Движение вязкой жидкости в канале; Относительный покой жидкости

 

 

 

При нормальном атмосферном давлении (0,1033 м, для бензина – 13,8 м, для  ртути – 0,760 м и т.д.)

 

 

 

 

 

 

Схемы наиболее распространенных жидкостных манометров и ваккметров представлены на рисунке 2.3.

Рисунок 2.3 – Схемы жидкостных манометров:

а) U – образный манометр; б) чашечный манометр; в) дифференциальный манометр;

 

                                                    г) двух-жидкостный микроманометр; д) двух-

                                                -жидкостный чашечный манометр.

                                                Пьезометры просты по конструкции  и обес-

                                                Печивают высокую точность измерении. Од-  

                                                нако они не позволяют измерять  большие 

                                                давления. Подтвердим это на следующем 

                                                примере. Пусть пьезометром необходимо

измерить избыточное давление ризб = 0.1 Мпа = 1ат в жидкости с плотностью, равной плотности воды (р=1000 кг/). Тогда из (2.3) при заданных условиях получим высоту столба воды в пьезометре Н= 10м, что является весьма значительной величиной. В машиностроении используюстя более высокие давления (в сотни атмосфер), что ограничивает применение пьезометров.

Аналогичные по принципу работы приборы  с использованием ртути позволяют  в 13,6 раза уменьшить пьезометрические высоты (ртуть в 13, 6 раза тяжелее воды). Но ртуть ядовита, и такие приборы в машиностроении практически перестали применяться.

Широкое распространение в технике  для измерения давлений получили пружинные манометры. Основным элементом  такого прибора (рисунок 2.4) является пружинящая тонкостенная трубка 1 (обычно латунная). Один из концов трубки запаян и подвижен, а второй закреплен, и к нему подводится измеряемое давление. Подвижный конец трубки 1 кинематически связан со стрелкой 3. При изменении давления он изменяет свое положение и перемещает стрелку 3, которая указывает на соответствующее число на шкале 2.

 

Пружинные приборы для измерения  вакуума не имеют ни принципиальных, ни конструктивных отличий от пружинных  манометров. Устройства для измерения  вакуума получили название вакуумметров.

 

Выпускаются также приборы, позволяющие  измерять как избыточные давления так и вакуум. Их принято называть мановакуумметрами,

В метеорологии измерение абсолютных значений атмосферных давлений проводят с помощью барометров. Для машиностроительных систем измерение абсолютных давлений практического значения не имеет.

                                                 Сила давления на плоскую стенку.

                                                    До сих пор рассматривались давления,

                                                     Действующие в жидкости. Однако более

                                                    Важное практическое значение  имеют              

                                                    силы, возникающие от действия  жидкос-

                                                        ти на различные стенки.

 

                                                        При определении силы, действующей  со

                                                        Стороны жидкости на плоскую  стенку,

                                                        рассмотрим общий случай, когда  стенка

                                                        наклонена к горизонту под  углом α , а на

                                                        свободную поверхность жидкости  дей-

                                                        ствует давление ро (рис 2.5)

 

Вычислим силу давления F, действующую на некоторый участок рассматриваемой стенки площадью S. Ось Ох направим по линии пересечения плоскости стенки со свободной поверхностью жидкости, а ось Оу — перпендикулярно к этой линии в плоскости стенки.

Выразим сначало элементарную силу давления, приложенную к бесконечно малой площадке dS:

dF - р dS - (р₀+ р gh) dS = p₀dS + р g h dS,

где p₀ — давление на свободной поверхности;

 h — глубина расположения площадки dS.

Для определения полной силы F проинтегрируем полученное выражение по всей площади S:

 

где y – координата площадки dS.

Последний интеграл представляет собой статический момент площади  S относительно оси Ох и равен произведению площади на на координату ее центра тяжести (точка С) тоесть

 

Следовательно

 

здесь hс – глубина расположения центра тяжести площади S.