Теоретические основы исследования

Измерение гидростатических давлений

ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ

Цель работы – приобретение практических навыков измерения как избыточного, так и вакуумметрического гидростатичес­кого давления, изучение основного закона гидростатики.

Гидростатическое давление р представляет собой предел отно­ше­ния силы гидростатического давления Р к площади площадки её дей­ствия w при стремлении wк нулю:

, (3.1)

где w –	величина некоторой площадки, намеченной или внутри жидкости, или на ее поверхности;
Р –	сила давления жидкости на эту площадку.

Ограничиваемся рассмотрением жидкости, нахо­дящейся под дей­ствием только одной объемной силы – силы тя­жести. В этом слу­чае аб­солютное гидростатическое давление в рассматриваемой точ­ке рас­счи­тывают по формуле

, (3.2)

где –	давление на свободной поверхности жидкости;
h –	глубина погружения рассматриваемой точки под свободную поверхностью жидкости;
g –	объемный вес жидкости,

; (3.3)

здесь r –	плотность жидкости;
–	ускорение свободного падения.

Давление, обусловленное весом самой жидкости и определяемое вторым слагаемым правой части формулы (3.2), называется весо­вым давлением. Обозначим весовое давление :

. (3.4)

Если рассматриваемая покоящаяся жидкость находится в от­кры­том сосуде, то давление ,действующее на свободной по­верх­ности, оказывается равным атмосферному , то есть . Тогда абсо­лютное гидростатическое давление врассматриваемой точ­ке оп­ре­деляют как

(3.5)

Величина превышения абсолютного давления над атмосферным на­зывается избыточным гидростатическим давлением, его оп­ределяют как

(3.6)

и в случае открытого сосуда, как следует из уравнения (3.4), из­бы­точное давление равняется весовому давлению:

(3.7)

Если давление на свободной поверхности оказывается больше атмосферного (такое положение может иметь место в слу­чае, когда жидкость находится в герметически закрытом сосуде), то

(3.8)

где (3.9)

или ; (3.10)

здесь –

избыточное давление на свободной поверхности жид­кости.

Единицами измерения любого вида гидроста­тического давления яв­ля­ются в международной системе единиц паскаль (1Па=1Н/м²), а в часто используемой в старой технической литературе и при гра­ду­ировке приборов в системе МКГС – технические атмосферы (1 атм = 1 кг/см²). Часто гидростатическое давление измеряют высотой столба жидкости известного объемного веса (например, вы­со­той столба воды в метрах или высотой столба ртути в мил­ли­мет­рах). Соотношение между единицами измерения давления можно предста­вить в следующем виде:

1 атм = 1 кг/см² = 9,81∙10^–4 Па = 10 м вод. ст. = 760 мм рт. ст.

Если в данной среде абсолютное давление оказывается меньше ат­мосферного, то есть то в этой среде имеет место вакуум, или разрежение. Абсолютное давление в этом случае определяют по формуле

(3.11)

где – вакуумметрическая высота.

Под величиной вакуумметрического давления (вакуума) пони­ма­ют недостаток давления до атмосферного, или отрицательное из­бы­точное давление:

.

Вакуум измеряют теми же единицами, что и другие виды гид­ростатического давления.

Дата добавления: 2015-06-04