый воздух толкает поршень вправо, а пружина отталкивает назад. Манометр рассчитан на некоторое максимальное давление, и для примера скажем, что оно составляет 60 фунтов на квадратный дюйм. Пружина откалибрована таким образом, что воздух под давлением 60 фунтов на квадратный дюйм перемещает поршень в крайнюю правую часть трубки, а под давлением 30 фунтов на квадратный дюйм поршень перемещается на полпути вдоль трубки и так далее. Когда вы снимаете манометр со штока клапана, поток сжатого воздуха прекращается, и пружина немедленно толкает поршень обратно влево.
Чтобы вы могли считывать давление, имеется калиброванный стержень внутри трубки:
Пружина на этом рисунке не показана, но внутри пружины помещается калиброванный стержень. Калиброванный шток надевается на поршень, но шток и поршень не соединены, и между штоком и упором имеется достаточно плотное прилегание. Когда поршень движется вправо, он толкает калиброванный шток. Когда давление сбрасывается, поршень перемещается обратно влево, но шток остается в максимальном положении, чтобы вы могли считать давление.
Для получения дополнительной информации о манометрах в шинах и связанных с ними темах перейдите по ссылкам на следующей странице.
Первоначально опубликовано:1 апреля 2000 г.
Ford Aspire 2018 Бензин 1.5AT Titanium Внешний вид
Окей, Google, найди поблизости проверенные автомастерские
Отремонтировать или заменить свой автомобиль?
Новые электромобили появятся в 2021 году