Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Математика, химия, физика arrow ОСНОВЫ ГИДРАВЛИКИ
Посмотреть оригинал

Абсолютное и избыточное давления. Вакуум

Вернемся к основному уравнению гидростатики в форме записи уравнения (2.10).

Для покоящейся жидкости возможно три случая действия внешнего давления:

где ря атмосферное давление.

Рассмотрим каждый из этих случаев.

.ро > Ра- На рис. 2.8 изображен закрытый резервуар, внутри которого помещена жидкость, на свободной поверхности которой создано давление /?0 > /?а. Для измерения давления сбоку от резервуара на высоте А от поверхности установлена стеклянная трубочка с открытым верхним концом которая называется пьезометром. Под действием давлени в резервуаре вода в стеклянной трубочке поднимается н высоту /?,„ а на поверхности воды в трубочке будет давлениер.Л На рисунке: 0—0 — плоскость сравнения; 1—1 — уровен жидкости, где давление в любой точке будет такое же, чт и в точке А.

Резервуар с жидкостью, на поверхности которой > р

Рис. 2.8. Резервуар с жидкостью, на поверхности которой > р.л

Для случая, изображенного на рис. 2.8, в точке А согласно формуле (2.10) абсолютное гидростатическое давление Рл = Ро + рФ> гДе РФ ~ весовое давление в).

С другой стороны, для любой точки уровня 1—1 со стороны пьезометра давление запишется так: р'А = ра + рфп> где рфп избыточное давление тб); кп высота, называема пьезометрической высотой.

Но рл = рА, так как жидкость находится в состоянии покоя, т.е. рА = Ра + рнз5, тогда для любой точки жидкости

а пьезометрическая высота

Высота Ни = Ап + 2 называется пьезометрическим напором.

Для данного случая действия внешнего давления избыточное давление есть величина положительная и имеет специальное название — манометрическое давление, по названию приборов заводского изготовления, манометров, которые по своим конструктивным особенностям способн измерять (как правило) только избыточное давление:

Как отмечалось в параграфе 2.1, единицей измерения давления в системе СИ является 1 Па, но на практике част используются и другие единицы измерения, например «техническая атмосфера» — 1 ат: 1ат = 1 кгс/см2 или, при переводе в систему СИ, 1 ат = 9,8 • 104 Па ~ 100 000 Па.

Из наших рассуждений следует, что давление можно измерять и высотой столба жидкости:

Для воды с плотностью рв = 1000 кг/м31 ат = 10 м вод. ст., для ртути с плотностью ррт = 13 547 кг/м31 ат = 0,7382 м рт. ст. =В = 738,2 мм рт. ст.

  • 1 Па = 0,102 -10~3 м вод. ст. = 0,00752-10 3 м рт. ст. = = 0,00752 мм рт. ст.
  • 2. р0 < р.А. На поверхности жидкости в закрытом резервуаре путем откачки воздуха или газа создано давление р0 < рАВ (рис. 2.9). На глубине к сбоку от резервуара на уровне 1—1В установлен так называемый обратный пьезометр или, что то
Резервуар е жидкостью, на поверхности которой р < р

Рис. 2.9. Резервуар е жидкостью, на поверхности которой р0 < р.л

же, вакуумметр в виде и-образной стеклянной трубки с открытым верхним концом. Глубину Л выберем таким образом, чтобы весовое давление рк на этой глубине было меньше разности ра - р0.

Тогда уровень жидкости в обратном пьезометре будет ниже уровня 1—1 (ро + рgh < ра).

Согласно формуле (2.10) рА = р0 + р#/г, но, с другой стороны, на уровне 1—1 в обратном пьезометре давление Рл = Рл ~ РёК- Так как рА = рА, получим рл = ра - рфк.

В данном случае избыточное давление ризб = -рр/гв является отрицательной величиной.

Если избыточное давление отрицательно, говорят, что в данной точке образуется вакуум. Вакуум — это недостато давления в данной точке до атмосферного:

Величину /?„ называют вакуумметрической высотой:

Для измерения /г„ часто используют и другой тип вакуумметра (рис. 2.10).

Один конец стеклянной трубочки подсоединен к точке, где определяется вакуумметрическое давление, а другой опущен в жидкость со свободной поверхностью, па которой р0 = ра.

Уровень жидкости в стеклянной трубочке поднимается на высоту /?в, гак как давление над уровнем 1—1 в трубк равно абсолютному давлению р = р0, а ниже уровня 1—1В р = ра - рфю отсюда Вакуумметр

Рис. 2.10. Вакуумметр

Вакуумметрическое давление рнж (2.14) измеряется в единицах давления — паскалях.

Величина А,, будет определяться значением плотности жидкости в вакуумметре.

Для воды значение А„ не должно превышать /г = 10 м, так как избыточное давление на глубине 10 м воды равно 1 ат.

Если в рассматриваемой точке Ав = 3 м вод. ст., то это значит, что абсолютное давление в этой точке будет соответствовать /г = 7 м вод. ст.

3. ро = рЛ. Рассмотрим случай с открытым резервуаром, заполненным жидкостью, на свободной поверхности которой давление р0 = рл (рис. 2.11).

Для измерения давления на глубине/г установлен пьезометр, уровень жидкости в котором, очевидно, поднимется до уровня свободной поверхности жидкости в резервуаре.

Согласно формуле (2.10) рА = р0 + но, с другой стороны, р'А = р.л + рghn. Так как рл = р'л и А = Ап, для открытого резервуара весовое (рв = рgh) и избыточное давления И3а =В РёК) равны в = рИз6).

Резервуар с жидкостью, на поверхности которой р = р

Рис. 2.11. Резервуар с жидкостью, на поверхности которой ра = р.л

Эта схема действия внешнего давления на поверхности жидкости является основной для условий строительного производства. Особенностью этой схемы является то, что внешнее давление для расчетных случаев известно, т.е. р0 = рА Поэтому основной расчетной величиной для различных задач будет являться избыточное давление. Довольно часто в расчетной практике под гидростатическим давлением в точк понимается величина избыточного давления, при этом индекс «изб» в обозначении давления опускается (р =В а понятие весового давления совсем не используется.

 
Посмотреть оригинал
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 

Популярные страницы