¾ pijezometara,

¾ manometara,

¾ vakuum mjerači.

Pijezometri i manometri mjere višak (manometar)., odnosno rade ako ukupni pritisak u tečnosti prelazi vrednost jednaku jednoj atmosferi p= 1kgf/cm2= 0,1MPa str p man p atm p atm = = 101325 » 100000Pa .

hp ,

gdje hp m.

hp .

MPa ili kPa(vidi na str. 54). Međutim, stari manometri sa skalom kgf/cm2, pogodni su po tome što je ova jedinica jednaka jednoj atmosferi (vidi str. 8). Očitavanje nule bilo kog manometra odgovara puni pritisak str jednaka jednoj atmosferi.

Vakum mjerač na svoj način izgled podseća na manometar, ali pokazuje onaj deo pritiska koji dodaje ukupnom pritisku u tečnosti vrednost jedne atmosfere. Vakum u tečnosti nije praznina, već takvo stanje tečnosti kada je ukupan pritisak u njoj manji od atmosferskog za određenu količinu p inp in

.

Vrijednost vakuuma pv ne može biti više od 1 at p u » 100000Pa

Pijezometar pokazuje h p = 160vidi aq. Art. p est = 16000Pa i p= 100000+16000=116000Pa;

Manometar sa očitanjima p man = 2,5kgf/cm2 h p = 25 m i ukupni pritisak u SI p= 0,35MPa;

pokazuje vakuum mjerač p u = 0,04MPa p= 100000-40000=60000Pa

Ako se pritisak P mjeri od apsolutne nule, onda se naziva apsolutni pritisak Rabs. Ako se pritisak računa od atmosferskog, onda se naziva višak (manometrijski) Pizb. Mjeri se manometrom. Atmosferski pritisak je konstantan Ratm = 103 kPa (slika 1.5). Vakumski pritisak Rvac - nedostatak pritiska na atmosferski pritisak.

6.Osnovna jednadžba hidrostatike (zaključak). Pascalov zakon. hidrostatički paradoks. Česme za čaplje, uređaj, princip rada.

Osnovna jednadžba hidrostatike navodi da je ukupni pritisak u fluidu str jednak je zbiru spoljašnjeg pritiska na tečnost po i pritisak težine kolone tečnosti p w, odnosno: , gdje h- visina stuba tečnosti iznad tačke (dubina njenog uranjanja), u kojoj se određuje pritisak. Iz jednačine proizilazi da pritisak u tečnosti raste sa dubinom i da je zavisnost linearna.

U konkretnom slučaju za otvorene rezervoare koji komuniciraju sa atmosferom (slika 2), spoljni pritisak na tečnost je jednak atmosferskom pritisku str o= p atm= 101325 Pa 1 at. Tada osnovna jednadžba hidrostatike poprima oblik

.

Manometar (manometar) je razlika između ukupnog i atmosferskog tlaka. Iz posljednje jednačine dobijamo to za otvorene rezervoare nadpritisak jednak pritisku kolone tečnosti

Pascalov zakon zvuči ovako: vanjski pritisak primijenjen na tečnost u zatvorenom rezervoaru prenosi se unutar tečnosti na sve njene tačke bez promene. Na ovom zakonu zasniva se rad mnogih hidrauličnih uređaja: hidrauličnih dizalica, hidrauličnih prese, hidrauličnih pogona mašina, kočionih sistema automobila.

hidrostatički paradoks- svojstvo tečnosti, koje se sastoji u tome da se sila gravitacije tečnosti koja se sipa u posudu može razlikovati od sile kojom ta tečnost deluje na dno posude.

Čapljine fontane. Izumio je čuveni naučnik iz antike Heron Aleksandrijski originalan dizajn fontana, koja se i danas koristi.

Glavno čudo ove česme bilo je to što je voda iz česme tukla sama, bez upotrebe bilo kakvog vanjskog izvora vode. Princip rada fontane je jasno vidljiv na slici.

Dijagram fontane čaplja

Čapljina fontana se sastoji od otvorene zdjele i dvije hermetičke posude smještene ispod zdjele. Od gornje posude do donje posude nalazi se potpuno zatvorena cijev. Ako sipate vodu u gornju posudu, tada voda počinje teći kroz cijev u donju posudu, istiskujući zrak odatle. Budući da je donja posuda potpuno zatvorena, zrak istisnut vodom, kroz zatvorenu cijev, prenosi zračni pritisak u srednju činiju. Pritisak vazduha u srednjem rezervoaru počinje da potiskuje vodu i fontana počinje da radi. Ako je za početak rada bilo potrebno sipati vodu u gornju posudu, tada se za daljnji rad fontane već koristila voda koja je pala u posudu iz srednjeg spremnika. Kao što vidite, uređaj fontane je vrlo jednostavan, ali to je samo na prvi pogled.

