пьезометрические висота

Повний (абсолютне) і манометричний тиск.

Якщо розглядати гідростатичний тиск рідини на стінку судини, в який вона налита, то в точці А (рис.4) це тиск буде виражатися залежністю (2.14). Із зовнішнього боку на стінку судини діє атмосферний тиск pа. Отже, стінка судини буде відчувати тиск, що дорівнює різниці абсолютного гідростатичного і атмосферного тиску. Перевищення тиску над атмосферним називається манометричним або позитивним надмірною гідростатичним тиском:

Тиск же p = Pм + pа. тобто гідравлічний тиск з урахуванням атмосферного, називається абсолютним гідростатичним тиском.

Якщо посудина відкритий, як на рис.3, то тиск на вільну поверхню рідини дорівнює атмосферному тиску pа. тобто p0 = pа. В цьому випадку манометричний тиск є вагове тиск рідини, що дорівнює

Тиск можна вимірювати також висотою стовпа, будь - якої рідини (води, ртуті, спирту і т.д.), що видно з формули (2.16).

З огляду на формулу (2.16), з рівнянь (2.17) і (2.18) отримаємо

У вираженні (2.19) змінними величинами є лише h і Pм. отже, манометричний тиск Pм в будь-якій точці рідини характеризується тільки глибиною її занурення або, інакше, глибина занурення будь-якої точки характеризує манометричний тиск в ній.

Якщо в точці А до резервуару, наповненого рідиною, приєднати відкриту в атмосферу трубку (см.ріс.4), то рівень рідини в такій трубці встановиться на позначці, більшою чи меншою

позначки рівня рідини в резервуарі в залежності від того, чи буде p0 більше або менше pа. Такі трубки називають пьезометр, або, в загальному випадку, рідинними манометрами. Висоту h називають пьезометрической, або манометричної висотою. Пьезометрические висота є мірою гідростатичного тиску в лінійних одиницях. Якщо атмосферний тиск pа (технічну атмосферу), рівне 1кгс / м 2 = 10тс / м 2 = 9,81 # 8729, 10 4 Н / м 2. висловити пьезометрической висотою h (в метрах водяного стовпа), то отримаємо

Отже, одна технічна атмосфера вимірюється висотою стовпа води 10 м.

Користуючись пьезометр, можна визначити тиск в будь-якій точці рідини шляхом відліку висоти стовпа рідини.

Якщо абсолютне гідростатичний тиск в будь-якій точці рідини (рис.5) менше атмосферного (p

У буквальному вираженні можна записати

Звідси - вакуумметричний висота,

де p0 / + Hа = PА /-висота, що відповідає абсолютному гідростатичного тиску в точці А:

Знак мінус вказує, що тиск в розглянутому балоні А менше атмосферного на 0,4 атм, а рідина в ній стиснута тиском 0,6 атм, отже, не відчуває напруг, що розтягують.

Недолік абсолютного тиску до атмосферного називають вакуумом (від латинського vacuum - розрідження). Висоту стовпа рідини, що вимірює вакуум, називають вакуумної висотою і позначають:

З виразу (2.20) випливає, що вакуум може змінюватися в межах від 10 м вод. ст. (1АТ) до нуля.

Прилади для вимірювання вакууму називають вакуумметрами або зворотними пьезометр.

Розглянемо рідину в закритому резервуарі з тиском на вільній поверхні p0 (рис. 6). Виберемо в цьому резервуарі дві довільні точки А і В і приєднаємо до кожної з них по пьезометр. Для зіставлення величин виберемо площину порівняння (лінія 0-0). Позначимо координати (позначки) точок А і В по відношенню до площини порівняння 0-0 через zА і Zв. Якщо надлишковий гідростатичний тиск в цих точках відповідно PА і Pв. то пьезометрические висоти в п'єзометрах, підключених до точок А і В відповідно дорівнюватимуть PА / і Pв /.

Суми висот Zа + PА / або Zв = Pв / називаються гідростатичним напором в даній точці рідини щодо обраної площині порівняння 0-0. Відповідно до рівняння (2.21), ці суми рівні між собою. Отже, для даного об'єму рідини гідростатичний напір щодо обраної площині порівняння є величина постійна, тобто

Якщо ж до точок А і В під'єднати зупинено зверху трубки, з яких відкачано все повітря, то рідина в цих трубках піднімається вище, ніж в п'єзометрах на висоту pа /, що відповідає атмосферному тиску.

Висота підйому рівня рідини в запаяній трубці буде висловлювати абсолютне гідростатичний тиск в точці, до якої трубка приєднана.