Навигация
2 Гидростатика
2.1 Гидростатическое давление
Гидростатика — это раздел гидравлики, в котором изучаются законы равновесия жидкости и применение этих законов для решения практических задач.
На жидкость, находящуюся в состоянии равновесия (покоя), действуют две категории сил: поверхностные и массовые.
Поверхностные силы - это силы, действующие на поверхности объемов жидкости, например, сила давления поршня, сила атмосферного давления. Массовыми являются силы, пропорциональные массе жидкости: силы тяжести, инерции. В результате действия внешних сил внутри жидкости возникает напряжение сжатия или гидростатическое давление. Итак, гидростатическим давлением р называется сжимающее напряжение, возникающее внутри покоящейся жидкости. Средним гидростатическим давлением называется отношение
(2.1)
где F- сжимающая сила, Н; S- площадь площадки,
.
Гидростатическое давление, как и напряжение, измеряется в 
или в паскалях (Па):1=1Па= =
Кроме того, гидростатическое давление измеряется в 
, высотой столба жидкости, мм вод.ст. и мм рт. ст., в атмосферах физических ,а, и технических ,ат. На практике давление часто имеряют в технических атмосферах. Между единицами существует следующая связь:
.
Гидростатическое давление имеет такие свойства:
а) гидростатическое давление направлено всегда по внутренней нормали (перпендикуляру) к площадке, на которую оно действует (рис 2.1);
Рисунок 2.1 - Направление давления
б) гидростатическое давление в любой точке жидкости по всем направлениям одинаково.
2.2 Основное уравнение гидростатики
Возьмем в жидкости произвольную точку с координатой Z и глубиной погружения h (рис 2.2).
|
| Уравнение, выражающее гидростатическое давление р в любой точке неподвижной жидкости в том случае, когда из массовых сил на нее действует только одна сила тяжести, называется основным уравнением гидростатики |
| Рисунок 2.2 – Давление в точке |
(2.2)
где 
- давление на свободной поверхности жидкости;
h- глубина расположения рассматриваемой точки.
Другая форма записи уравнения (2.2) имеет вид
(2.3)
где z и 
-вертикальные координаты произвольной точки и свободной поверхности жидкости, отсчитываемые от горизонтальной плоскости.
При известной величине удельного веса 
уравнение (2.2) можно записать в виде
. (2.4)
Из выражения (2.4) следует, что гидростатическое давление р в данной точке равно сумме давлений на свободной поверхности жидкости и давления, производимого столбом жидкости высотой, равной глубине погружения точки.
2.3 Понятие о пьезометрической высоте и вакууме
Различают давление, которое соответствует абсолютному нулю, и давление атмосферное (рис.2.3). Относительно абсолютного нуля давление в любой точки жидкости называется абсолютным
.
|
| Разность между абсолютным давлением |
| Рисунок 2.3 – Виды давления |
называется избыточным давлением и обозначается 
:
(2.5)
Избыточным (манометрическим) называется давление, превышающее атмосферное (см.рис.2.3). Давление, недостающее до атмосферного, или разность между атмосферным 
и абсолютным давлением , называется вакуумметрическим давлением или вакуумом
. (2.6)
Рассмотрим закрытый сосуд1, заполненный жидкостью, на поверхности которой действует давление 
, превышающее атмосферное давление . К сосуду присоединена трубка 2, открытая сверху, т.е. сообщающаяся с атмосферой (рис 2.4). Так как давление на поверхности жидкости больше атмосферного, то жидкость в трубке 2 поднимается на некоторую высоту 
, которая в гидравлике называется пьезометрической высотой, а сама трубка- пьезометром.
|
|
| Рисунок 2.4- Пьезометрическая плоскость |
Пьезометрическая высота определяется из зависимостей (2.2) и (2.5):
. (2.7)
Аналогично определяется вакуумметрическая высота с учетом уравнения (2.6):
. (2.8)
Плоскость П-П, давление во всех точках которой равно атмосферному, называется пьезометрической. Если сосуд открыт, то пьезометрическая плоскость совпадает со свободной поверхностью жидкости.
Похожие работы
... два различных направления: "математическую механику жидкости" (см. область Б) и "техническую механику жидкости" (см. область В). Как отмечают (например, Г. Рауз и С. Инце в своей известной книге "История гидравлики"),' математическая механика жидкости зародилась еще в трудах Л. Эйлера (в середине XVIII в.). Что касается технической механики жидкости (гидравлики), то это направление механики, как ...
... . Для оценки режима течения жидкости вводят специальный критерий; число кавитации К f ' 7. Истечение жидкости из отверстий и насадков > 7.1. Отверстие в тонкой стенке Одной из типичных задач гидравлики, которую можно назвать задачей прикладного характера, является изучение процессов, связанных с истечением жидкости из отверстия в тонкой стенке и через насадки. ...
... собой цель детального и всестороннего описания жидких тел, что подробно рассматривается в классическом курсе физики, напомним лишь некоторые положения, которые могут пригодиться при изучении гидравлики как самостоятельной дисциплины. Так, согласно молекулярно-кинетической теории строения вещества все физические тела в природе (независимо от их размеров) находятся в постоянном взаимодействии между ...
... системы смешивания концентрата - калибровка проводимости - калибровка весов гемодиафильтрации - сброс записи в памяти об ошибках - инициализация памяти NO VRAM. Перспективы развития аппарата «искусственная почка». Дальнейшее развитие аппарата «искусственная почка» связано с внедрением новых методов лечения больных. Одним из таких методов является одноигольный режим диализа (SINGLE ...
0 комментариев