Podizanje vode u gornju posudu vrši se pritiskom vode visine H1, dok fontana podiže vodu na mnogo veću visinu H2, što se na prvi pogled čini nemogućim. Na kraju krajeva, ovo bi zahtijevalo mnogo veći pritisak. Fontana ne bi trebalo da radi. Ali pokazalo se da je znanje starih Grka toliko visoko da su pogodili da prenesu pritisak vode iz donje u srednju posudu, ne vodom, već vazduhom. Pošto je težina vazduha mnogo manja od težine vode, gubitak pritiska u ovoj oblasti je veoma mali, a fontana izbija iz posude na visinu H3. Visina mlaza fontane H3, bez uzimanja u obzir gubitaka pritiska u cevima, biće jednaka visini pritiska vode H1.

Dakle, da bi česma voda udarila što je više moguće, potrebno je konstrukciju fontane napraviti što je moguće više, čime se povećava razmak H1. Osim toga, morate podići srednju posudu što je više moguće. Što se tiče zakona fizike o očuvanju energije, on se u potpunosti poštuje. Voda iz srednjeg suda, pod uticajem gravitacije, teče u donju posudu. To što ona prolazi ovim putem kroz gornju posudu, a istovremeno tuče fontanom, ni najmanje ne protivreči zakonu održanja energije. Kada sva voda iz srednje posude pređe u donju, fontana prestaje da radi.

7. Instrumenti koji se koriste za mjerenje pritiska (atmosferski, višak, vakuum). Uređaj, princip rada. Klasa tačnosti instrumenta.

Pritisak u tečnosti se meri instrumentima:

¾ pijezometara,

¾ manometara,

¾ vakuum mjerači.

Pijezometri i manometri mjere prekomjerni (manometarski) tlak, odnosno rade ako ukupni tlak u tekućini prelazi vrijednost jednaku jednoj atmosferi p= 1kgf/cm2= 0,1MPa. Ovi instrumenti pokazuju udio tlaka iznad atmosferskog. Za mjerenje ukupnog pritiska tečnosti str potrebno za merenje pritiska p man dodati Atmosferski pritisak p atm preuzeto sa barometra. U praksi, u hidraulici, atmosferski pritisak se smatra konstantnom vrednošću. p atm = = 101325 » 100000Pa.

Pijezometar je obično vertikalna staklena cijev Donji dio koji komunicira sa ispitivanom tačkom u tečnosti, gde treba da izmerite pritisak (npr. tačka A na sl. 2), a njen gornji deo je otvoren za atmosferu. Visina stupca tečnosti u pijezometru hp je indikacija ovog uređaja i omogućava vam da izmjerite višak (manometarskog) tlaka u tački prema omjeru

gdje hp- pijezometrijska glava (visina), m.

Ovi pijezometri se uglavnom koriste za laboratorijska istraživanja. Njihova gornja granica mjerenje je ograničeno na visinu do 5 m, međutim, njihova prednost u odnosu na manometri je direktno mjerenje tlaka korištenjem pijezometrijske visine stupca tekućine bez međutransmisionih mehanizama.

Bilo koji bunar, jama, bunar s vodom, pa čak i bilo koje mjerenje dubine vode u otvorenom rezervoaru može se koristiti kao pijezometar, jer nam daje vrijednost hp .

Manometri se najčešće koriste mehanički, rjeđe - tekući. Svi manometri ne mjere puni tlak, već manometarski tlak.

Njihove prednosti u odnosu na pijezometre su šire granice mjerenja, ali postoji i nedostatak: zahtijevaju praćenje njihovih očitavanja. Nedavno proizvedeni manometri su graduirani u SI jedinicama: MPa ili kPa. Međutim, stari manometri sa skalom kgf/cm2, zgodni su po tome što je ova jedinica jednaka jednoj atmosferi. Nulto očitavanje bilo kog manometra odgovara punom pritisku str jednaka jednoj atmosferi.

Vakum mjerač po svom izgledu podsjeća na manometar, ali pokazuje udio tlaka koji dopunjuje ukupni tlak u tekućini na vrijednost jedne atmosfere. Vakum u tečnosti nije praznina, već takvo stanje tečnosti kada je ukupan pritisak u njoj manji od atmosferskog za određenu količinu p in koji se meri vakuumom. vakuumski pritisak p in, prikazan na uređaju, povezan je sa ukupnim i atmosferskim na sljedeći način: .

Vrijednost vakuuma pv ne može biti više od 1 at, odnosno graničnu vrijednost p u » 100000Pa, budući da ukupni pritisak ne može biti manji od apsolutne nule.

Evo primjera uzimanja očitanja s uređaja:

Pijezometar pokazuje h p = 160vidi aq. Art., odgovara u SI jedinicama pritiscima p est = 16000Pa i p= 100000+16000=116000Pa;

Manometar sa očitanjima p man = 2,5kgf/cm2 odgovara vodenom stupcu h p = 25 m i ukupni pritisak u SI p= 0,35MPa;

pokazuje vakuum mjerač p u = 0,04MPa, odgovara ukupnom pritisku p= 100000-40000=60000Pa, što je 60% atmosferskog.

