что такое пьезометрическая высота

Пьезометрическая высота. Вакуум. Измерение давления

Пьезометрическая высота. Вакуум. Измерение давления

Пьезометрическая высота. Вакуум. Измерение давления. В этом абзаце, на Луне. В 1.8 и 1.9 мы продолжаем изучать равновесие и гравитацию в частном случае наиболее важного жидкого равновесия-где массовая сила занимает только 1 место. высота пьезометра, равная p / (p#), является высотой столба определенной жидкости, соответствующей определенному давлению p * (абсолютному или избыточному).Можно определить пьезометрическую высоту, соответствующую избыточному давлению Л Пьезоэлектрический измеритель-самый простой прибор для измерения давления.

Пьезометр представляет собой вертикальную стеклянную трубку, верхний край которой открыт в атмосферу, а нижний конец соединен с сосудом, в котором измеряется давление(Рис.1.9). Людмила Фирмаль

Например, определенная техническая атмосфера = rDraodYa) » r / Tvod-Yu 000/1000 = 10 м воды. Искусство. RARrtyo-Р л85 / ург = 10,000 / 13,600 = 0.735 МГН искусства. Двадцать одни Говорят, что существует вакуум, или электронный вакуум, когда абсолютное давление жидкости или воды в бассейне ниже атмосферного давления. Отрицательное давление считается вакуумом или значением вакуума. Рак-па-ПАКК или БК =(па-па БС)/(П ^）Например, используйте трубу с прочно закрепленным поршнем, поместите нижний конец ее в емкость с жидкостью и постепенно поднимите поршень(рис. 1D0).Жидкость следует за поршнем и поднимается от Свободного до определенной высоты Н Рисунок 1.10 всасывание банки-рисунок 1.11.

Поэтому, за исключением давления насыщенного пара ЛША * = Ра /(П) = Ра /? При нормальном атмосферном давлении(0,1033 МПа) высота Ата составляет 10,33 м с водой, 13,8 м с бензином (Р = 750 кг / м3, 0,760 м с ртутью и др.). Двадцать два Простейшим прибором для измерения вакуума является стеклянная трубка, показанная на рисунке. 2 в одной версии 1.11.Вакуум жидкости а можно измерить с помощью 11-образных трубок (см. рисунок справа) или перевернутой трубки СН. «» В гонке. 1.12-это показатель манометра жидкости. Так называемый 11-образный манометр (рис. 1.12, а) представляет собой изогнутую стеклянную трубку, содержащую ртуть.

Помимо пьезометров, для измерения давления жидкостей и газов в лабораторных условиях используются жидкостные и механические манометры. Людмила Фирмаль

Смотрите также:

Возможно эти страницы вам будут полезны:

Образовательный сайт для студентов и школьников

Копирование материалов сайта возможно только с указанием активной ссылки «www.lfirmal.com» в качестве источника.

© Фирмаль Людмила Анатольевна — официальный сайт преподавателя математического факультета Дальневосточного государственного физико-технического института

Источник

Пьезометрическая высота

Из формулы (2.15) следует, в частности, что любое превышение давления над давлением можно заменить эквивалентным давлением столба жидкости с плотностью , если высоту этого столба определить формулой

. (2.16)

Поверхность, проходящая через уровень жидкости в пьезометре, является пьезометрической поверхностью (на рис. 2.6 обозначена п.п.). Величину называют пьезометрической высотой, соответствующей давлению .

Рис. 2.6. К определению понятия пьезометрическая высота

В этом смысле любое давление в несжимаемой жидкости можно измерять высотой столба этой жидкости. Для того чтобы рассчитать давление, соответствующее пьезометрической высоте , достаточно умножить эту высоту на множитель , т.е. положить .

Если на свободной поверхности жидкости давление больше атмосферного, то пьезометрическая плоскость расположена выше свободной поверхности (рис. 2.7а). Абсолютное давление на свободной поверхности определяется формулой

.

Если давление на свободной поверхности жидкости меньше атмосферного, то пьезометрическая плоскость расположена ниже свободной поверхности (рис. 2.7б). Абсолютное давление на свободной поверхности определяется формулой

.

При пьезометрическая плоскость совпадает со свободной поверхностью (рис. 2.7в).

а	б	в

Рис. 2.7. Различные случаи расположения пьезометрической плоскости по отношению к свободной поверхности жидкости

Пример 1. Какой высоты должен быть столб воды , чтобы создать дополнительное давление, равное 1 атм. (98100 Па)?

Решение.Согласно формуле (2.16) имеем:

Итак, 10 м водяного столба эквивалентны давлению в одну атмосферу. Иными словами, давление 1 атм. соответствует пьезометрической высоте 10 м.

Пример 2. Какой высоты должен быть столб нефти , чтобы создать дополнительное давление, равное 1 атм. (98100 Па)?

