Меню

Чему равно избыточное давление в точке а

Абсолютное и избыточное давления. Вакуум

Абсолютным давлением рабсназывается гидростатическое давление, определяемое по формуле (1). Из этой формулы следует, что абсолютное давление складывается из двух составляющих: внешнего давления р, передаваемого жидкостью по закону Паскаля, и давления, определяемого произведением у/г. Вторую составляющую называют относительным или, если на свободной поверхности жидкости действует атмосферное давление, избыточным давлением.Исходя из этого формулу (1) можно записать в следующем виде: рабс = ро + ризб или рабс/ γ = ро/ γ + ризб/ γ

где избыточное давление риз6 =gh.

Из последнего равенства следует, что избыточное давление изменяется в зависимости от глубины по линейному закону. В координатах p/g —h такому изменению соответствует биссектриса координатного угла (рис. 3).

Рис.3 Эпюра распределения

гидростатического давления по высоте.

Абсолютное давление не может быть отрицательным, так как жидкость не сопротивляется растяжению, т. е. рабс > О (или ра6с /g >0).

Избыточное давление, представляющее собой разность ра6с р может быть как больше, так и меньше нуля, т.е. ризб 0 (или rизб /γ 0).

Отрицательное избыточное давление называют вакуумом,или вакуумметрическим давлением, т.е. —ризб = рвак или . —ризб/γ =h вак

где hвак — вакуумметрическая высота.

Из приведенных выше формул следует: h вак = —ризб/γ = ( ро — рабс)/ γ

т.е. вакуумметрическая высота возрастает с уменьшением абсолютного давления и достигает максимума, когда ра5с = 0 (отрицательным абсолютное давление быть не может): h вак max = r /g.

Пример 1.Определить избыточное давление в забое скважины глубиной h = 85 м, которая заполнена глинистым раствором плотностью р = 1250 кг/м 3 .

Решение. Избыточное давление

Пример 2.Определить избыточное давление воды в трубе по показаниям батарейного ртутного манометра. Отметки уровней ртути от оси трубы (рис. 2.22): z, = 1,75 м; z2 = 3 м; z3 = 1,5 м; z4 = 2,5 м.

Решение.

Батарейный ртутный манометр состоит из двух последовательно соединенных ртутных манометров. Давление воды в трубе уравновешивается перепадами уровней ртути, а также перепадами уровней воды в трубках манометра. Суммируя показания манометра от открытого конца до присоединения его к трубе, получим:

где rВ — плотность воды (рв = 1000 кг/м 3 ); ррт — плотность ртути (ррт= 13 600 кг/м 3 ).

Подставив заданные значения, получим

rИЗБ= 13 600-9,81(2,5 — 1,5) — 1000-9,81(3- 1,5) + 13 600 ·9,81(3- 1,75) + 1000-9,81 1,75 @ 0,303 • 10 6 Па = 0,3 МПа.

Пример 3.Определить силу суммарного давления воды на плоский щит, перекрывающий канал (рис. 2.23), и усилие, которое необходимо приложить для подъема щита. Ширина канала b = 1,8 м, глубина воды в нем И = 2,2 м. Вес щита G = 15 кН. Коэффициент трения щита по опорам f= 0,25.

Решение.Сила суммарного давления на щит

Построим эпюру избыточного гидростатического давления. В точке В гидростатическое давление рв = pgh.

Отложим от точки В в направлении, перпендикулярном щиту, отрезок, равный рв (со стороны действия давления), и соединим начало полученного вектора (точку С) с точкой А. Полученный треугольник ABC — эпюра гидростатического давления.

По эпюре гидростатического давления определим силу суммарного давления на щит, которая равна объему этой эпюры:

Полученная формула одинакова с ранее написанной. Подставив в эту формулу заданные значения, получим

Р = 1000• 9,81 · 2,2 2 -1,8:2 = 42,7 • 10 3 Н « 42,7 кН. Усилие, необходимое для подъема щита,

Т= G+fP= 15 + 0,25-42,7 = 25,7 кН.

Практическая работа № 3.

Тема: Расчет гидравлического пресса.

Цель работы: Ознакомиться с устройством гидравлического пресса;научиться определять усилие прессования.

1. Начертить схему гидравлического пресса.

2. Пояснить принцип работы гидравлического пресса.

3. Определить усилие прессования (η=0,8).

Данные для расчета взять из таблицы.

Вариант F,H D,мм d,мм а,мм в,мм Вариант F,H D,мм d,мм а,мм в,мм

4. Вывод по работе.

Контрольные вопросы:

1. Какой закон гидростатики лежит в основе работы гидростатических машин?

