Некоторые понятия в гидростатике
Пьезометрическая высота давления
Пьезометрической высотой давления называется высота hп от точки, находящейся под давлением до поверхности, где давление равно атмосферному. Из уравнения гидростатики: Р = Ра+ρgh можно получить значение пьезометрических высот для точек А и В: |
Рис. 2.2. Закрытый сосуд, наполненный жидкостью
| (2.1) | |
(2.2) |
Пьезометрический, или гидростатический напор
На рис. 2.2 пьезометрические высоты для точек А и В установились на одной напорной плоскости 0’-0’, а сумма координат точек А и В и пьезометрических высот давления есть величина постоянная НА = НВ.
Пьезометрическим, или гидростатическим напором Нназывается высота для точки, находящейся под давлением от плоскости сравнения до поверхности, где давление равно атмосферному. Отметим, что для точек Аи В пьезометрические высоты различны, а пьезометрический напор одинаков.
Приведенная высота давления
На рис.2.3 в состоянии равновесия представлен закрытый сосуд, наполненный жидкостью, на поверхности которой, так же как и на рис. 5, Р>Ра. В сосуде выбирается точка А с координатой zA над плоскостью сравнения, и к боковой стенке на этом уровне подведена пьезометрическая трубка. Вода в трубке установилась на пьезометрической высоте hп.А и определился пьезометрический напор для точки А: НА. Дополнительно в сосуд опущена трубка до уровня точки А, причем верхний конец трубки запаян и из неё выкачан воздух. Вода в этой трубке при Р=0 поднимается на большую высоту hпр.
Приведенной высотой давленияhпр называется высота от точки, находящейся под давлением, до поверхности, где давление равно нулю.
Рис. 2.3. Закрытый сосуд, наполненный жидкостью
(в состоянии равновесия)
Полный
Пьезометрический напор
Из 2.3 видно, что для точки А сумма координаты ZA и приведенной высоты давления больше величины пьезометрического напора на высоту .
Полным пьезометрическим напором Нп.п.н называется высота от плоскости сравнения для точки, находящейся под давлением, до поверхности, где давление равно нулю.
Вакуум
Если абсолютное давление в жидкости или газе меньше атмосферного, то говорят, что имеет место разряжение, или вакуум. За величину разрежения, или вакуума, принимается недостаток до атмосферного давления: Рвак.= Ратм. – Рабс.
На рис.2.4 в баллоне на поверхности жидкости давление P<Pa. К стенке подведена изогнутая трубка, называемая обратным пьезометром, или вакуумметром. Вода, выходя из баллона, соприкасается с атмосферным давлением и останавливается ниже точки А на высоте hвак. Атмосферное давление уравновешивается следующим соотношением:
Отсюда: (2.4) |
Рис. 2.4. Баллон с обратным пьезометром