Решение.По формуле (2.16) находим:

(м).

Иными словами, одной атмосфере соответствует пьезометрическая высота 11,24 м столба нефти с плотностью .

Пример 3. Какой высоты должен быть столб ртути , чтобы создать дополнительное давление, равное 1 атм. (98100 Па)?

Решение.По формуле (2.16) находим:

или 736 мм.

Следовательно, 736 мм ртутного столба (рт.ст.) эквивалентны давлению в 1 атм.

Пример 4. Какой высоты должен быть столб ртути , чтобы создать стандартное давление, равное 101325 Па?

Решение.По формуле (2.16) находим:

или 760 мм.

Таким образом, так называемое стандартное давление 760 мм рт. ст., широко используемое в газовой промышленности, равно 101325 Па.

Источник

Пьезометрическая высота. Вакуум. Измерение давления

Пьезометрическая высота, равная , представляет собой высоту столба жидкости, соответствующую данному давлению p (абсолютному или избыточному).

Пьезометрическую высоту, соответствующую избыточному давлению, можно наблюдать в так называемом пьезометре – простейшем устройстве для измерения давления. Пьезометр представляет собой вертикальную стеклянную трубку, верхний конец которой открыт в атмосферу, а нижний присоединен к тому объему жидкости, где измеряется давление (рис. 2.3).

Применяя формулу (2.1) к жидкости, заключенной в пьезометре, получим

где pабс – абсолютное давление в жидкости на уровне присоединения пьезометра;
pa – атмосферное давление.

Отсюда высота подъема жидкости в пьезометре равна
(2.3)
где pизб – избыточное давление на том же уровне.

Очевидно, что если на свободную поверхность покоящейся жидкости действует атмосферное давление, то пьезометрическая высота для любой точки рассматриваемого объема жид­кости равна глубине расположения этой точки.

Часто давление в жидкостях или газах численно выражают в виде соответствующей этому давлению пьезометрической высоты по формуле (2.3). Например одной технической атмосфере соответствуют 10 м вод. ст. или 735 мм рт. ст. Если абсолютное давление в жидкости или газе меньше атмосферного, то говорят, что имеет место разрежение, или вакуум. За величину разрежения, или вакуума принимается недостаток до атмосферного давления

или

Рис. 2.4

Возьмем, например, трубу с плотно пригнанным к ней поршнем, опустим нижний ее конец в сосуд с жидкостью, и будем постепенно поднимать поршень (рис. 2.4).

Жидкость будет следовать за поршнем и вместе с ним поднимется на некоторую высоту h от свободной поверхности с атмосферным давлением. Так как для точек, расположенных под поршнем, глубина их погружения относительно свободной поверхности отрицательна, то согласно уравнению (2.1), абсолютное давление жидкости под поршнем
(2.4)
а величина вакуума

По мере подъема поршня абсолютное давление жидкости под поршнем уменьшается. Нижним пределом абсолютного давления в жидкости является нуль, а максимальное значение вакуума численно равно атмосферному давлению, поэтому максимальная высота всасывания жидкости определится из уравнения (2.4), если в нем положить p = 0 (точнее, p = pn). Таким образом, без учета упругости паров
2.5)
При нормальном атмосферном давлении (1,033 кГ/см2) высота hmax равна: для воды 10,33 м, для ртути 760 мм.

Рис. 2.5

Простейшим устройством для измерения вакуума может служить стеклянная трубка, показанная на рис. 2.5 в двух вариантах.

Вакуум в жидкости может измеряться либо с помощью U – образной трубки, либо путем использования перевернутой U – образной трубки, один конец которой опущен в сосуд с жидкостью.

Для измерения давления жидкостей и газов помимо пьезометров пользуются манометрами, которые делятся на жидкостные, механические и электрические. Подробные сведения о данных приборах можно найти в специальной литературе.

Источник

Пьезометрическая высота. Вакуум. Измерение давления

В данном параграфе, продолжим рассмотрение важнейшего частного случая равновесия жидкости, равновесие в поле лишь одной массовой силы, силы тяжести.

Пьезометрическая высота, равная , представляет собой высоту столба данной жидкости, соответствующую данному давлению (абсолютному или избыточному). Пьезометрическую высоту, соответствующую избыточному давлению, можно определить по пьезометру простейшему устройству для измерения давления. Пьезометр представляет собой вертикальную стеклянную трубку, верхний конец которой открыт в атмосферу, а нижний присоединен к емкости, в которой измеряется давление (рис. 1.5).

Применяя формулу к жидкости, заключенной в пьезометре, получим

.

где — абсолютное давление в жидкости на уровне присоединения пьезометра; — атмосферное давление.

Отсюда высота подъема жидкости в пьезометре

), (2.9)

где р_изб — избыточное давление на уровне присоединения пьезометра. Очевидно, что если на свободную поверхность покоящейся жидкости действует атмосферное давление, то пьезометрическая высота для любой точки рассматриваемого объема жидкости равна глубине расположения этой точки.

