6. Виды давления

Различают следующие виды давления: барометриче­ское, абсолютное, манометрическое и вакуумметрическое.

Барометрическое давление

Барометрическое (атмосферное) давление р_б зависит от высоты места над уровнем моря и от состояния погоды, За нормальное барометрическое давление принимают давление, равное 760 мм ртутного столба, что соот­ветствует 101325 Н/м². На уровне моря барометрическое давление наблюдалось в пределах от 90 000 Н/м²до 110000 Н/м². С высотой барометрическое давление убывает. Наоборот, в глубоких шахтах барометрическое давление значительно больше, чем на уровне моря.

Абсолютное и манометрическое давление

Давление р_а вычисленное по уравнению (6), называется абсолютным. Рассмотрим наиболее распространенный в практике случай (рис.7), когда к свободной поверхности приложено баро­метрическое давление р_б, т. е. р₀ = р₆. Для этого случая основное уравнение гидростатики перепишется так:

(15)

Рис.7.

Давление

(16)

носит название маноме­трического, или избыточного. Таким образом, манометрическим давлением называется разность между абсолютным давлением р_а и барометрическим давлением р_б, если р_а > р_б.

Вакуумметрическое давление

Если в какой-нибудь точке жидкости абсолютное давле­ние меньше барометрического, то разность между баро­метрическим и абсолютным давлениями называется вакуумметрическим давлением. Вакуумметрическое давление обозначается р_вак. Итак, если р_а < р_б

(17)

Абсолютное давление р_а отрицательным быть не может, поэтому вакуумметрическое давление не может быть боль­ше барометрического.

7. Приборы для измерения давления

Для измерения барометрического давления приме­няются барометры различных конструкций. Прибором для измерения манометрического давления может служить манометр. Кроме манометра, манометрическое давление можно измерять высотой столба жидкости (рис. 8). Сосуд А наполнен жидкостью с плотностью ρ и давлением на свободной поверхности р₀ >> р_б. Допустим, что требуется измерить давление на уровне 1-1. Если на этом уровне сделать отверстие и присоединить к нему стеклян­ную, трубку П, то жидкость в этой трубке поднимется под действием давления на некоторую высоту h.

Рис.8.

По основному уравнению гидростатики (6) для точек на уровне 1-1 (если вести расчет со стороны, трубки) абсо­лютное давление

Откуда:

(18)

Этой высотой h поднятия жидкости в трубке П можно измерять манометрическое давление. Трубка П называется пьезометром («пьезо» - давлю по гречески).

Вычислим давление в н/м², соответствующее 1 м вод. ст. и 1 мм рт. ст. При высоте водяного столба h = 1 м давление р = ρgh = 9810 н/м². При высоте ртутного столба h= 1 мм давление р = ρgh = 133 н/м².

Для измерения вакуумметрического давления применяется вакуумметр (рис. 9).

Рис.9.

Допустим, что требуется определить вакуумметрическое давление в сосуде S, т. е. величину р_б - р_а, где р_а - абсолютное давление в этом со­суде. Присоединяем к сосуду изогнутую трубку Т, опущенную в жидкость. Применяя основное уравнение гидростатики для точки, располо­женной в трубке Т на уровне свободной поверхности жидкости в резервуаре, получим

Откуда

(19)

Таким образом, вакуумметрическому давлению будет соответствовать высота подъема h_вак жидкости в изогну­той трубке над уровнем в резервуаре.

Для измерения вакуумметрического давления применяются также приборы, действие которых подобно действию манометров. Прибор, предназначенный для измерения как манометрического, так и вакуумметрического давления, называется мановакуумметром.

ГЛАВА ВТОРАЯ