Come funzionano i manometri per pneumatici

Un manometro per pneumatici è un dispositivo relativamente semplice. Vedi altro immagini di gadget per auto.

Se hai una macchina, probabilmente possiedi uno di quei manometri per pneumatici a forma di penna. Ha una piccola cosa divertente e sferica da un lato e una piccola scala mobile dall'altro.

Vi siete mai chiesti Come misura la pressione? E perché la piccola bilancia non esplode alla fine?

In questo articolo scopriremo esattamente come funzionano questi manometri!

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Contenuti

1. Capire la pressione
2. Esercitando pressione
3. All'interno del manometro

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-Supponiamo che tu prenda un pezzo di legno da 1 pollice per 1 pollice lungo 3 piedi e diciamo che questo pezzo di legno pesa 1 libbra. Se dovessi appoggiare quel pezzo di legno sul tuo piede, applicherebbe 1 libbra di forza sulla tua punta. Poiché la sua sezione trasversale è di 1 pollice quadrato, esercita 1 libbra per pollice quadrato di forza (1 psi) sulla punta del piede. Se dovessi prendere un pezzo dello stesso legno lungo 9 metri e bilanciarlo sul piede, applicherebbe 10 psi di pressione. Se fosse lungo 300 piedi, applicherebbe 100 psi e così via.

L'acqua profonda 1 piede esercita 0,43 psi, quindi se ti trovi a un miglio sott'acqua vengono esercitati circa 2.270 psi. Cioè, una colonna d'acqua di 1 pollice quadrato alto un miglio pesa 2.270 libbre.

L'aria funziona allo stesso modo. L'atmosfera è di circa 50 miglia "profonda" e al livello del mare esercita 14,7 psi. Cioè, una colonna d'aria di 1 pollice quadrato alta 50 miglia pesa 14,7 libbre. I nostri corpi pensano che 14,7 psi di pressione atmosferica siano completamente normali.

Pressione dell'aria a varie altitudini

• Livello del mare - 14,7 psi
• 10.000 piedi - 10,2 psi
• 20.000 piedi - 6,4 psi
• 30.000 piedi - 4,3 psi
• 40.000 piedi - 2,7 psi
• 50.000 piedi - 1,6 psi

-Il modo in cui un gas come l'aria esercita pressione all'interno di un contenitore come un pneumatico o un palloncino è attraverso l'azione degli atomi d'aria che entrano in collisione con i lati del loro contenitore.

Immagina di avere un singolo atomo di azoto in un contenitore sigillato. Quell'atomo è in costante movimento rimbalzando sui lati del contenitore. La velocità del movimento dell'atomo è controllata dal temperatura -- a 0 gradi Kelvin (zero assoluto) l'atomo non ha movimento e a temperature più elevate la velocità aumenta. Con le sue collisioni con i lati del contenitore, l'atomo esercita una pressione verso l'esterno. Quindi ci sono due modi per aumentare la pressione all'interno del contenitore:

• Aumenta la temperatura degli atomi all'interno del contenitore - Più sono caldi gli atomi, più velocemente si muovono.
• Metti più atomi nel contenitore - Più atomi di gas metti nel contenitore, più collisioni ottieni e maggiore è la pressione che esercitano sui lati del contenitore.

Quando fai esplodere un pneumatico su un'auto o una bicicletta, usi una pompa per aumentare la pressione dell'aria all'interno del pneumatico aumentando il numero di atomi all'interno del pneumatico. Un pneumatico per auto in genere funziona a 30 psi e uno pneumatico per bicicletta potrebbe funzionare a 60-100 psi. Non c'è magia qui: la pompa semplicemente infila più aria in un volume costante, quindi la pressione aumenta.

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-Le parti di un tipico manometro hanno questo aspetto:

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Ci sono tre semplici passaggi per misurare la pressione di un pneumatico con un manometro:

1. Assumi una posizione stabile per applicare il manometro allo stelo della valvola.
2. Applicare il calibro, formando una buona tenuta tra il manometro e lo stelo e rilasciando l'aria dal pneumatico nel manometro. Notare come il perno all'interno del manometro preme contro il perno della valvola all'interno dello stelo della valvola per rilasciare l'aria dal pneumatico.
3. Leggere la pressione dal manometro.

All'interno del tubo che compone il corpo del manometro, è presente una piccola tenuta a tenuta pistone molto simile al pistone all'interno di una pompa per bicicletta. L'interno del tubo è levigato e levigato. Il pistone è realizzato in gomma morbida, quindi sigilla bene contro il tubo e l'interno del tubo è lubrificato con un olio leggero per migliorare la tenuta. Nell'immagine sotto, puoi vedere che il pistone si trova a un'estremità del tubo e il fermare è dall'altro. UN primavera percorre la lunghezza del tubo tra il pistone e l'arresto e questa molla compressa spinge il pistone verso il lato sinistro del tubo.

La cosa divertente sferica all'estremità sinistra dell'indicatore è vuota. L'apertura nella sfera è progettata per impegnare lo stelo della valvola di un pneumatico. Se guardi nell'apertura, potrai vedere un file guarnizione in gomma e un piccolo perno fisso. La guarnizione in gomma preme contro il labbro dello stelo della valvola per impedire la fuoriuscita di aria durante la misurazione, e il perno preme il perno della valvola nello stelo della valvola per far fluire l'aria nel manometro. L'aria scorrerà attorno al perno, attraverso il passaggio cavo all'interno della sfera e nella camera del pistone.

Quando il manometro viene applicato allo stelo della valvola di un pneumatico, l'aria pressurizzata dallo pneumatico entra precipitosamente e spinge il pistone verso destra. La distanza percorsa dal pistone è relativa alla pressione nel pneumatico. L'aria pressurizzata spinge il pistone verso destra e la molla spinge indietro. Il manometro è progettato per avere una pressione massima e, per motivi di esempio, diciamo che è di 60 psi. La molla è stata calibrata in modo che l'aria a 60 psi sposterà il pistone all'estrema destra del tubo, mentre a 30 psi il pistone sposterà a metà del tubo e così via. Quando si rilascia il manometro dallo stelo della valvola, il flusso di aria pressurizzata si arresta e la molla spinge immediatamente il pistone indietro verso sinistra.

Per consentirti di leggere la pressione, c'è un file asta calibrata all'interno del tubo:

La molla non è mostrata in questa figura, ma l'asta calibrata si inserisce all'interno della molla. L'asta calibrata scorre sopra il pistone, ma l'asta e il pistone non sono collegati e c'è un accoppiamento abbastanza stretto tra l'asta e il fermo. Quando il pistone si sposta a destra, spinge l'asta calibrata. Quando la pressione viene rilasciata, il pistone torna a sinistra ma l'asta rimane nella sua posizione massima per consentire di leggere la pressione.

Per ulteriori informazioni sui manometri per pneumatici e argomenti correlati, consultare i collegamenti nella pagina successiva.

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