Очарование промышленной революции: рождение манометра

 

Давление – это нечто повсеместное и решающее в отрасли. Прежде всего оно проявляется в различных промышленных процессах, что делает его незаменимым и решающим фактором производства и деятельности.

 

В промышленности под давлением понимают силу, действующую на единицу площади, обычно выражаемую как отношение силы к единице площади. Давление имеет множество проявлений и применений в промышленности, и вот некоторые распространенные сценарии:

1. 1. Системы передачи жидкости и газа. В гидравлических и пневматических системах давление широко используется для передачи энергии и выполнения работы. В гидравлических системах жидкость передается по трубопроводам, оказывая на нее давление для выполнения механической работы. Пневматические системы аналогичным образом используют давление, прикладываемое к газам, для привода промышленного оборудования.
2. 2. Производство. При формовке металлов, обработке пластмасс и других производственных процессах давление используется для формования, резки и соединения материалов. В производстве широко используется такое оборудование, как прессы, термопластавтоматы и пуансоны.
3. 3. Электростанции: Давление пара используется для привода турбин электростанций, преобразуя тепловую энергию в электричество. Пар под высоким давлением вращает турбины, генерируя механическую энергию, которая в конечном итоге преобразуется в электрическую.
4. 4.Химические реакции. Некоторые химические реакции в химической промышленности требуют определенных условий давления. Применяя давление в реакторах, можно контролировать скорость реакции и селективность продукта.
5. 5. Добыча нефти и газа. В нефтяных скважинах и при добыче природного газа контроль давления в стволе скважины увеличивает добычу нефти и газа. Изменения давления влияют на текучесть и эффективность добычи нефти и газа.
6. 6. Кондиционирование воздуха и охлаждение. Хладагенты в холодильных системах подвергаются определенному контролю температуры и давления, чтобы обеспечить правильное функционирование системы. Регулировка давления может повлиять на производительность холодильных систем.
7. 7. Аэрокосмическая промышленность. В авиационных двигателях и космических кораблях давление является важнейшим параметром производительности двигателя и аэродинамической конструкции. Газы с высокой температурой и высоким давлением внутри двигателя приводят в движение сопла, создавая тягу.
8. 8. Автомобильная промышленность. В автомобильных двигателях давление, создаваемое газами сгорания в цилиндрах, приводит в движение поршни, приводящие в движение автомобиль. Производительность двигателя и топливная экономичность связаны с внутренним давлением.

 

До изобретения промышленного манометры, люди использовали различные методы для наблюдения за изменениями давления. Вот некоторые основные методы:

 

1. 1. Метод столбца ртути: Это древний классический метод измерения давления по высоте ртутного столба. Один конец вертикальной трубки погружен в ртуть, а другой конец открыт воздуху. Изменения давления газов или жидкостей приводят к увеличению или уменьшению высоты ртутного столба, что является косвенным средством измерения давления.
2. 2. Барометр: Барометр – это прибор, измеряющий давление по изменению объема газа. Например, ртутный барометр использует высоту ртутного столба для определения давления газа. Барометры обычно используются в научных экспериментах и метеорологических измерениях.
3. 3. Метод маятникового качания: Этот метод предполагает использование маятника для наблюдения за его колебанием под разным давлением и определения величины давления. Этот метод используется в некоторых лабораторных условиях.
4. 4. Наблюдение за деформацией объекта: Иногда люди делают выводы об изменении давления, наблюдая за деформацией объектов. Например, в некоторых устройствах степень деформации упругих материалов (таких как пружины) может указывать на приложенное давление.
5. 5. Ручное ощущение: В некоторых простых приложениях люди могут полагаться на ощущения, возникающие при прикосновении, чтобы воспринимать изменения силы или давления. Этот метод в первую очередь подходит для ситуаций, требующих приблизительных оценок.

 

Эти методы предоставили ученым, инженерам и мастерам средства для измерения и измерения давления до изобретения промышленных манометров. Однако эти подходы часто были менее точными и удобными по сравнению с современными устройствами измерения давления. С развитием науки и техники промышленные манометры стали более точными, надежными и широко используемыми инструментами для измерения давления.

 

Рождение и изобретение манометр можно отнести к концу 17 века. В то время у ученых и инженеров возник живой интерес к измерению давления газов и жидкостей. На этом фоне исследователи начали поиск прибора, способного точно измерять давление.

 

В 1679 году французский физик Блез Паскаль впервые предложил идею измерения давления жидкости и опубликовал результаты своих исследований, заложив основу области измерения давления. Однако только почти два столетия спустя манометры начали по-настоящему развиваться.

 

В начале 19 века швейцарский инженер Рудольф Бёш и французский инженер Эжен Бурдон независимо друг от друга изобрели манометр на основе изогнутой металлической трубки. В этой конструкции использовалась деформация металлической трубки под давлением для измерения изменений давления, что послужило прототипом широко используемого манометра с трубкой Бурдона.

 

С постоянным развитием научных технологий конструкция и точность манометров постепенно улучшались. В начале 20-го века, по мере развития индустриализации, спрос на средства контроля давления быстро возрос, и манометры нашли широкое применение в таких областях, как химическое производство, промышленность и аэрокосмическая промышленность.

 

Сегодня манометр стал незаменимым инструментом в различных промышленных и научных приложениях. От первоначальной простой конструкции до современных высокоточных цифровых манометров — изобретение и развитие этого прибора прошли долгую историю, предоставляя важные данные инженерам и ученым в различных областях и стимулируя непрерывный технологический прогресс.