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.

 

In 1679, French physicist Blaise Pascal first proposed an idea for measuring liquid pressure and published his research findings, laying the foundation for the field of pressure measurement. However, it wasn’t until nearly two centuries later that pressure gauges truly began to evolve.

 

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.