3.4. Пьезометрическая высота.

Пьезометрической высотой называется заглубление точки измерения относительно пьезометрической плоскости.

3.5. Вакуум.

Жидкость будет следовать за поршнем и с ним поднимется на некоторую высоту от свободной поверхности с атмосферным давлением. Давление под поршнем будет уменьшаться

а) Для точек, расположенных под свободной поверхностью воды давление определится по формуле для гидростатического закона P_абс= Р_ат+( Z₀ –Z₂) ρg,

при этом Z₀ > Z₂ и разность положительна( Z₀ –Z₂)>0.

б) Z₁ > Z₀ разность(Z₀ – Z₁)< 0 отрицательна, согласно уравнению

P_абс= Р_ат + ( Z₀ –Z₁) ρg = Р_ат - ρgh₁, ,

h₁=hвак = (Рат — Рабс) /(ρg). (3.10)

По мере подъема поршня абсолютное давление жидкости под ним уменьшается. Нижним пределом для абсолютного давления в жидкости является ноль.

Максимальное значение вакуума численно равно атмосферному давлению, поэтому максимальную высоту всасывания жидкости можно определить по уравнению (3.10), если в нем положить Рабс =0. Таким образом,

H_mах=Рат/(ρg) = Рат/γ.

3.5.1. Измерение вакуума

Вакуум в жидкости А можно измерять при помощи U-образной трубки (на рис.3.8) или перевернутойU-образной трубки, один конец которой опущен в сосуд с жидкостью (см. рисунок слева).

3.6. Приборы для измерения давления.

3.6.1. U-образный манометр

Р_м = h₁ρ₁g + h₂ρ₂g.

3.6.2. Чашечный манометр

Р_аб = Р_ат + ρ_ртgh

Р_A = Р_ат + ρ_ртgh- ρgh₀

3.6.3. Для измерения разности давлений в двух точках служат дифференциальные манометры, простейшим из которых является U-образный манометр (рис.3.11а).

Если при помощи такого манометра, обычно заполняемого ртутью, измерена разность давлений Р₁иP₂в жидкости плотностью ρ, которая полностью заполняет соединительные трубки, то

Р₁-Р₂= hg(ρ_рт – ρ).

Для измерения малых перепадов давления применяют двухжидкостный микроманометр, представляющий собой перевернутую U- образную трубку, заполненную маслом или керосином в вёрхней части (рис.3.11б).

Р₁-Р₂= hg(ρ₂ – ρ₁).

3.6.7. Манометры с упругим чувствительным элементом.

4.1. Сила давления жидкости па плоскую стенку

Давление жидкости на плоскую стенку, наклоненную к горизонту под произвольным углом α, определяется по основному уравнению гидростатики Р=Р₀+hρg

δFж = P*δS =(P₀ + ρhg) δS = P₀*δS + ρhg*δS,

где Р₀— давление на свободной поверхности,h— глубина расположения площадкиδS.

Переходя к пределу при стремлении площадки δS→0, получим выражение

,

где у — координата площадки dS,h = у*Sinα.

Интеграл представляет собойстатический момент площади S относительно оси Ох, который равен произведению площадиSна координату у_сее центра тяжести - точки С:

Усилие давления жидкости на плоскую, наклоненную стенку равно

Fж = P₀S+ρg(y_c Sinα) S = P₀S+ρgh_cS, (4.1)

здесь h_c = (y_cSinα)— глубина расположения центра тяжести площадиS.

Fж = ρg (H₀ +h_c)S = P_cS, (4. 2)

Сила давления жидкости Fж =ρgh_cS –это вес объемаV =h_cSжидкости.

Полная сила давления жидкости Fж на плоскую стенку равна произведению площади стенки S на гидростатическое давление Р_с в центре тяжести этой площади.

1. когда давление Р₀является атмосфернымF_{изб ж} = P_cS= ρgh_cS.

2. давление Р₀может существенно отличаться от атмосферного

F= F₀ + Fж = (P₀+Pс)S.