2. Объясните принцип работы гидравлического пресса.

3. Объясните принцип работы гидравлического домкрата.

Источник

Давление и силы действующие на жидкость

Массовые и поверхностные силы действующие на жидкость

Из-за легкоподвижности на жидкость не могут действовать сосредоточенные нагрузки, а возможно лишь действие сил непрерывно распределенных либо по массе либо по поверхности жидкости. Все многообразие сил делят на массовые и поверхностные.

Массовые силы распределены по массе жидкого тела, и при их непрерывном распределении пропорционально этой массе.

В гидравлических расчетах используют единичные массовые силы, приходящиеся на единицу массы твердого тела.

Поверхностные силы — непрерывно распределены по поверхности жидкого тела и при их непрерывном распределении пропорционально площади этой поверхности. Это силы с которыми данные тела взаимодействую с жидким телом, воздействуют на него через поверхность соприкосновения.

Поверхностная сила ΔR, с которой выше лежащие потоки действуют на нижележащие.

Читайте также:  Давление сетевой воды в подающем и обратном трубопроводе

ΔFр направленная перпендикулярно площадке нормально сжимающая сила или сила давления

ΔFt — сила трения в плоскости площадки

В механике жидкости и газа используют единичные поверхностные силы, то есть напряжения. Единица измерения напряжения Н/м 2 = Па (Паскаль).

Средняя величина нормально вжимающего напряжения в площадке ΔA определяется по формуле:

Истинное давление в данной точке жидкого тела.

Давление

При равновесии ньютоновской жидкости в ней возможен только один вид напряжений — нормальные сжимающие напряжения, которые называют гидростатическим давлением.

Измеряется давление в системе СИ Н/м 2 или Па (Паскалях), также существует множество других единиц измерения давления.

Давление, приложенное к внешней поверхности жидкости передается вем точкам и во сех направлениях одинаково, это положение называют законом Паскаля.

В обычных условиях (медленное текущих) жидкость на растяжение не работает, а значит давление положительно.

Если жидкость очень чистая (дегазированная), а процесс проходит очень быстро, знакопеременно, то в жидкости возможны кратковременные растягивающие напряжения, то есть давление может быть отрицательным.

Абсолютное и избыточное давление

Давление может измеряться по избыточный или абсолютной шкалам.

В избыточной шкале за 0 принято давление атмосферы, давление ниже атмосферного записывается со знаком минус.

Истинное давление называют абсолютным.

Таким образом, можно записать зависимости:

  • 1 атм. абс = 0 атм. изб
  • P изб.= P абс. — 1 Атм.

Манометрическое и вакуумметрическое давление

Положительное избыточное давление называют манометрическим, его измеряют с помощью манометра.

Отрицательное избыточное давление называют вакуумметрическим, его измеряют с помощью вакуумметра.

Источник

Справка по давлению. Виды давления. Единицы измерения. Конвектор величин давления. Общие данные о манометрах. Калькуляторы давления.

Поделиться ссылкой:

Перевод единиц измерения давления онлайн.

Калькулятор давления. Перевод единиц измерения давления (Па, даПa, ГПa, кПa, МПa, кгc/cм 2 , кгc/м 2 , aт, мм вод. cт., м вод. cт., мм рт. cт., бaр, мбaр и т.д.)
Введите давление (pp)
Результат перевода единиц измерения давления (pp)
Результаты работы калькулятора давления при переводе в другие единицы измерения давления:
Примеры результатов работы калькулятора давления:
Поделится ссылкой на расчет:

Единицы измерения.

