7. Эпюры гидростатического давления

Эпюры гидростатического давления - графическое изображение распределения ГСД на плоские фигуры.

Р ассмотрим распределение нормальных напряжений (ГСД) на плоскую стенку резервуара с жидкостью (рис. 16). Пусть на поверхности жидкости действует атмосферное давление.

Рисунок 16 - Эпюра гидростатического давления.

Давление на контур АВСДЕ справа будет равно атмосферному.

Слева на контур АВ действует атмосферное давление, а на контур ВСДЕ действует заполняющая резервуар жидкость и атмосферное давление, которое уравновешивается справа.

Тогда эпюру ГСД можно представить в следующем, рассчитав избыточные давления в точках В, С, Д, Е.

; ; .

Представив избыточные давления в каждой точке векторами в определенном масштабе, с учетом второго свойства ГСД строим эпюру, откладывая значения давлений в точках по нормали к стенке.

Эпюра ГСД на стенку ВС представляет собой треугольник, т.к. изменение давления по глубине линейно. Эпюра давления на стенку СД будет представлять собой трапецию, т.к. в точке С давление , а давление в точке Д . Эпюра давления на дно ЕД будет прямоугольником, т.к. .

Рассмотрим более сложный случай, когда плоская стенка подвержена давлению жидкости с двух сторон. С левой стороны глубина равна , а с правой - (рис. 17). В этом случае эпюры будут представлять собой два треугольника: слева - высотой с основанием , справа высотой , с основанием .

Рис.17. Эпюры гидростатического давления

Суммарная эпюра получится графическим вычитанием эпюр. На рисунке 17 она представлена в виде трапеции АМNС.

8. Виды давления и приборы для его измерения.

Гидростатическое давление делится на полное или абсолютное, избыточное (манометрическое) и недостаточное (вакуумметрическое).

Полное или абсолютное гидростатическое давление в любой точке или сечении жидкости равно внешнему давлению на ее свободной поверхности , сложенному с давлением столба жидкости , у которого основание равно единице площади, а высота - глубине погружения точки или сечения в жидкость.

Разность между абсолютным гидростатическим и атмосферным давлением называется избыточным или манометрическим давлением, характеризующим избыток давления по сравнению с атмосферным.

Т.е. ,

.

Если на поверхности жидкости давление больше атмосферного, то избыточное давление в рассматриваемом случае будет равно:

таким образом, избыточное давление в ном случае создается как за счет веса столба жидкости , так и за счет разности давлений .

Вакуумом (вакуумметрическим давлением) называется разность между атмосферным и абсолютным давлением, характеризующая недостаток давления до окружающего атмосферного:

.

Вакуумом (вакуумметрическим давлением) называется разность между атмосферным и абсолютным давлением, характеризующая недостаток давления до окружающего атмосферного:

.

Для измерения давления применяют различные приборы, которые можно подразделить на две основные группы: жидкостные и механические.

Простейшим прибором является пьезометр, измеряющий давление в жидкости высотой столба той же жидкости. Он представляет собой стеклянную трубку, открытую с одного конца (трубка на рис. 14а). Пьезометр - очень чувствительный и точный прибор, однако он удобен только при измерении небольших давлений, в противном случае трубка получается очень длинной, что осложняет его применение.