6-Laboratoriya ishi Qalqovichli sath o’lchagichlar yordamida suyuqliklar sathini o’lchash

6-Laboratoriya ishi

Qalqovichli sath o’lchagichlar yordamida suyuqliklar sathini o’lchash

Nazariy qism

Bu asboblar bilan idishdagi suyuqlik sathi o‘lchanadi. Asbobning sezgir elementi — qalqovich suyuqlik sirtida qalqib turadi (1-rasm) va suyuqlik sathi baland-ligidagi o‘rni unga ta’sir qiladigan kuchlar muvozanatiga bog‘liq bo‘ladi.

x

dx

h
Arximed qonuniga muvofiq, qalqovich og‘irligi uning suyuqlikka botgan hajmidagi suyuqlik og‘irligiga teng bo‘ladi. Undan tashqari, qalqovichni o‘rab olgan suyuqlik ustidagi muhit havo bo‘lmay, zichligi  ₀ ga teng bo‘lgan modda bo‘lsa, unda qalqovich hajmidagi bu modda og‘irligi ham qalqovichni pastga bosadi, uning suyuqlikka

1– rasm. Qalqovich siljishining sxemasi

quyidagicha hisoblash mumkin:

botishini oshiradi. Bu ikki kuchga qarshi yo‘nalgan, qalqovichni yuqoriga ko‘taradigan kuch F ni

F ( x)   ₀  g V
x
 (   ₀ )g _ S ( x)dx
0

(1)

bu yerda, ₀ - suyuqlik ustidagi muhit zichligi; g - og‘irlik kuchi tezlanishi; V- qalqovichning hajmi; - qalqovich botib turgan suyuqlik zichligi; x- qalqovich botgan qismning balandligi;
S -qalqovichning ko‘ndalang kesim yuzi.
Agar qalqovichning ko‘ndalang kesimi S balandligi h bo‘yicha o‘zgarmas bo‘lsa,
F  S ₀  g  (  ₀ )g  S  x (2)
Suyuqlik ustidagi muhit gaz yoki havo bo‘lsa. ₀= 0, u holda

x
F    g _ S (x)dx
0

Qalqovichning ko‘ndalang kesimi o‘zgarmas bo‘lsa

F    g  S  x
(3)
(4)

Qalqovichli sath o‘lchagichlarda doimiy va davriy cho‘kadigan (buykali) qalqovichlar ishlatiladi.

Doimiy cho‘kadigan qalqovichni sath o‘lchagichlarda qalqovichni yuqoriga ko‘taradigan muvozanatlovchi kuch qalqovich og‘irligiga teng va o‘zgarmas bo‘ladi;
F=G=Const (5)
₂ Bu yerdan,
² qalqovichning suyuqlikka botgan
1
qismining balandligini topish mumkin

x  ^G
S    g

 Const

(6)

0,2
0,4
0,6
0,8
3 1,0

4. 
   1,2
   

2– rasm. Qalqovichli suyuqlik sathini o‘lchash sxemasi
Bu holda kuchlar muvozanatini ta’minlaydigan qalqovich suyuqlik sathiga muvofiq siljiydi. 2 – rasmda shu prinsipga asosan ishlaydigan doimiy cho‘kadigan qalqovichli sath o‘lchagichning oddiy sxemasi ko‘rsatilgan. Sanoatda qo‘llaniladigan ko‘pchilik sath o‘lchagichlar shu sxema

asosida ishlaydi. Qalqovich 1 roliklar 2 yordamida muvozanatlovchi yuk 3 bilan elastik tros (po‘lat sim) orqali bog‘langan. Yuk bilan biriktirilgan strelka shkala 4 ga muvofiq suyuqlik sathni ko‘rsatib turadi.
Qalqovichli sath o‘lchagichlar uchun, trosning taranglik kuchi va roliklardagi ishqalanishni hisobga olgan xolda, «qalqovich-tortuvchi (protivoves)» tizimning muvozanat holati quyidagi tenglama bilan yoziladi: G_G=G_P –Sh₁  _c g,(7)
bu erda, G_G, G_P- qalqovich og‘irliigiga qarshi og‘irlik kuchi (protivoves) va og‘irlik kuchi; S – qalqovich yuzasi; h₁ – qalqovich chukkan balandligi; _c – suyuqlik zichligi.

Suyuqliknig sathining oshishi qalqovichning chuqurligini o‘zgartiradi va va unga qo‘shimcha itaruvchi kuch ta’sir etadi. Yuqorida yozilganlarning natijasida tenglik buziladi va - qalqovich og‘irliigiga qarshi yuk pastga tushaveradi, toki osilga qalqovich h₁ balandlikga teglashguncha.

Bu o‘lchagichning asosiy kamchiligi-shkalasining teskariligi va tros og‘irligining o‘zgarishi hisobga olinmasligi, baland idishlarda hisoblash qiyinligi va hokazo.
Qalqovichli sath o‘lchagichlarning turli modfikasiyalari mavjud. Ular bir- biridan tuzilishi, o‘lchash xarakteri (uzluksiz yoki qayd qiluvchi), masofaga uzatish tizimini (pnevmatik, elektr va boshqalar) ishlatish shartlari va boshqa xususiyatlari bilan farq qiladi.
Agressiv suyuqliklar sathni o‘lchashda qalqovich korroziyaga bardosh materialdan tayyorlanadi.
Qalqovichli sath o‘lchagichlardan katta zichlikka ega bo‘lgan (azot, neon va b.) suyuqlashtirilgan gaz sathini o‘lchashda ham, 32 MPa bosimda va 400°S gacha bo‘lgan haroratda muhitni nazorat qilishda ham foydalaniladi.
Qalqovichli sath o‘lchagichlar ma’lum afzalliklarga ega: qurilma sodda, o‘lchash chegarasi katta, aniqligi etarlicha katta, agressiv muhitlar sathini o‘lchash mumkin, o‘lchashning harorat chegarasi keng. Ularni qo‘llanishni chegaralovchi kamchiliklari: idishda qalqovich borligi, metall ko‘p ketishi, kinematik qismlari borligi sababli yetarli mustahkam emasligi, idishlarda bosim ostida sathni o‘lchash qiyinchiliklari.