Методические указания к лабораторным работам по теплотехнике

МАНОМЕТРИЧЕСКИЕ ТЕРМОМЕТРЫ
Принцип действия манометрических термометров основан на зависимости давления жидкости, газа или пара с жидкостью в замкнутом объеме от температуры. Манометрические термометры являются показывающими и самопишущими приборами. В зависимости от заключенного в термосистеме рабочего вещества манометрические термометры разделяются на газовые, жидкостные и конденсационные.
Пределы измерения данных термометров: –160…+600 ⁰С.
Газовые манометрические термометры заполняются азотом. Термометры имеют равномерную шкалу, так как согласно закону Шарля, при постоянном объеме:

где p₁ и p₂ – начальное и конечное давление рабочего вещества, МПа;
Т₁ и Т₂ – начальная и конечная температура рабочего вещества, К.
Жидкостные манометрические термометры заполняются органическими жидкостями, имеющими линейную зависимость изменения давления от температуры.
Конденсационные манометрические термометры имеют в качестве рабочего вещества низкокипящие органические жидкости (хлористый метил, ацетон, фреон). Действие этих приборов основано на законе Дальтона, дающем однозначную зависимость между давлением и температурой насыщенного пара. Конденсационные термометры имеют неравномерную шкалу.
Конструкция манометрического термометра показана на рис.1.2. Он состоит из термобаллона – 1, соединительного капилляра – 2 и механизма – 3, в котором упругим элементом является одновитковая трубчатая пружина – 4.
При повышении температуры термобаллона увеличение давления рабочего вещества передается через капилляр трубчатой пружине и вызывает раскручивание последней до тех пор, пока действующее на нее усилие, пропорциональное разности давлений в системе и окружающем воздухе, не уравновесится силой ее упругой деформации.
Достоинствами манометрических термометров являются: автоматическая запись показаний, возможность установки прибора на некотором расстоянии от места измерения, благодаря капилляру и большая механическая прочность.
К недостаткам манометрических термометров относятся: невысокая точность измерения, большая инерционность вследствие значительных размеров термобаллона, необходимость строгой герметизации системы, что приводит к удорожанию прибора, а также трудности ремонта при нарушении герметичности термосистемы.