Давление жидкости может быть измерено в зависимости от двух систем, одна из которых измеряет давление выше абсолютного нуля, а другая – ниже абсолютного нуля. Поэтому в механике жидкости существуют различные термины давления.
К различным видам давления относятся:
Взаимосвязь между различными видами давления показана на рисунке 1 ниже.
Рис.1.Взаимосвязь между давлениями
1. Абсолютное давление
Абсолютное давление – это давление, которое измеряется относительно абсолютного нуля в шкале давления. На рисунке 1 показано абсолютное давление относительно абсолютного нулевого уровня. Абсолютное давление никогда не может быть отрицательным. Оно обозначается буквой “p”.
Примечание: Атмосферное давление – это давление, присутствующее в атмосфере. Абсолютный нуль давления или уровень вакуума – это пространство, в котором не действует никакое давление.
2. Манометрическое давление
Манометрическое давление определяется с помощью прибора для измерения давления, где точкой отсчета является атмосферное давление. На шкале атмосферное давление обозначено как ноль.
Когда давление равно атмосферному, манометрическое давление равно нулю. Манометрическое давление может показывать значение меньше нуля (отрицательное). Если манометрическое давление представлено Pg, то,
Pg = P-Pa (уравнение 1)
Где, Pa = местное атмосферное давление
3. Вакуумное давление
Вакуумное давление – это давление ниже атмосферного. Вакуумное давление используется, когда манометрическое давление отрицательное. Положительное вакуумное давление означает, что манометрическое давление отрицательное.
Вакуумное давление обозначается Pvacuum. Тогда,
Pvacuum = Pa – P (Уравнение-2)
Примечание: Атмосферное давление на уровне моря при температуре 15 градусов Цельсия составляет 101,3 кН/м² или 10,13 Н/см² в единицах СИ. Напор атмосферного давления составляет 760 мм ртутного столба или 10,33 водяного столба.
Определение избыточного давления и абсолютного давления
Для объяснения определения давления используется простая задача.
Задача: Плотность данной жидкости составляет 1530 кг/м³ при атмосферном давлении, равном 750 мм ртутного столба. Определите манометрическое давление и абсолютное давление на глубине 3 м под поверхностью жидкости.
Решение: Согласно закону гидростатики, скорость увеличения давления в вертикальном направлении вниз, действующего на точку жидкости, должна быть равна удельному весу жидкости в этой точке. На основании этого закона:
Интегрируя обе стороны,
где, Z= высота точки от свободной поверхности или напор;
p = атмосферное давление; g = гравитационная сила;
Учитывая данные из задачи:
Из уравнения 4,
Атмосферное давление Па = плотность x g x z
т.е. Па = плотность ртути x 9,81 x Zo
Плотность ртути = удельный вес ртути x плотность воды
= 13,6 х 1000 кг/м³
т.е. Па = 13,6 х 1000 х 9,81 х 0,75 = 100062 Н/м².
Давление в точке, расположенной на глубине 3 м под поверхностью жидкости, определяется следующим образом;
P1 = плотность жидкости x g x Z1 = 1530 x 9,81 x 3 = 45028 Н/м².
Полученное давление положительное. Следовательно,
Манометрическое давление, Pg = 45028 Н/м²
Абсолютное давление = Манометрическое давление + Атмосферное давление
= 45028 + 100062 = 145090 Н/м²
Абсолютное давление, P = 145090 Н/м²
Читайте далее:- СВОЙСТВА ЖИДКОСТИ.
- Определение предела усадки формованного грунта.
- Давление жидкости и закон Паскаля в механике жидкости.
- Что такое напор в механике жидкости?.
- Предварительно напряженные бетонные столбы – конструкция и способы изготовления.
- Кинематика потока в механике жидкости – уравнение разгрузки и неразрывности.
- Как улучшить свойства грунта методом вакуумной предварительной загрузки?.