Гидравлика | страница 4

Это равновесие описывается уравнением, которое называется основным уравнением гидростатики.

Для единицы массы покоящейся жидкости

Для любых двух точек одного и того же объема, то

Полученные уравнения описывают распределение давления в жидкости, которая находится в равновесном состоянии. Из них уравнение (2) является основным уравнением гидростатики.

Для водоемов больших объемов или поверхности требуется уточнения: сонаправлен ли радиусу Земли в данной точке; насколько горизонтальна рассматриваемая поверхность.

Из (2) следует

p = p_>0 + ρg(z – z_>0), (4)

где z_>1 = z; p_>1 = p; z_>2 = z_>0; p_>2 = p_>0.

p = p_>0 + ρgh, (5)

где ρgh – весовое давление, которое соответствует единичной высоте и единичной площади.

Давление р называют абсолютным давлением p_>абс.

Если р > p_>абс, то p – p_>атм= p_>0 + ρgh – p_>атм– его называют избыточным давлением:

p_>изч= p < p_>0, (6)

если p < p_>атм, то говорят о разности в жидкости

p_>вак= p_>атм – p, (7)

называют вакуумметрическим давлением.

Что произойдет в других точках жидкости, если приложим некоторое усилие Δp? Если выбрать две точки, и приложить к одной из них усилие Δp1, то по основному уравнению гидростатики, во второй точке давление изменится на Δp_>2.

откуда легко заключить, что при равности прочих слагаемых должно быть

Δp_>1= Δp_>2. (2)

Мы получили выражение закона Паскаля, который гласит: изменение давления в любой точке жидкости в равновесном состоянии передается во все остальные точки без изменений.

До сих пор мы исходили из предположения, что ρ = const. Если иметь сообщающийся сосуд, который заполнен двумя жидкостями с ρ_>1≠ ρ_>2, причем внешнее давление p_>0= p_>1= p_>атм, то согласно (1):

ρ_>1gh = ρ_>2gh, (3)

откуда

где h_>1, h_>2 – высота от раздела поверхности до соответствующих свободных поверхностей.

Давление – физическая величина, которая характеризует силы, направленные по нормали к поверхности одного предмета со стороны другого.

Если силы распределены нормально и равномерно, то давление

где – F суммарная приложенная сила;

S – поверхность, к которой приложена сила.

Если силы распределены неравномерно, то говорят о среднем значении давления или считают его в отдельно взятой точке: например, в вязкой жидкости.

Приборы для измерения давления

Одним из приборов, которым измеряют давление, является манометр.

Недостатком манометров является то, что у них нее большой диапазон измерений: 1—10 кПа.