Для измерения атмосферного давления применяют

Для измерения атмосферного давления применяют

· Давление воздуха – приборы, единицы измерения

Давление – это величина, характеризующая действие силы на единицу поверхности.

При определении величины давления принято различать давление абсолютное, атмосферное, избыточное и вакуумметрическое.

Абсолютное давление (ра)– это давление внутри какой-либо системы, под которым находится газ, пар или жидкость, отсчитываемое от абсолютного нуля.

Атмосферное давление (рв)создается массой воздушного столба земной атмосферы. Оно имеет переменную величину, зависящую от высоты местности над уровнем моря, географической широты и метеорологических условий.

Избыточное давлениеопределяется разностью между абсолютным давлением (ра) и атмосферным давлением (рв):

ризб = ра – рв.

Вакуум (разрежение)– это такое состояние газа, при котором его давление меньше атмосферного. Количественно вакуумметрическое давление определяется разностью между атмосферным давлением и абсолютным давлением внутри вакуумной системы:

рвак = рв – ра

При измерении давления в движущихся средах под понятием давления понимают статическое и динамическое давление.

Статическое давление (рст)– это давление, зависящее от запаса потенциальной энергии газовой или жидкостной среды; определяется статическим напором. Оно может быть избыточным или вакуумметрическим, в частном случае может быть равно атмосферному.

Динамическое давление (рд)– это давление, обусловленное скоростью движения потока газа или жидкости.

Полное давление (рп)движущейся среды слагается из статического (рст) и динамического (рд) давлений:

рп = рст + рд.

Единицы измерения давления

В системе единиц СИ за единицу давления принято считать действие силы в 1 H (ньютон) на площадь 1 м², т. е. 1 Па (Паскаль). Так как эта единица очень мала, для практических измерений применяют килопаскаль (кПа = 103Па) или мегапаскаль (МПа=106Па).

Кроме того, на практике применяют такие единицы давления:

· миллиметр водяного столба (мм вод. ст.);

· миллиметр ртутного столба (мм рт. ст.);

· атмосфера;

· килограмм силы на квадратный сантиметр (кг·с/см²);

· бар.

При этом соотношение между этими величинами следующее:

1 Па = 1 Н/ м²

1 кг·с/см² = 0,0981 МПа = 1 атм

1 мм вод. ст. = 9,81 Па = 10-4кг·с/см² = 10-4атм

1 мм рт. ст. = 133,332 Па

1 бар = 100 000 Па = 750 мм рт. ст.

Физическое объяснение некоторых единиц измерения:

· 1 кг·с/см² – это давление столба воды высотой 10м;

· 1 мм рт. ст. – это величина уменьшения давления при подъеме на каждые 10м высоты.

Приборы

1.Барометр-анероид — Для измерения атмосферного давления применяется барометр-анероид. Принцип действия его основан на свойстве упругих тел изменять свою форму в зависимости от величины производимого на них давления.

2.Баротермогигрометр. Для измерения атмосферного давления можно воспользоваться баротермогигрометром (БМ-2). Механизм прибора состоит из узлов барометра, гигрометра и термометра. Чувствительным элементом узла барометра является мембранная барокоробка. При изменении атмосферного давления верхний центр мембранной барокоробки перемещается. Это перемещение с помощью передаточного механизма преобразуется в движение стрелки давления 2 по шкале прибора.

3.Жидкостные манометры.иПростейший жидкостный манометр Представляет собой U-образную стеклянную трубку, закрепленную на деревянной подставке. Между стеклянными трубками размещена шкала 3 с миллиметровыми делениями. Манометр заполняется подкрашенной водой до нулевой отметки. Разность давлений определится по расстоянию между менисками в обеих трубках, т. е. сумма отсчета в мм шкале.

4.Микроманометр ЦАГИ представляет закрытый цилиндрический резервуар, вставленный в обойму.

Конструкция прибора следующая. На плите / укреплен резервуар, герметически закрытый крышкой на резиновой прокладке. На крышке смонтированы трехходовой кран, заливочная пробка, закрывающая отверстие для заливки, и регулятор нулевого положения мениска, служащий для установки мениска спирта в измерительной трубке на нулевой риске шкалы К плите крепится кронштейн, с измерительной стеклянной трубкой.

