Виды гидростатического давления. Приборы для измерения давления

 

Гидростатическое давление делится на полное или абсолютное, избыточное и вакуум. Полное или абсолютное гидростатическое давление в любой точке или сечении жидкости равно внешнему давлению на ее свободной поверхности , сложенному с давлением столба жидкости :

.

Разность между абсолютным гидростатическим и атмосферным давлением называется избыточным или манометрическим давлением, характеризующим избыток давления по сравнению с атмосферным.

,

.

Если на поверхности жидкости давление больше атмосферного, то избыточное давление в рассматриваемом случае будет равно:

,

таким образом, избыточное давление в этом случае создается как за счет веса столба жидкости , так и за счет разности давлений .

В инженерной практике очень часто приходится встречаться со случаями, когда полное гидростатическое давление оказывается меньше атмосферного . В таких случаях говорят о разрежении или вакууме. Вакуумом (вакуумметрическим давлением) называется разность между атмосферным и абсолютным давлением, характеризующая недостаток давления до окружающего атмосферного:

.

Рассмотрим геометрическое истолкование (рис. 13) понятия гидростатического и пьезометрического напоров , так как любое давление может быть выражено через единицы столба жидкости. Предположим, что в сосуде заключен некоторый объем жидкости, на свободной поверхности которого давление . В точках 1 и 2 к сосуду присоединены трубки, одна из которых открыта (точка 2 ), а другая запаяна и из нее откачан полностью весь воздух (точка 1 ).

 

 

Рисунок 13 – К понятиям гидростатического и пьезометрического напоров

 

В трубке 1 жидкость поднимется на высоту , называемую приведенной высотой давления, а в трубке 2 – на высоту , называемую пьезометрической высотой.

Гидростатическим напором в данной точке 1 жидкости называется сумма приведенной высоты давления и геометрической высоты z₁ положения рассматриваемой точки 1 относительно произвольной плоскости сравнения 0-0.

 

Энергетический смысл гидростатического напора – он является суммой двух удельных потенциальных энергий: положения z₁ и давления .

Пьезометрическими напором в данной точке 2 жидкости называется сумма пьезометрической высоты и геометрической высоты z₂ относительно плоскости сравнения 0-0.

Для измерения давления применяют различные приборы, которые можно подразделить на две основные группы: жидкостные и механические.

Простейшим прибором является пьезометр, измеряющий давление в жидкости высотой столба той же жидкости. Он представляет собой стеклянную трубку, открытую с одного конца (трубка на рис. 14а). Пьезометр – очень чувствительный и точный прибор, однако он удобен только при измерении небольших давлений, в противном случае трубка получается очень длинной, что осложняет его применение.

 

 

а) пьезометр

 

 

 

б) манометр

 

в) дифференциальный манометр

Рисунок 14 – Жидкостные приборы для измерения давления

 

 

Для уменьшения длины измерительной трубки применяют приборы с жидкостью большей плотностью (например, ртутью). Ртутный манометр представляет собой U-образную трубку, изогнутое колено которой заполняется ртутью (рис. 14б). Под действием давления в сосуде уровень ртути в левом колене манометра понижается, а в правом повышается.

Дифференциальный манометр применяют в тех случаях, когда необходимо измерить не давление в сосуде, а разность давлений в двух сосудах или в двух точках одного сосуда (рис. 14в).

Применение жидкостных приборов ограничивается областью сравнительно небольших давлений. Если необходимо измерять высокие давления, применяют приборы второго типа – механические.

Пружинный манометр является наиболее распространенным из механических приборов. Он состоит (рис.15а) из полой тонкостенной изогнутой латунной или стальной трубки (пружины) 1, один конец которой запаян и соединен приводным устройством 2 с зубчатым механизмом 3. На оси зубчатого механизма располагается стрелка 4. Второй конец трубки открыт и соединен с сосудом, в котором замеряется давление. Под действием давления пружина деформируется (распрямляется) и через приводное устройство приводит в действие стрелку, по отклонению которой определяют значение давления по шкале 5.

Мембранные манометры также относятся к механическим (рис. 15б). В них вместо пружины устанавливается тонкая пластина-мембрана 1 (металлическая или из прорезиненной материи). Деформация мембраны посредством приводного устройства передается стрелке, указывающей значение давления.

Механические манометры имеют по сравнению с жидкостными некоторые преимущества: портативность, универсальность, простоту устройства и эксплуатации, большой диапазон измеряемых давлений.

Для измерения давлений меньше атмосферного применяют жидкостные и механические вакуумметры, принцип работы которых тот же, что и у манометров.

 

а) пружинный манометр б) мембранный манометр

 

Рисунок 15 – Механические приборы для измерения давления

 

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. A.16.15.3. Экран принудительной изоляции для использования в депо
2. A.16.15.3.5. Экран вспомогательного блока управления (ACU) для использования в депо
3. A.16.15.4.1. Экран высоковольтного разъединителядля использования в депо
4. AQUA SMOKY EXTRAVAGANТ Водостойкая тушь для ресниц
5. Cтадии развития организации, виды оргструктур, элементы организационной структуры
6. Cтандарты ITU-T для услуг IPTV.
7. Hаиболее хаpактеpными для остpого панкpеатита являются боли
8. I. Чтобы они поистине были универсальными для научных занятий.
9. II. Для граждан Российской Федерации
10. II. Имидж библиотек для детей и юношества Удмуртской Республики глазами читателей
11. III. УЗЛЫ ДЛЯ СВЯЗЫВАНИЯ ДВУХ ТРОСОВ
12. IV. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО И РУБЕЖНОГО КОНТРОЛЯ