Часто Давление в жидкостях или газах численно выражают в виде соответствующей этому давлению пьезометрической высоты по формуле (2.9). Если абсолютное давление в жидкости или газе меньше атмосферного, то говорят, что имеет место разрежение, или вакуум. За величину разрежения, или вакуума, принимается недостаток до атмосферного давления:

или

Простейшим устройством для измерения вакуума может служить стеклянная трубка, показанная на рис. 1.6 в двух вариантах. Вакуум в жидкости А можно измерять при помощи U-образной трубки (см. рисунок справа) или перевернутой U-образной трубки, один конец которой опущен в сосуд с жидкостью (см. рисунок слева).

Для измерения давления жидкостей и газов в лабораторных условиях помимо пьезометра пользуются жидкостными и механи­ческими манометрами.

Чашечный манометр удобнее описанного выше тем, что при пользовании им необходимо фиксировать положение лишь одного уровня жидкости (при достаточно большом диаметре чашки по сравнению с диаметром трубки уровень жидкости в чашке можно считать неизменным).

Для измерения разности давлений в двух точках служат дифференциальные манометры, простейшим из которых является U-образный манометр. Если при помощи такого манометра, обычно заполняемого ртутью, измерена разность давлений и в жидкости плотностью , которая полностью заполняет соединитель­ные трубки, то

.

Для измерения малых перепадов давления воды применяют двух-жидкостный микроманометр, представляющий собой перевернутую U-образную трубку с маслом или керосином в верхней части.

Для измерения давлений более 0,2 — 0,3 МПа применяют механи­ческие манометры — пружинные или мембранные. Принцип их действия основан на деформации полой пружины или мембраны под действием измеряемого давления. Через механизм эта деформация передается стрелке, которая показывает величину измеряемого давления на циферблате.

Наряду с механическими манометрами применяют электрические манометры. В качестве чувствительного элемента (датчика) в электроманометре используют мембрану. Под действием измеряемого давления мембрана деформируется и через передаточный механизм перемещает движок потенциометра, который вместе с указателем включен в электрическую схему.

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник

Пьезометрическая высота, отвечающая избыточному давлению в точке.

Рассмотрим точку n (рис. 2-9); приключим к этой точке тонкую стеклянную трубку П открытого типа. В этой трубке горизонт жидкости, благодаря действию давления p_A в точке n, также поднимется на некоторую высоту h_изб. Однако h_изб будет меньше h_A (относящегося к точке n), так как в случае открытой трубки жидкость в ней будет встречать противодавление со стороны атмосферы. Рассматривая точку n, можем сказать, что:

а) со стороны жидкости в сосуде на точку n действует давление

б) со стороны жидкости в трубке на точку n действует давление

Так как давления слева и справа на точку должны быть равными, то получаем:

hизб = =

Легко доказать следующие два положения:

1) разность высот стояния горизонтов жидкости в трубках П₀ и П всегда равна p_a/γ;

ВАКУУМ

Выше рассматривался случай, когда абсолютное давление в точке больше атмосферного. Обратимся теперь к случаю, когда p_A ‹ p_a. Положим, что таким давлением характеризуется точка m, показанная на рис. 2-10. Давление в точке т при условии p_A ‹ p_a можно измерить с помощью так называемого обратного пьезометра, или, что то же, вакуумметра, представляющего собой изогнутую трубку V.

Очевидно, горизонт жидкости в такой трубке опустится ниже точки т; заглубление точки т по отношению к горизонту жидкости в трубке V будет отрицательным (h_вак на рис. 2-10).

а) давление в точке т со стороны жидкости в сосуде равно

б) давление в точке т со стороны жидкости в трубке V равно

Соединяя знаком равенства два приведенных выражения, получим:

hизб =

где р – избыточное давление в точке n (2-53)

2) единицами длины (единицами высоты) вертикального столба жидкости, характеризуемой определенной величиной γ;

3) в долях атмосферного давления (в обычных условиях вакуум не может быть больше того давления, которое развивает в данном месте атмосфера).

Если в данной точке вакуум равен, например, 4 м вод. ст., то это значит, что абсолютное давление в этой точке равно 6 м вод. ст.

В § 1-4, п. 6 было рассмотрено поднятие жидкости в капиллярной трубке К (см. рис. 1-5).

Рис. 2-11. Высота капиллярного поднятия /г_{к п} жидкости в трубке К Заштрихованы эпюры гидростатического, давления: положительного и отрицательного (по отношению к атмосферному давлению)

h_изб = =

для линии АЕ представится треугольником ADE.

Поскольку в данном случае вакуум образуется за счет разности давлений плоской и вогнутой поверхностных пленок, то он, вообще говоря, может быть и больше одной атмосферы.

Источник