2 . Пневматическое измерение количества жидкости в резервуарах.
Для контроля над количеством жидкости в каком-либо (например, подземном) резервуаре (1), в него помещают трубу (2), нижний конец которой доходит почти до конца резервуара.
Давление над жидкостью в резервуаре равно p0. По трубе (2) подают сжатый воздух или другой газ, постепенно повышая его давление, замеряемое манометром (3). Когда воздух преодолеет сопротивление столба жидкости в резервуаре и начнёт барботироваться сквозь жидкость, давление p, фиксируемое манометром, перестанет возрастать и будет равно, согласно уравнению
,
откуда уровень жидкости в резервуаре
.
По величине z0 и известной площади поперечного сечения резервуара определяют объём находящейся в нём жидкости.
3. Гидростатические машины.
На использовании основного уравнения гидростатики основана работа гидростатических машин, например:
а) гидростатический пресс применяется в химической промышленности для прессования и брикетирования различных материалов.
Е
сли
приложить относительно небольшое усилие
к поршню (1), движущемуся в цилиндре
меньшего диаметра d1,
и создать усилие (давление) p
на поршень, то согласно закону Паскаля
такое же давление p
будет приходиться на поршень (2) в цилиндре
большего диаметра d2.
При этом сила давления на поршень (1) составит
,
а сила давления на поршень (2) составит
.
В результате поршень в цилиндре большего диаметра передаст силу давления во столько раз большую, чем сила, приложенная к поршню в цилиндре меньшего диаметра, во сколько поперечное сечение цилиндра (2) больше, чем цилиндра (1).
Таким способом с помощью сравнительно небольших усилий осуществляют прессование материала (3), помещённого между поршнем (2) и неподвижной плитой (4).
б) гидравлический аккумулятор
Он служит для аккумулирования (накапливания) энергии и применяется, где необходимо выполнить кратковременную работу, требующую значительных механических усилий, например, поднять большую тяжесть, открыть и закрыть ворота шлюзов и т.д.
Наиболее широкое применение гидравлический аккумулятор получил при работе гидравлических прессов, используемый здесь как установка, накапливающая жидкость в период холостого хода пресса и отдающая её при рабочем ходе, когда подача насосов оказывается недостаточной.
Г
идравлический
аккумулятор состоит из цилиндра (1), в
котором помещён плунжер (поршень) (2),
присоединённый своей верхней частью к
платформе (3), несущей груз (4).
В аккумулятор по трубе (5) насосом нагнетается жидкость (вода или масло), которая поднимает вверх плунжер с грузом; при достижении крайнего положения насос автоматически выключается.
Если вес плунжера с грузом P, полная высота подъёма H, то энергия, запасённая аккумулятором при полном подъёме плунжера, будет равна P.H, а создаваемое им в жидкости гидростатическое давление будет
,
где F – площадь сечения плунжера.
Под этим постоянным давлением находящаяся в аккумуляторе жидкость подводится по трубе (6) к гидравлическим машинам.
Гидростатическое давление, создаваемое аккумулятором, будет тем больше, чем меньше площадь сечения плунжера. Однако, при чрезмерном уменьшении сечения плунжера он может оказаться недостаточно прочным.
Поэтому при необходимости получения очень больших давлений применяются так называемые дифференциальные аккумуляторы со ступенчатым поршнем.