Гидростатическое давление в точке

В поле силы тяжести поверхности равного давления в покоящейся жидкости представляют собой горизонтальные плоскости. Характерные виды таких плоскостей:

а) свободная поверхность, отделяющая жидкость от газа;

б) граница раздела двух жидкостей, имеющих различную плотность.

Основная формула для расчета абсолютного давления (Па) в точке

,

(10)

где р₀ - давление на свободной поверхности (или поверхности раздела двух жидкостей); γ^.h - давление, обусловленное весом жидкости; h - расстояние по вертикали от свободной поверхности (либо от поверхности раздела двух жидкостей), на которой давление равно р₀, до точки, в которой вычисляют абсолютное давление р_А.

Избыточным давлением называют превышение давления над атмосферным

,

(11)

где р_ат - атмосферное давление.

Вакуумом (вакуумметрическим давлением) называют недостаток давления до атмосферного

,

(12)

Пример. Определить абсолютное и избыточное давление в т.С (рис.1),

если давление на свободной поверхности равно р₀=0,2 МПа, а расстояние от свободной поверхности до т.С равно 2 м, жидкость - вода (γ_в=9810 Н/м³), атмосферное давление р_ат =0,1 МПа.

Решение. Абсолютное давление в т.С рассчитаем по формуле (10):

Па.

Избыточное давление в т.С определяем по формуле (11):

Па

ЗАДАЧИ.

2.1. Определить величину абсолютного давления р_А на поверхности воды в сосуде, если в трубке ртутного манометра жидкость поднялась на высоту h, а поверхность воды в сосуде находится на расстоянии Н от нижнего уровня ртути в колене манометра (рис.2). Атмосферное давление принять равным р_ат=0,105 МПа.

2.2. Для условий задачи 2.1 определить избыточное давление р_изб в сосуде (рис.2).

2.3. Определить избыточное давление р_изб в сосуде (рис.3) по показанию жидкостного манометра, если в левом открытом колене над ртутью (h₂) налито масло (h₃), а в правом – вода (h₁). Плотность масла принять равной ρ_М =900 кг/м³.

2.4. Определить высоту столба воды h в водяном барометре (рис.4), если атмосферное давление равно р_ат (давление насыщающих паров р_НП воды считать равным нулю).

2.5. Показание ртутного барометра равно h (рис.4). Определить показание водяного барометра, отвечающее этому атмосферному давлению.

2.6. Для схемы, представленной на рис.5, определить давление в сосуде с водой p₀ и абсолютное давление в т.С (р_А)_С,, если атмосферное давление равно р_ат =0,099 МПа.

2.7. Для схемы, представленной на рис.6, дано, что атмосферному давлению р_ат отвечает высота ртутного столба h =750 мм. Определить давление на свободной поверхности воды в замкнутом резервуаре p₀, если известны уровни h₁ и h₂.

2.8. Для условий задачи 2.7 определить избыточное давление в резервуаре с водой.

2.9. Для схемы, представленной на рис.7, заданы h₁ и h_С . Определить абсолютное давление в т.С (р_А)_С,, если атмосферное давление равно р_ат =0,103 МПа.

2.10. В сообщающихся сосудах (рис.8) две жидкости, разделенные подвижной пробкой, находятся в равновесии. Определить давление на свободной поверхности воды р₀, при заданных атмосферном давлении р_ат и уровнях жидкостей h.