11. Понятие абсолютного и избыточного давления. Пьезометрическая высота. Вакуум.

При измерении давления можно в качестве начала отсчета брать давление, равное 0. Тогда измеренное давление называют абсолютным. Если же давление измеряется относительно атмосферного, то такое давление называют избыточным. Таким образом, Может случиться так, что абсолютное давление меньше атмосферного, например, под поршнем в цилиндре. В этих случаях говорят не об избыточном давлении, а о разрежении, вакууме или вакуумметрическом давлении. Чтобы не иметь дело с отрицательными величинами, величина вакуумметрического давления определяется как разность атмосферного и абсолютного давления:

Как видно из формулы, при максимальным значением вакуумметрического давления является давление, равное атмосферному. Строго говоря, абсолютное давление не может быть равно 0, его минимум – это давление насыщенных паров жидкости, но для нелетучих жидкостей эта величина незначительная, поэтому, в первом приближении, допустимо принять. Пьезометрическая высотапредставляет собой высоту столба данной жидкости, создающего своим весом давление. Ее можно не только рассчитать, но и измерить прибором, называемым пьезометром, который представляет собой вертикальную стеклянную трубку, верхний конец которой открыт в атмосферу, а нижний присоединен к емкости, в которой измеряется давление (Рис. 6).

Применяя основное уравнение гидростатики для пьезометра, получим:

где – абсолютное давление, тогда:

а пьезометрическая высота где– избыточное давление в точке присоединения пьезометра.

В случае величинаносит наименование вакуумметрической высоты.

Очевидно, что если на свободную поверхность покоящейся жидкости действует атмосферное давление, то пьезометрическая высота для любой точки объема равна глубине ее расположения. Исторически сложилось так, что давление иногда задают высотой столба той или иной жидкости, хотя правильно было бы говорить не о давлении, а о пьезометрической высоте или напоре. Известно, что давление, равное одной физической атмосфере, создается столбом ртути в 760 мм. Вычислим его значение:

12.1 Приборы для измерения давления.

Для измерения давления в капельных жидкостях и газах применяются жидкостные, механические, электрические и комбинированные приборы. Измерения положительной разности между абсолютным и атмосферным давлениями производятся манометрами. Прибор, предназначенный для измерения положительной разности между атмосферным давлением и абсолютным, называется вакуумметром. Мановакуумметрами могут измерять как избыточное, так и вакуумметрическое давление. Дифференциальный манометр предназначен для измерения разности давлений в двух точках. Жидкостные приборы основаны на использовании основного уравнения гидростатики:где- абсолютное;- внешнее;- весовое давление;- плотность жидкости, применяемой в приборе.называется пьезометрической высотой. В случаевеличинаносит наименование вакуумметрической высоты.

Пьезометр применяется для измерения избыточного давления и представляет собой стеклянную, установленную строго вертикально трубку с открытым в атмосферу верхним концом. Нижний конец трубки соединяется с местом измерения давления. Под действием давления жидкость в трубке поднимается на высоту , измеряемую по линейной шкале.

Величина избыточного давления в любой точкежидкости определяется по зависимостигде- плотность жидкости;- показание пьезометра;- глубина точкипод уровнем нуля шкалы прибора. Пьезометрическая высота в точкеравна. U-образный мановакуумметр представляет собой U-образную стеклянную трубку 1, заполненную до некоторого уровня рабочей жидкостью, более тяжелой, чем жидкость, давление которой измеряется. Одно из колен трубки соединяется с местом измерения, другое открыто в атмосферу. Если давлениена уровне рабочей жидкости в левом колене больше атмосферного, то под его действием жидкость в левом колене опустится, а в правом поднимется. Если давлениеменьше атмосферного, то жидкость в левом колене поднимется, а в правом опустится. Разностьвысот уровней жидкости в коленах является показанием прибора. Избыточноеи вакуумметрическоедавление в произвольной точкежидкости находятся по зависимостям: