1. Цель работы.

Экспериментальное исследование закона Паскаля с применением основного закона гидростатики в трубе переменного сечения.

2. Закон паскаля. Понятие о манометрическом, вакууметрическом, абсолютном давлении.

Из основного уравнения гидростатики

(2.1)

следует, что всякое изменение внешнего давления на свободной поверхности жидкости, находящейся в равновесии, передается одинаково всем частицам жидкости по всем направлениям (закон Паскаля):

, (2.2)

где: z – геометрическая высота, определяемая расстоянием от плоскости сравнения до точки на свободной поверхности жидкости z₀ или до рассматриваемой точки в жидкости z₁:

p₀ и p₁ – давление на свободной поверхности и в рассматриваемой точке соответственно;

γ – удельный вес жидкости;

- пьезометрическая высота;

Δp – изменение давления.

Из уравнения (2.2) следует, что

, (2.3)

где h = (z₀ - z₁)

Д авления p₀ и p₁ в уравнении (1.3) являются абсолютными, т.к. отсчитываются по абсолютной шкале, имеющей начало отсчета, равное нулевому давлению (рис.1.1.).

Рис. 2.1. Шкала абсолютного, манометрического и

вакуумметрического давлений.

Превышение давления над атмосферным называется избыточным или манометрическим. Отсчет по шкале избыточных давлений начинается от давления, равного атмосферному. Если из левой и правой частей уравнения (2.3) вычесть величину атмосферного давления p_атм то получим уравнение гидростатики для манометрического давления:

(2.4)

По шкале вакуума отсчет давления ведется от p_атм в сторону уменьшения давления (рис.2.1). Вакуумом называется недостаток абсолютного давления до атмосферного.

3. Программа работы.

1. Определить абсолютное давление в четырех точках трубы переменного сечения при изменении давления в расходном бачке.

2. Определить разность давления в каждой точке.

4. Описание установки.

Рабочий участок гидростенда (рис.1.2) для данной лабораторной работы представляет собой изогнутую трубу переменного сечения. Для определения гидростатического давления в различных сечениях трубы используются пьезометры.

Р ис.2.2. Рабочий участок гидростенда.

5. Порядок выполнения работы.

1. Включаем насос, закрываем вентиль 17 (см. описание гидростенда), вентилем 8 устанавливаем максимальное давление в расходном бачке (не более 20 делений манометра).

2. Записываем показания пьезометров h в сечениях 1, 2, 3, 4 и показание манометра n.

3. Выключаем насос.

4. Вентилем 8 уменьшаем давление в расходном бачке и повторяем измерения. Исследования проводятся для четырёх значений давления.

5. Определяем давление по манометру

где n – деление манометра;

– показание барометра (можно принять = _{100000 Па) .}

6. Определяем давление в сечениях трубы

,

где p₀ – давление на поверхности жидкости (для открытой трубки можно принять равным );

y_i – расстояние от оси трубы до нуля на пьезометрическом щите:

y₁=8 см; y₂=8,5 см; y₃=9 см; y₄=-2 см.

7. Находим разность давления в соответствующих сечениях трубы:

8. Результаты исследований заносим в табл. 2.1. и делаем выводы об их соответствии закону Паскаля.

Таблица 2.1

№ опыта

показания манометра

Давление манометра, Па

Показания пьезометров, м

Давление в трубе, Па

pман

∆pман

h1

h2

h3

h4

p1

∆р1

р2

∆р2

р3

∆р3

р4

∆р4

1

2

3

4