5.Пневмометрическая трубка МИОТ состоит из двух спаянных по длине трубок. Одна из них, снабженная полушаровой головкой с отверстием посередине, предназначена для измерений полных давлений; другая, — имеющая глухой скошенный с двух сторон конец, — для измерений статических давлений.

6.Трубка Хлудова служит для измерения давлений во всасывающих отверстиях. Ее особенностью является загнутая на 180° головная часть.

При измерении давления пневмометрическую трубку вводят в воздуховод через специальное отверстие и устанавливают загнутым концом навстречу потоку воздуха.

 

· Циркуляции воздушных масс в атмосфере – циклоны и антициклоны.

Общая циркуляция атмосферы — круговоротные движения воздушных масс, простирающиеся по всей планете. Они являются переносчиками различных элементов и энергии по всей атмосфере.

Прерывистое и сезонное размещение тепловой энергии вызывает воздушные течения. Это приводит к разному прогреванию почвы и воздуха на всевозможных территориях.

Именно поэтому солнечное влияние является основоположником движения воздушных масс и циркуляции атмосферы.

Движение воздушных масс неизменно и безостановочно, они движутся по нашей планете, создавая замкнутый круг. Быстрота передвижения этих масс напрямую связана с солнечной радиацией, взаимодействия с океаном и взаимодействия атмосферы с почвой.

Атмосферные движения вызываются нестабильностью распределения солнечного тепла по всей планете. Чередование противоположных воздушных масс — теплых и холодных, — их постоянное скачкообразное перемещение вверх и вниз, образует различные циркуляционные системы.

Получение тепла атмосферой происходит тремя путями — использованием солнечной радиации, с помощью конденсации пара и теплообмена с земным покровом.

Влажный воздух также важен для насыщения атмосферы теплом. Огромную роль в этом процессе играет тропическая зона Тихого океана.

Циклон

Циклон – атмосферный вихрь огромного диаметра с пониженным давлением воздуха в центре.

Воздух в циклонах циркулирует против часовой стрелки в северном полушарии и по часовой стрелке в южном. Кроме того, в воздушных слоях на высоте от земной поверхности до нескольких сот метров, ветер имеет слагаемое, направленное к центру циклона, по барическому градиенту.

Циклон – не просто противоположность антициклону, у них различается механизм возникновения. Циклоны постоянно и естественным образом появляются из-за вращения Земли, благодаря силе Кориолиса. Различают два вида циклонов – внетропические и тропические.

Внетропические образуются в умеренных или полярных широтах и имеют диаметр от 1000 км в начале развития, и до нескольких тысяч.

Среди внетропических циклонов выделяют южные циклоны, образующиеся на южной границе умеренных широт и смещающиеся на северо-восток. Южные циклоны обладают колоссальными запасами энергии; с ними в средней полосе России связаны наиболее сильные осадки, ветры, грозы, шквалы и другие явления погоды.

Тропические циклоны образуются в тропических широтах и имеют меньшие размеры, но бо́льшие барические градиенты и скорости ветра, доходящие до штормовых. Для таких циклонов характерен также т. н. «глаз бури» – центральная область диаметром 20-30 км с относительно ясной и безветренной погодой. Тропические циклоны могут в процессе своего развития превращаться во внетропические.

 

Антициклон

Антициклон – область повышенного атмосферного давления.

Для антициклона характерно преобладание ясной или малооблачной погоды. Вследствие охлаждения воздуха от земной поверхности в холодное время года и ночью в антициклоне возможно образование приземных инверсий и низких слоистых облаков и туманов. Летом над сушей возможна умеренная дневная конвекция с образованием кучевых облаков. Высокие малоподвижные антициклоны, нарушающие общий западный перенос средних широт, называются блокирующими.

Антициклоны достигают размера несколько тысяч километров в поперечнике. В центре антициклона давление обычно 1020-1030 мбар. Перемещаются в направлении общего переноса воздуха в тропосфере, то есть с запада на восток, отклоняясь при этом к низким широтам.

В летний период антициклон приносит жаркую малооблачную погоду. В зимний период антициклон приносит сильные морозы, иногда также возможен морозный туман.

Блокирующий антициклон – практически неподвижный мощный антициклон, который обладает способностью не пропускать другие воздушные массы на занятую собой территорию. Средний срок жизни такого антициклона — от трёх до пяти суток, лишь 1 % антициклонов дотягивает до 15 суток.



Источник: cyberpedia.su


Добавить комментарий