Физический смысл основного уравнения гидростатики.

z – геометрическая высота [м], геометрический напор, удельная энергия положения

- пьезометрическая высота, пьезометрический напор, удельная энергия давления

- полная удельная потенциальная энергия (гидростатический напор).

Поверхность уровня и ее свойства.

Поверхность, во всех точках которой давление одинаковое, называется поверхностью уровня.

Поверхность уровня, на которой давление равно атмосферному, называется пьезометрическим уровнем.

- уравнение поверхности уровня

Если жидкость находится только в поле сил тяжести, то поверхность уровня представляет собой семейство горизонтальный плоскостей.

Свойства поверхности уровня.

1. Поверхность уровня всегда перпендикулярна массовой силе.

2. Свободная поверхность и поверхность раздела являются поверхностями уровня

3. Форма ПУ не зависит от свойств жидкости, а определяется силовым полем

4. ПУ никогда не пересекаются.

Закон Паскаля

В одном и том же объеме покоящейся жидкости давление передается одинаково всеми точками.

Эпюры давление жидкости на твердую стенку.

z – геометрическая высота

- пьезометрическая высота

- пьезометрический уровень

Приборы для измерения давления.

1. Барометры – для измерения абсолютного давления

2. Манометры – избыточного

3. Вакуумметры – вакуума.

По конструктивному выполнения приборы делятся на:

1. Пружинные

2. Грузовые (для тарировки)

3. Жидкостные

4. Электрические

Трубчатые (до 1000 МПа)

Мембранные (до 0,3 МПа)

Грузовые

Для измерения избыточного давления и вакуума применяются специальные трубки диаметром 8…10 мм – пьезометры.

U-образный ртутный манометр

Дифференциальный ртутный манометр

Применяется для определения разности давлений.

Сила давления жидкости на плоскую стенку.

Выделим элементарный замкнутый контур dF и определим силу на него.

- статический момент площади F относительно оси OX

- сила давления на плоскую стенку равна произведению давления в центре тяжести и ее площади. В жидкости такой сосредоточенной силы нет – это механический эквивалент распределенной нагрузки.

Точка приложения силы P расположена ниже центра тяжести. Точка приложения результирующей силы называется центром давления (Ц.Д.). Координаты этой точки определим, предполагая, что

Для определения воспользуемся теоремой механики: момент результирующей силы равен сумме моментов всех составляющих сил (давлений).

- момент инерции F относительно оси x.

Рассмотрим правило определения давления в случае

- дополнительная сила, действующая на стенку и вызванная избыточным давлением на поверхность. Эта сила равна и приложена в Ц.Т.

Точку приложения результирующей силы можно найти:

1. пользуясь теоремой механики

2. пользуясь правилом рычага

Если давление на свободной поверхности не равно атмосферному, силу давления на стенку целесообразно находить методом приведения к открытому резервуару. Суть метода: давление на свободной поверхности заменяется высотой столба жидкости.

- расстояние от Ц.Т. до пьезометрического уровня