Избыточное и вакуумметрическое давление

В технических приложениях давление обычно называют абсолютным давлением. Кроме того, вводят так называемое избыточное давление и вакуум, определение которых осуществляется по отношению к атмосферному давлению.

Если давление больше атмосферного ( ), то превышение давления над атмосферным называют избыточным давлением:

;

если давление меньше атмосферного, то недостаток давления до атмосферного называют вакуумом (или вакууметрическим давлением):

.

Очевидно, что обе эти величины – положительные. Например, если говорят: избыточное давление равно 2 атм., то это означает, что абсолютное давление равно . Если говорят, что в сосуде вакуум составляет 0,3 атм., то это означает, что абсолютное давление в сосуде равно и т.д.

2. Жидкости. Гидростатика

2.1. Физические свойства жидкостей

Капельные жидкости – это сложные системы, обладающие многими физико-химическими свойствами. Нефтяная и нефтехимическая промышленность, помимо воды, имеет дело с такими жидкостями, как сырая нефть, светлые нефтепродукты (бензины, керосины, дизельные и печные топлива и т.п.), различные масла, а также с другими жидкостями, являющимися продуктами переработки нефти. Остановимся, прежде всего, на тех свойствах жидкости, которые важны для изучения гидравлических проблем транспорта и хранения нефти и нефтепродуктов.

Плотность жидкостей. Свойства сжимаемости и теплового расширения

Каждая жидкость при некоторых стандартных условиях (например, атмосферном давлении и температуре 20⁰С) имеет номинальную плотность . Например, номинальная плотность пресной воды составляет 1000 кг/м³, плотность ртути равна 13590 кг/м³, сырых нефтей 840-890 кг/м³, бензинов 730-750 кг/м³, дизельных топлив 840-860 кг/м³. В то же время плотность воздуха составляет кг/м³, а природного газа кг/м³.

Однако при изменении давления и температуры плотность жидкости изменяется: как правило, при увеличении давления или уменьшении температуры она увеличивается, а при уменьшении давления или увеличении температуры она уменьшается.

Упругие жидкости

Изменения плотности капельных жидкостей обычно невелики по сравнению с номинальным значением ( ), поэтому для описания свойств их сжимаемости в ряде случаев используют модель упругой жидкости. В этой модели плотность жидкости зависит от давления согласно формуле

, (2.1)

в которой коэффициент называют коэффициентом сжимаемости ; плотность жидкости при номинальном давлении . Эта формула показывает, что превышение давления над ведет к увеличению плотности жидкости, в обратном случае – к уменьшению.

Используется также модуль упругости К (Па), который равен . В этом случае формула (2.1) записывается, как

. (2.2)

Средние значения модуля упругости для воды Па, нефти и нефтепродуктов Па. Отсюда следует, что отклонения плотности жидкости от номинальной плотности крайне незначительны. Например, если МПа ( атм.), то для жидкости с кг/м³ отклонение составит 2,8 кг/м³.