Чтение онлайн

Давление р называют абсолютным давлением pабс.

Если р > pабс, то p – pатм= p + gh – pатм– его называют избыточным давлением:

pизч= p < p, (6)

если p < pатм, то говорят о разности в жидкости

pвак= pатм – p, (7)

называют вакуумметрическим давлением.

Что произойдет в других точках жидкости, если приложим некоторое усилие p? Если выбрать две точки, и приложить к одной из них усилие p1, то по основному уравнению гидростатики, во второй точке давление изменится на p2.

откуда легко заключить, что при равности прочих слагаемых должно быть

p1= p2. (2)

Мы получили выражение закона Паскаля, который гласит: изменение давления в любой точке жидкости в равновесном состоянии передается во все остальные точки без изменений.

До сих пор мы исходили из предположения, что = const. Если иметь сообщающийся сосуд, который заполнен двумя жидкостями с 1/= 2, причем внешнее давление p= p1= pатм, то согласно (1):

1gh = 2gh, (3)

откуда

где h1, h2 – высота от раздела поверхности до соответствующих свободных поверхностей.

Давление – физическая величина, которая характеризует силы, направленные по нормали к поверхности одного предмета со стороны другого.

Если силы распределены нормально и равномерно, то давление

где – F суммарная приложенная сила;

S – поверхность, к которой приложена сила.

Если силы распределены неравномерно, то говорят о среднем значении давления или считают его в отдельно взятой точке: например, в вязкой жидкости.

Приборы для измерения давления

Одним из приборов, которым измеряют давление, является манометр.

Недостатком манометров является то, что у них нее большой диапазон измерений: 1—10 кПа.

По этой причине в трубах используют жидкости, которые «уменьшают» высоту, например, ртуть.

Следующим прибором для измерения давления является пьезометр.

Высоту напора принято называть пьезометрической высотой, или напором.

Согласно основному уравнению гидростатики,

p1+ ghA= p2+ ghH,

где – плотность жидкости;

g – ускорение свободного падения.

p2, как правило, задается p2= pатм, поэтому, зная hА и hH, нетрудно определить искомую величину.

2. p1= p2= pатм. Совершенно очевидно, что из = const, g = const следует, что hА= hH. Этот факт называют также законом сообщающихся сосудов.

3. p1< p2= pатм.

Между поверхностью жидкости в трубе и ее закрытым концом образуется вакуум. Такие приборы называют вакуумметры; их используют для измерения давлений, которые меньше атмосферного.

Высота, которая и является характеристикой изменения вакуума:

Вакуум измеряется в тех же единицах, что и давление.

Пьезометрический напор

Вернемся к основному гидростатическому уравнению. Здесь z – координата рассматриваемой точки, которая отсчитывается от плоскости XOY. В гидравлике плоскость XOY называется плоскостью сравнения.

Отсчитанную от этой плоскости координату z называют пооразному: геометрической высотой; высотой положения; геометрическим напором точки z.

В том же основном уравнении гидростатики величии на p/gh – также геометрическая высота, на которую поднимается жидкость в результате воздействия давления р. p/gh так же, как и геометрическая высота, измеряется в метрах. В случае, если через другой конец трубы на жидкость действует атмосферное давление то жидкость в трубе поднимается на высоту pизб/gh, которую называют вакуумметрической высотой.

Высоту, соответствующую давлению pвак, называют вакуумметрической.

В основном уравнении гидростатики сумма z + p/gh – гидростатический напор Н, различают также пьезометрический напор Hn , который соответствует атмосферному давлению pатм/gh:

Hn < H

Гидравлический пресс служит для совершения на коротком пути большей работы. Рассмотрим работу гидравлического пресса.

Для этого, чтобы совершалась работа над телом, надо воздействовать на поршень с некоторым давлением Р. Это давление, как и Р2, создается следующим образом.

Когда поднимается поршень насоса с площадью нижней поверхности S2, то он закрывает первый клапан и открывает второй. После заполнения цилиндра водой второй клапан закрывается, открывается первый.

В результате вода через трубу заполняет цилиндр и давит на поршень с помощью нижнего сечения S1 с давлением Р2.