U-putki
Wikipedia
[muokkaa] U-putken periaate
U-putki on paine-eron mittauksessa käytetty mittalaite. Mittalaite on nimensä mukaisesti U-muotoinen putki, joka on täytetty nesteellä. Nestepintojen korkeuseron avulla U-putken eri haaroissa voidaan laskea paine-ero putken suiden välillä.
[muokkaa] U-putken teoria
Paine-ero lasketaan kaavalla:
,
jossa ρ on nesteen tiheys kyseisessä tilassa ja g on maan vetovoimakiihtyvyys.
Nesteenä U-putkessa käytetään yleisesti vettä pienille paine-eroille ja elohopeaa suurille paine-eroille. Kun maan vetovoiman kiihtyvyytenä käytetään arvoa 9,807 m / s2 sekä veden tiheytenä 998 kg / m3 ja elohopean 13534 kg / m3, saadaan nestepintojen eron funktiona seuraavat paine-erot:
| korkeusero, mm | paine-ero vesitäytteisellä U-putkella, Pa | paine-ero elohopeatäytteisellä U-putkella, kPa |
|---|---|---|
| 1 | 10 | 0,1 |
| 10 | 98 | 1,3 |
| 20 | 196 | 2,7 |
| 50 | 489 | 6,6 |
| 100 | 979 | 13,3 |
| 500 | 4893 | 66,4 |
| 1000 | 9786 | 132,7 |
[muokkaa] Käytännön huomioita u-putkesta
Vesitäytteisellä U-putkella voidaan mitata esimerkiksi rakennuksessa vallitsevaa ali- tai ylipainetta, joka usein on vain muutaman millin vesipatsaan suuruinen. Elohopeatäytteisellä U-putkella voidaan taas mitata esim. lähellä täydellistä tyhjöä olevia paineita alle metrin mittaisella U-putkella. Jos sama halutaan tehdä vesitäytteisellä putkella, tarvitaan noin 10 metriä korkea, käytännössä hyvin hankala U-putki. Elohopeapatsaan korkeutta on yleisesti käytetty myös verenpaineen mittayksikkönä.
Perinteinen vaaitus vesiletkulla (rakennuksilla samojen tasokorkeuksien mittaus ja merkitseminen) on tavallaan käänteinen sovellus U-putkesta. Kun mitattavat tasot ovat saman ilmanpaineen vaikutuksessa, tiedetään että letkun nestepintojen korkeusero on nolla - selkeämmin sanottuna vesipinnat ovat samassa tasossa. Näin voidaan siirtää haluttu tasopiste niin pitkälle kuin vain käytössä oleva vesiletku sallii.
Niin painemittauksessa kuin vaaituksessakin on käytännössä varmistettava, että mittausletku on täysin nesteen täyttämä, eikä letkussa ole tukoksia tai ilmakuplia.
