1.4 Виды гидростатического давления. Приборы для измерения давления

Гидростатическое давление делится на полное или абсолютное, избыточное и вакуум. Полное или абсолютное гидростатическое давление в любой точке или сечении жидкости равно внешнему давлению на ее свободной поверхности , сложенному с давлением столба жидкости :

.

Разность между абсолютным гидростатическим и атмосферным давлением называется избыточным или манометрическим давлением, характеризующим избыток давления по сравнению с атмосферным.

,

.

Если на поверхности жидкости давление больше атмосферного, то избыточное давление в рассматриваемом случае будет равно:

,

таким образом, избыточное давление в этом случае создается как за счет веса столба жидкости , так и за счет разности давлений .

В инженерной практике очень часто приходится встречаться со случаями, когда полное гидростатическое давление оказывается меньше атмосферного . В таких случаях говорят о разрежении или вакууме. Вакуумом (вакуумметрическим давлением) называется разность между атмосферным и абсолютным давлением, характеризующая недостаток давления до окружающего атмосферного:

.

Рассмотрим геометрическое истолкование (рис. 13) понятия гидростатического и пьезометрического напоров , так как любое давление может быть выражено через единицы столба жидкости. Предположим, что в сосуде заключен некоторый объем жидкости, на свободной поверхности которого давление . В точках 1 и 2 к сосуду присоединены трубки, одна из которых открыта (точка 2), а другая запаяна и из нее откачан полностью весь воздух (точка 1).

Рисунок 13 – К понятиям гидростатического и пьезометрического напоров

В трубке 1 жидкость поднимется на высоту , называемую приведенной высотой давления, а в трубке 2 – на высоту , называемую пьезометрической высотой.

Гидростатическим напором в данной точке 1 жидкости называется сумма приведенной высоты давления и геометрической высоты z₁ положения рассматриваемой точки 1 относительно произвольной плоскости сравнения 0-0.

Энергетический смысл гидростатического напора – он является суммой двух удельных потенциальных энергий: положения z₁ и давления .

Пьезометрическими напором в данной точке 2 жидкости называется сумма пьезометрической высоты и геометрической высоты z₂ относительно плоскости сравнения 0-0.

Для измерения давления применяют различные приборы, которые можно подразделить на две основные группы: жидкостные и механические.

Простейшим прибором является пьезометр, измеряющий давление в жидкости высотой столба той же жидкости. Он представляет собой стеклянную трубку, открытую с одного конца (трубка на рис. 14а). Пьезометр – очень чувствительный и точный прибор, однако он удобен только при измерении небольших давлений, в противном случае трубка получается очень длинной, что осложняет его применение.