Приведённое статическое давление

Эпюры давления

Для расчёта на прочность замкнутых конструкций, ограждающих газ (тру­бопроводов, баллонов, резервуаров, газгольдеров и т.д.), на их поверхно­стях стро­ят эпюры давления:

— избыточного p_ман = p_ст – p_атм (рис. 23,а);

— вакуумметрического p_в = p_атм – p_ст (рис. 23,б).

Эти давления являются результирующими, то есть фактически действую­щими на конструкцию. Эпюры давления на рис. 23 построены с прене­бреже­ни­ем изменения давления по высоте резервуара, поэтому на верти­кальных стенках они пря­мо­угольные, а не треугольные как для жид­кости (см. рис. 3). Такой приём допуска­ется для газа при небольших высо­тах из-за малости его удельного веса. Эпюры давления служат исходными данными для расчёта конструкций на прочность методами сопромата.

Статическое давление p_ст не выражает условия равновесия (покоя) газа. На­пример, газ покоится, но по высоте в разных его точках величина p_ст разная, так как h является переменной. В гидравлике применяется понятие гидростатического напора H (см. с. 11), который для всех точек покоящейся жидкости одинаков. Од­нако для газа напор не удобно вводить из-за переменной плотности r, зависящей от температуры. Поэтому в газе для энергетического сравнения его точек удобно использовать понятие приведённого статического давления (рис. 24):

p_пр.ст = r g z + p_ст,

где rgz — давление положения точкигаза, отстоящей на высоту z от нулевой горизонтальной плоскости отсчёта O-O; r — плотность газа, соответствующая температуре в рассматриваемой точке. Другими словами, p_пр.ст приводит давления в различных точках к одному уровню О-О.

Условие равновесия газа можно сформулировать так: если приве­дённые ста­ти­ческие давления p_пр.ст в различных его точках одинаковы, то газ покоится.

Рассмотрим пример для точек А и В покоящегося газа (рис. 25):

в точке А

p_пр.стА = rgz_A + p_стА = rgz_A + p_атм + rgh_A = p_атм + rg(z_A + h_A);

в точке В

p_пр.стB = rgz_B + p_стB = rgz_B + p_атм + rgh_B = p_атм + rg(z_B + h_B);

Так как z_A + h_A = z_B + h_B, тo p_пр.стА = p_пр.стВ .

Значит, энергетическое состояние газа в обеих точках одинаковое, что указывает на равновесное состояние покоя, отсутствие движения.

Дата добавления: 2014-10-17