  • Паскаль — единица измерения давления в СИ. Обозначение в России: Па; международное: Pa. Единицы измерения Па определяются выражением (P=F/S, Н/м 2 ). Данная единица измерения широко применяется при инженерных расчетах, в современной справочной литературе, в обозначение параметров оборудования, технических устройств, при разработке проектной и рабочей документации;
  • бар — внесистемные единицы измерения. Обозначение в России: бар; международное: bar. Один бар равен 10 5 Па. Данная единица измерения широко применяется при обозначение и выборе параметров оборудования, технических устройств;
  • миллибар — внесистемные единицы измерения. Обозначение на сайте: мбар. Данная единица измерения широко применяется при обозначение и выборе параметров оборудования, технических устройств (встречает в документации на оборудование иностранного образца);
  • мм рт. ст. — внесистемная единица измерения давления. Обозначение в России: мм рт. ст.; международное: mm Hg. Миллиметр рту́тного столба́ равен 101 325 / 760 ≈ 133,3223684 Па;
  • мм вод. ст. — внесистемная единица измерения давления. Обозначение в России: мм вод. ст., мм H2O; международное: mm H2O. Миллиметр водяного столба́ равен гидростатическому давлению столба воды высотой 1 мм, оказываемому на плоское основание при температуре воды 4 °С. В Российской Федерации допущен к использованию в качестве внесистемной единицы измерения давления без ограничения срока с областью использования «все области»;
  • атмосфера — внесистемная единица измерения давления, приблизительно равная атмосферному давлению на поверхности Земли на уровне Мирового океана. Различают техническую и физическую (нормальная, стандартная) атмосферу. В Российской Федерации к использованию в качестве внесистемной единицы допущена только техническая атмосфера с областью применения «все области». Обозначение в России: ат; международное: at. Существовавшее ранее ограничение срока действия допуска 2016 годом отменено в августе 2015 года. Техническая атмосфера равна давлению, производимому силой в 1 кгс, равномерно распределённой по перпендикулярной к ней плоской поверхности площадью 1 см². В справочной литературе и старой документации встречаются так же (на данный момент не используются):
    • ати —избыточной давление;
    • ата — абсолютное давление;
  • килограмм-силына см 2 — единица давления в системе единиц МКГСС (система единиц измерения, в которой основными единицами являются метр, килограмм-сила и секунд). Обозначение в России: кгс/см 2. В Российской Федерации допущена к использованию в качестве внесистемных единиц без ограничения срока действия с областью применения «все области». Килограмм-сила равна силе, сообщающей телу массой один килограмм ускорение 9,80665 м/с².

Перевод единиц измерения давления (в табличном виде).

Переводимые единицы давления Перевод давления в единицы:
Пa кПа МПа бар мбар мм рт. ст. мм вод. ст. м вод. ст. ат кгс/см 2
Па 1 10 -3 10 -6 10 -5 10 -2 0.0075 0.1 10 -4 9.87*10 -5 1.02*10 -5
кПа 10 3 1 10 — 3 10 -2 10 7.5 10 3 10 -1 9.87*10 -2 1.02*10 -3
МПа 10 6 10 3 1 10 10 4 7.5*10 3 10 5 10 2 9.87 10.2
бар 10 5 10 2 10 -1 1 10 3 750 1.0197*10 4 10.197 0.987 1.0197
мбар 10 2 0.1 10 -4 0.001 1 0.750 10.197 10.197*10 -2 0.987*10 -3 1.0197*10 -3
мм рт. ст. 133.3 133.3*10 -3 133.3*10 -6 1.33*10 -3 1.33 1 13.3 0.013 1.32*10 -3 1.36*10 -3
мм вод. ст. 10 10 -2 10 -5 9.7*10 -5 0.097 0.075 1 0.001 9.87*10 -5 1.02*10 -4
м вод. ст. 10 4 10 10 -2 0.097 97 75 1000 1 9.87*10 -2 0.102
ат 1.01*10 5 1.01*10 2 1.01* 10 -1 1.013 1013 759.9 10332 10.332 1 1.03
кгс/см 2 9.8*10 4 9.8*10 9.8*10 -2 0.98 980 735 10000 10 0.9708 1
Читайте также:  Подключение сигнализации датчик давления масла

Порядки единиц измерения давления.

Порядок единиц измерения Единицы измерения
Па ат мм рт. ст. мм вод. ст. кгс/м 2 бар мбар
10 даПa см рт. cт. см вод. cт.
1 00 ГПa
1 000 кПa м рт. cт. м вод. cт. бар
10 000 кгc/cм 2
1 000 000 МПa

Виды давления.

Различают три основных вида давления:

  • вакуумметрическое давление;
  • избыточной давления;
  • абсолютное давления.

Вид давления непосредственно связан со сравнением его или использованием атмосферного давления (Рат).

Избыточное давление (Ризб) это величина показывающие на сколько давление в оборудовании или трубопроводе выше атмосферного давления. Т.е. если давление измеряют относительно атмосферного давления, то такое давление называется избыточным. Избыточное давление измеряется с помощью манометров.

Избыточное давление широко применяется в эксплуатации, в том числе:

    • при выборе и подборе оборудования по паспортным данным;
    • при различных классификациях оборудования и трубопроводов на стадиях проектирования и монтажа;
    • при нанесении маркировки на оборудование и трубопроводы.

Абсолютное давление (Рабс) это величина давления с учетом действующего атмосферного давления, т.е.:

Другим словами, если давление определяют относительно давления равного 0, то измеренное давление называют абсолютным.

