Новини освіти і науки:

G+

Тлумачний словник
Авто
Автоматизація
Архітектура
Астрономія
Аудит
Біологія
Будівництво
Бухгалтерія
Винахідництво
Виробництво
Військова справа
Генетика
Географія
Геологія
Господарство
Держава
Дім
Екологія
Економетрика
Економіка
Електроніка
Журналістика та ЗМІ
Зв'язок
Іноземні мови
Інформатика
Історія
Комп'ютери
Креслення
Кулінарія
Культура
Лексикологія
Література
Логіка
Маркетинг
Математика
Машинобудування
Медицина
Менеджмент
Метали і Зварювання
Механіка
Мистецтво
Музика
Населення
Освіта
Охорона безпеки життя
Охорона Праці
Педагогіка
Політика
Право
Програмування
Промисловість
Психологія
Радіо
Регилия
Соціологія
Спорт
Стандартизація
Технології
Торгівля
Туризм
Фізика
Фізіологія
Філософія
Фінанси
Хімія
Юриспунденкция

Поняття про напір та напірну площіну.

Нехай рідина займає закритий резервуар (рис. 10). На поверхню рідини діє тиск р₀, який перевищує атмосферний тиск р_ат (р₀> р_ат). Припустимо, що а рівні деякої точки А, розташованій на глибині h, у стінці судини зроблений отвір і до нього приєднана тонка скляна трубка з відкритим кінцем. Тому що тиск на поверхні рідини р₀> р_ат, то рідина в ній підніметься на деяку висоту h_p, яка називається в гідравліці п’єзометричною. Трубку, за допомогою якої можна вимірити цю висоту, називають п’єзометром. П’єзометрична висота h_p визначається із залежності р=р_ат+rgh_p, отже:

Рис. 10 Принцип дії п’єзометра.

Отже, п’єзометрична висота відповідає величині надлишкового тиску в точці А, тобто виражає величину манометричного тиску.

Якщо р₀=р_ат, то h_p=h. У даному випадку п’єзометрична висота буде дорівнювати глибині занурення точки в рідину.

При тиску на вільній поверхні в судині менше атмосферного (р₀<р_ат) у відкритому п’єзометрі рідина встановиться нижче точки А на величину h_p, яка називається вакууметричною висотою. Для її визначення установимо величину тиску з боку резервуара:

р = р₀+rgh+rgh_в.

З боку трубки цей тиск складе р_атм. Дорівняємо останні два вираження:

р_ат = р₀+rgh+rgh_в.

Отже:

Для визначення взаємного висотного розташування окремих точок у рідині можна використовувати горизонтальну площину, проведену на довільній висоті і яку називають площиною порівняння. Вертикальна відстань розглянутої точки, від площини порівняння називається геометричною висотою точки над площиною порівняння і позначається z.

Отже, щоб установити взаємне висотне розташування двох точок А і А₁, потрібно визначити різницю геометричних висот цих точок:

Dz = z₁ –z₂.

Різниця Dz не залежить від положення площини порівняння. Встановимо поняття про гідростатичний і п’єзометричний напори. Для цього розглянемо закритий резервуар (рис. 11) з рідиною, на яку діє тиск р₀ більше атмосферного. Розглянемо в рідині дві точки 1 і 2. Оскільки взаємне розташування точок характеризується геометричними висотами, то виберемо площину порівняння і відзначимо геометричні висоти точок z₁ і z₂. Точки 1 і 2 знаходяться на глибині занурення відповідно h₁ і h₂. На рівнях точок 1 і 2 установлені запаяні зверху скляні трубки, з яких викачане повітря.

Рис. 11 П’єзометричні та вакууметричні висоти в рідині.

Вважаючи, що тиск у трубці дорівнює нулю, можна вважати, що рідина в них підніметься на деякі висоти і , що відповідають величинам абсолютного тиску в точках.

Користуючись основним рівнянням гідростатики, напишемо умови рівноваги для двох точок 1 і 2:

та

Отже висоти будуть:

і .

Як можна бачити (рис. 11), сума геометричної висоти точки z і висоти , для будь-якої точки рідини є величина постійна:

z₁ +=z₂+=const

Сума геометричної висоти точки z і висоти, що відповідає абсолютному тиску рідини в даній точці , називається гідростатичним напором в точці і позначається через Н_s:

(12)

Припустимо тепер, що замість запаяних зверху трубок (рис. 11) встановлені п’єзометричні трубки. У цьому випадку рідина в них підніметься на п’єзометричні висоти та . Тому і у попередньому випадку, сума геометричної висоти z і п’єзометричної висоти для всіх точок рідини є постійною.

Сума геометричної висоти точки і п’єзометричної висоти точки, що відповідає надлишковому тиску, називається п’єзометричним напором у даній точці рідини і позначається через Н_р:

. (13)

Припустимо тепер, що в закритому резервуарі (рис. 11) в області точки 1 встановлена запаяна трубка, з якої викачане повітря. Під дією гідростатичного тиску деяка кількість рідини G підніметься по трубці на висоту , а щодо площини порівняння 0-0 рідина буде знаходитися на висоті . Рідина, що піднялася, буде мати деякий запас потенційної енергії:

Якщо визначити питому енергію е, тобто енергію, яка міститься в одиниці ваги рідини, то можна записати:

Таким чином, гідростатичний напір з енергетичної точки зору являє собою питому потенційну енергію щодо обраної площини порівняння. При цьому частина питомої потенційної енергії, створення якої пов'язано з висотним розташуванням точки 1, називається питомою потенційною енергією положення, а частина питомої потенційної енергії , що залежить від абсолютного тиску в точці 1, називається питомою потенційною енергією тиску.

Все наведене про гідростатичний напір справедливо і для п’єзометричного напору, що відрізняється від гідростатичного на величину . Тому що гідростатичний і п’єзометричний напори постійні для всіх точок рідини, то рівні рідини у всіх п’єзометричних трубках будуть розташовуватися в одній горизонтальній площині, що називається напірною. Горизонтальна площина, проведена на висоті гідростатичного напору називається площиною гідростатичного напору, а горизонтальна площина, проведена на висоті п’єзометричного напору – площиною п’єзометричного напору.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Види тиску.	\|	Сполучені посудини.

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.006 сек.