Основные характеристики движения жидкости

Движущая сила перемещения жидкости

Приборы для измерения давления

В технике для измерения давления применяют манометры, вакуумметры, пьезометры. Простейшим прибором является пьезометр – открытая, обычно стеклянная трубка (рисунок 4а). Чтобы избежать влияния на результаты измерения капиллярных сил, диаметр таких трубок должен быть не менее 8-10 мм.

Рис. 4. К определению давления с помощью пьезометра: 1 – ёмкость; 2 – пьезометрическая трубка

При р₁>р₂ (т.е. давление в аппарате выше атмосферного) и равновесии давление р’ справа и слева от точки а со стороны сосуда и со стороны трубки по закону Паскаля соответственно равно:

р’ = р₁ + ρgz_1; р’ = р₂ + ρgz₂.

Отсюда получаем давление р₁: р₁ = р₂ + ρg(z₂ – z₁), причём величина ρg(z₂ – z₁) характеризует избыточное по отношению к атмосферному давление в ёмкости 1 (над жидкостью). Трубку 2 называют пьезометром.

Если р₁<р₂ (т.е. давление в аппарате ниже атмосферного), то давление в точке А (рисунок 5б) можно также замерить с помощью трубки, которую в этом случае называют обратным пьезометром или чаще – вакуумметром, представляющим собой трубку 2. Давление в точке А со стороны жидкости в аппарате и со стороны жидкости в трубке 2 соответственно равно: р’ = р₁ + ρgz_1; р’ = р₂ + ρgz₂, откуда р₁ = р₂ + ρg(z₂ – z₁), причём в данном случае z₂<z₁, и выражение ρg(z₂ – z₁) будет иметь отрицательный знак.

Тема 3: Гидродинамика. Основные характеристики потока.

Цель: Дать определения основных характеристик движения жидкости, вывести соотношения между силами, действующими в движущейся жидкость.

Перемещение жидкости по трубопроводам, каналам, аппаратам происходит вследствие перепада давления ∆р, создаваемого разностью уровней жидкости или работой специальных машин – насосов.

Внутренняя и внешняя задача гидродинамики

Различают внутреннюю и внешнюю задачи гидродинамики. Внутренняя задача связана с анализом движения жидкости внутри труб и каналов. Внешней задачей гидродинамики является изучение закономерностей обтекания жидкостями различных тел.

Рассмотрим движение жидкости по трубе постоянного сечения.

Количество жидкости, протекающее через всё поперечное сечение трубопровода или аппарата в единицу времени, называется расходом жидкости. Различают объёмный расходW (измеряется в м³/с, м³/ч) и массовый расход M (измеряется в кг/с, кг/ч).

Количество жидкости, протекающее через единицу поперечного сечения трубопровода в единицу времени называется скоростью жидкости.

Как будет показано ниже, вследствие влияния сил вязкости (трения) в разных точках поперечного сечения потока скорость частиц жидкости неодинакова. Поскольку установить распределение скоростей по поперечному сечению потока часто затруднительно, в инженерных расчётах обычно используют так называемую среднюю скорость w_ср, определяемую как отношение объёмного расхода жидкости W к площади поперечного сечения потока S: w_ср=W/S (3.1), [w]=[м³/с]/[м²]=[м/с]

Тогда объёмный расход жидкости и её массовый расход определяются соответственно уравнениями: W=wS (3.2); M=wSρ (3.3)

Дата добавления: 2014-12-16