Абсолютное давление применяется в основном инженерно-техническим персоналом (ИТР) при инженерных расчетах и в расчетах при в ыборе оборудования (основных на применении абсолютного давления). Ярким примером использования абсолютного давления в расчетах служит уравнение состояния идеального газа.

Примером использования абсолютного давления являются:

    • подбор счетчиков на трубопроводах с газовыми средами (в том числе водяного пара);
    • гидравлические расчеты трубопроводов газов (в том числе водяного пара);
    • расчеты на прочность оборудования и трубопроводов с газовыми средами (в том числе водяной пар);
    • и т.д.

В случаях когда атмосферное давления больше абсолютного давления речь идет о вакуумметрическом давлении (Рвак). Т.е. вакуумметрическое давление это величина давления показывающая на сколько атмосферное давления больше абсолютного давления.

Вакуум широко применяется в технологических процессах на промышленных предприятиях. На всех этих объектах применяется вакуумметрическое давление на стадиях проектирования, монтажа и эксплуатации.

Дополнительная классификация давления в инженерных расчетах.

    • гидростатическое давление (Pg) — давление столба жидкости (газа) над условным уровнем;
Введите плотность жидкости (газа) (pl)
Перевод единиц измерения плотности онлайн
Введите длину высоты столба (жидкости газа) (h1)
Перевод единиц измерения длины онлайн
Результат расчета давления (гидростатического) (Pg)
Перевод единиц измерения давления онлайн
Формула расчета давления (гидростатического):
Поделится ссылкой на расчет давления:
Скачать результат расчета давления (гидростатического):

Это давление создаваемое собственным весом жидкости (газа) в определенном сечении, то есть:

Pg=Fg/S, где Fg — вес столба жидкости (газа), S — площадь сечения.

Другая наиболее распространения форма записи гидростатического давления (после преобразования) представляет из себя формулу:

Pg=ρgh, где ρ — плотность жидкости (газа), g — ускорение свободного падения, h — высота столба жидкости (газа).

Гидростатического давления учитывается при расчет открытых систем (связанных с атмосферой). В открытых системах низкого давления учитывать необходимо обязательно (например: вентиляция, системы дымоудаления, газопроводы низкого давления и т.д.).

Примерами гидростатического давления могут служить атмосферное давление, различные гидравлические затворы (например гидрозатвор на деаэраторе), использующие вес водяного столба для предохранения от повышения давления в системы выше допустимого.

    • естественное давление (Pe) — вызывается разностью гидростатических давлений двух столбов жидкости (газов) высотой h, имеющей различную среднюю плотность. При расчетах естественное давление обычно учитывают в системах низкого давления (например: естественная вытяжная вентиляция);
Введите плотность жидкости (газа) в 1-ом сечении (pl1)
Перевод единиц измерения плотности онлайн
Введите плотность жидкости (газа) в 2-ом сечении (pl2)
Перевод единиц измерения плотности онлайн
Введите длину разности высотных отметок сечений (he)
Перевод единиц измерения длины онлайн
Результат расчета давления (естественного) (Pe)
Перевод единиц измерения давления онлайн
Формула расчета давления (естественного):
Поделится ссылкой на расчет давления:
Скачать результат расчета давления (естественного):

Естественное давление обычно рассчитывают по формуле (выведенной из разности гидростатических давлений в двух сечения с разной плотностью):

где ρ1 — плотность жидкости (газа) в 1-ом сечении, ρ2 — плотность жидкости (газа) в 1-ом сечении, he — разность высотных отметок двух сечений.

    • парциальное давление (Pp) — называют давление, которое оказывает отдельно взятый компонент из газовой смеси (например, на колбу, баллон или границу атмосферы) исходя из того, что он один займет весь объем смеси при той же температуре. Понятие парциального давления широко используется в химии. Возможно определение парциального давления по уравнению состояния идеального газа при заданном общем объеме смеси и той же температуре. Общее давление смеси газов определяется, как суммам парциальных давлений отдельных компонентов смеси.
    • потери давления (ΔP) — называют давление, равное разности давлений в двух сечениях системы. Разность давления обуславливается в основном потерями на преодоления сопротивления при движении вещества в системе (возможно участие естественного и гидростатического давления). Различают сопротивления: путевые и местные. Путевые сопротивления связанны с преодолением трения в системе. Местные сопротивления связаны с изменением скорости движения или направления потока. Потери давления определяются расчетным методом в процессе выполнения гидравлического или аэродинамического расчета системы. Например: гидравлический расчет газопроводов природного газа.
    • разряжение (или тяга) — снижение давления в системе, способствующее притоку среды в область пониженного давления. Может быть естественное или принудительное. Примерами использования разряжения (тяги) служат:
      • системы естественной вентиляции;
      • системы механического дымоудаления (перед дымососам);
      • различные системы инжекции (элеваторы в системах отопления, инжекционные газовые горелки и т.д. ), основанные на уменьшении давления в сечении за счет уменьшения площади сечения и увеличении скорости истечения в нем.
Читайте также:  Таблетки при высоком давлении быстрого действия при диабете

Видеоматериал по теме давление и виды давления:

Приборы измерения давления.

