Абсолютное и манометрическое давление. Пьезометрическая высота. Вакуум

Абсолютное или полное гидростатическое давление состоит из внешнего давления на свободную поверхность жидкости и манометрического (избыточного) давления, которое создаёт слой воды над рассматриваемой точкой А.

 

 

Схема установки пьезометра.

Исходя из формулы 5, можно заключить, что оно учитывает величину внешнего давления Ро на поверхности жидкости, величина Р является полным или абсолютным гидростатическим давлением. В открытых сосудах величина Ро является атмосферным давлением, а величина показывает превышение полного давление над атмосферным и называется избыточным или манометрическим. В закрытом сосуде, наполненном жидкостью в точке А сделаем отверстие, к которому присоединим открытую сверху трубку. Если на поверхность жидкости оказать давление Ро, больше атмосферного, то жидкость поднимается в трубке на высоту . Трубка называется пьезометром, а высота - пьезометрической высотой.

Обозначим атмосферное давление Р_атм, а манометрическое Р_ман, тогда абсолютное давление будет равно:

Р_абс = Р_атм + Р_ман

 

Следовательно, основное уравнение гидростатики можно записать так:

Р_{абс =} Р_{атм + γhρ}

_{где hρ – высота жидкости в трубке, γ – удельный вес жидкости.}

_{Исходя из уравнения}

_{hρ =}

но давление в точке А исходя из рисунка равно: подставим значение Р_{абс, и получим:}

 

_{hρ =}

 

величина hρ – это пьезометрическая высота показывающая избыточность давления в точке_, где присоединена трубка – пьезометр. В открытом сосуде hρ = h, так как ^{= ,} т.е. пьезометрическая высота будет равна глубине погружения т. А в жидкость. Высота поднятия воды в пьезометре относительно плоскости отчета 0:0 называется пьезометрическим наклоном. Для закрытого сосуда:

 

Пьезометрический напор – это сумма пьезометрической и геометрической высоты.

Избыточное давление на жидкость может быть и отрицательной величиной называемой вакуумом.

Так, во всасывающих патрубках центробежных насосов, в потоке жидкости при истечении из цилиндрических насадок, в вакуум – котлах в жидкости образуются области с давлением ниже атмосферного, т.е. области вакуума. В этом случае:

 

Р_изб = Р_вак или Р_{вак =} Р_изб = (Р_абс – Р_атм) = Р_{атм -} Р_абс

 

Для измерения вакуума используется вакуумметр.

 

 

Вакуумметр (механический жидкостный) представляет собой изогнутую трубку, один конец которой помещен в область вакуума, а другой – в сосуд, заполненный жидкостью. В сосуде А давление меньше атмосферного, т.е. и Р_атм жидкость в трубке под действием атмосферного давления на ловкость жидкости в сосуде поднимается на высоту h_вак, величина которой может быть определена из условия равновесия:

 

Р_{атм =}

 

Откуда Р_{атм -}

При h = 0 предельное значение вакуума составляет 0,1 мпа, но практически давление в жидкости не может быть меньше давления паров насыщения.

Для измерения давления и разряжения используют манометры и вакуумметры. Манометры подразделяют на жидкостные (водяные, ртутные) и механические (пружинные и мембранные). Вакуумметры бывают жидкостные и пружинные.