Для измерения давления используются измерительные приборы под общим названием — манометры (согласно ГОСТ 8.271-77 манометр это измерительный прибор или измерительная установка для измерения давления или разности давлений). Но в практике сложилось ассоциировать манометры с измерением избыточного давления.

Общая классификация манометров.

    • по типу измеряемого давления;
    • по принципу действия;
    • по классу точности;
    • по назначению.

По типу измеряемого давления.

Основные виды измеряемого давления разобраны выше. Типы измеряемых давлений шире и содержит производные типы от основных:

    • манометр абсолютного давления;
    • барометр (манометр абсолютного давления для измерения давления околоземной атмосферы), в том числе барограф (барометр с непрерывной записью);
    • манометр избыточного давления (обычно просто манометр), в том числе напоромер (манометр избыточного давления в газовых средах с верхним пределом измерения не более 40000 Па /4000 кгс/м 2 );
    • вакуумметр (манометр для измерения давления разреженного газа) , в том числе тягомер (вакуумметр для измерения давления разреженного газа с верхним пределом измерения не более 40000 Па/4000 кгс/м 2 );
    • мановакуумметр (манометр, для измерения избыточного давления и давления разреженного газа), в том числе тягонапоромер (мановакуумметр для газовых сред с верхним пределом измерения не более 20000 Па/2000 кгс/м 2 );
    • дифференциальный манометр (манометр для измерения разности двух давлений), в том числе микроманометр (дифманометр с верхним пределом измерения не более 40000 Па/4000 кгс/м 2 );
    • измеритель парциальных давлений (манометр для измерения давления, которое оказывал бы один из газов, входящих в газовую смесь, если бы из нее были удалены остальные газы, при условии сохранения первоначальных объема и температуры).

По принципу действия.

По принципу действия манометров общий список классификации включает:

    • жидкостный манометр;
    • U-образный манометр;
    • компрессионный манометр;
    • колокольный манометр;
    • кольцевой манометр;
    • грузопоршневой манометр;
    • деформационный манометр;
    • мембранный манометр;
    • сильфонный манометр;
    • трубчато-пружинный манометр;
    • манометр с вялой мембраной;
    • электрический манометр;
    • пьезоэлектрический манометр;
    • манометр сопротивления;
    • ионизационный манометр;
    • электронный ионизационный манометр;
    • магнитный электроразрядный манометр;
    • радиоизотопный манометр;
    • тепловой манометр;
    • термопарный манометр;
    • вязкостный манометр.

В промышленности широко применяются следующие типы манометров:

    • жидкостные манометры.
    • грузопоршневые манометры.
    • трубчато-пружинный манометры.

Жидкостные манометров — манометр, принцип действия которого основан на уравновешивании измеряемого давления, или разности давлений, давлением столба жидкости.

Грузопоршневые манометры — манометр, принцип действия которого основан на уравновешивании измеряемого давления давлением, создаваемым весом поршня с грузоприемным устройством, и грузов с учетом сил жидкостного трения.

Трубчато-пружинный манометры- деформационный манометр, в котором чувствительным элементом является трубчатая пружина.

Видеоматериал по теме типы манометров:

По классу точности.

Примечание: * Устанавливается по заказу потребителя.

Класс точности манометра отражает пределы допустимой основной погрешности в % от диапазона показания шкалы.

Нормы (ГОСТ) устанавливает зависимость диаметра или размера лицевой панели корпуса манометру классу точности:

Диаметр или размер лицевой панели корпуса, мм, не более Класс точности
0,4* 0,6 1,0 1,5 2,5 4,0*
40, 50 + +
60**, 63 + + + +
100 + + +
160 + + + +
250 + + + +
* Устанавливается по заказу потребителя.
** В новых разработках не применять.

По назначению.

Манометры в зависимости от области применения и рабочей среду по назначению классифицируются:

    • общетехнические, общепромышленные;
    • специальные манометры;
    • судовые манометры;
    • железнодорожные манометры.

Манометры в зависимости от способа фиксации давления классифицируются:

    • показывающие;
    • самопишущие манометры;
    • электроконтактные манометры.

В зависимости от метрологического назначения манометры делятся:

Источник

Adblock
detector