8. Diferencijalne jednačine idealnog fluida u mirovanju (L. Eulerove jednačine). Izvođenje jednačina, primjer primjene jednadžbi za rješavanje praktičnih problema.

Razmotrite kretanje idealne tečnosti. Dodijelimo malo volumena unutar njega V. Prema drugom Newtonovom zakonu, ubrzanje centra mase ovog volumena je proporcionalno ukupnoj sili koja djeluje na njega. U slučaju idealnog fluida, ova sila se svodi na pritisak fluida koji okružuje zapreminu i, moguće, na uticaj spoljašnjih polja sile. Pretpostavimo da ovo polje predstavlja sile inercije ili gravitacije, tako da je ta sila proporcionalna jačini polja i masi zapreminskog elementa. Onda

,

gdje S- površina odabranog volumena, g- jačina polja. Prelazeći, prema formuli Gauss - Ostrogradsky, od površinskog integrala do volumnog i uzimajući u obzir da je , gdje je gustina tekućine u datoj tački, dobijamo:

Zbog proizvoljnosti volumena V integrandi moraju biti jednaki u bilo kojoj tački:

Izražavanje ukupnog izvoda u terminima konvektivnog izvoda i parcijalnog izvoda:

dobijamo Ojlerova jednačina za kretanje idealnog fluida u gravitacionom polju:

Gdje je gustina tečnosti,
je pritisak u tečnosti,
je vektor brzine fluida,
- vektor napetosti polje sile,

Nabla operator za trodimenzionalni prostor.

Određivanje sile hidrostatskog pritiska na ravni zid koji se nalazi pod uglom u odnosu na horizont. centar pritiska. Položaj centra pritiska u slučaju pravokutne platforme, čiji gornji rub leži na nivou slobodne površine.

Koristimo osnovnu jednadžbu hidrostatike (2.1) da pronađemo ukupnu silu pritiska fluida na ravan zid nagnut prema horizontu pod proizvoljnim uglom a (slika 2.6).

Rice. 2.6

Izračunajmo ukupnu silu P pritiska koja djeluje sa strane tekućine na određeni dio zida koji se razmatra, ograničen proizvoljnom konturom i površine jednake S.

Osa 0x je usmjerena duž linije presjeka ravnine zida sa slobodnom površinom tekućine, a os 0y je okomita na ovu liniju u ravni zida.

Izrazimo prvo elementarnu silu pritiska primijenjenu na beskonačno malu površinu dS:
,
gdje je p0 pritisak na slobodnu površinu;
h je dubina lokacije lokacije dS.
Da bismo odredili ukupnu silu P, vršimo integraciju po cijeloj površini S.
,
gdje je y koordinata centra mjesta dS.

Poslednji integral, kao što je poznato iz mehanike, jeste statički moment površine S oko ose 0x i jednak je proizvodu ovu oblast na koordinatu njenog centra gravitacije (tačka C), tj.

dakle,

(ovdje je hc dubina centra gravitacije područja S), ili
(2.6)

tj. ukupna sila pritiska fluida na ravan zid jednaka je proizvodu površine zida i hidrostatskog pritiska u težištu ove površine.

Pronađite položaj centra pritiska. Budući da se vanjski pritisak p0 prenosi na sve tačke površine S podjednako, rezultanta ovog pritiska će biti primijenjena na težište površine S. Da bismo pronašli tačku primjene sile viška pritiska tečnosti (tačka D), primjenjujemo jednačinu mehanike, prema kojoj je moment rezultujuće sile pritiska u odnosu na osu 0x jednak zbiru momenata sastavnih sila, tj.

gdje je yD koordinata tačke primjene sile Pex.

Izražavajući Pex i dPex u terminima yc i y i definirajući yD, dobijamo

gdje - moment inercije površine S oko ose 0x.
S obzirom na to
(Jx0 je moment inercije površine S oko centralne ose paralelne sa 0x), dobijamo
(2.7)
Dakle, tačka primene sile Pex nalazi se ispod težišta površine zida; udaljenost između njih je

Ako je pritisak p0 jednak atmosferskom, a djeluje na obje strane zida, tada će tačka D biti centar pritiska. Kada je p0 veći od atmosferskog, tada se centar pritiska nalazi prema pravilima mehanike kao tačka primjene rezultante dviju sila: hcgS i p0S. U ovom slučaju, što je druga sila veća u odnosu na prvu, to je centar pritiska bliže težištu površine S.

U konkretnom slučaju kada zid ima pravougaonog oblika, a jedna od stranica pravougaonika poklapa se sa slobodnom površinom tečnosti, položaj centra pritiska nalazi se iz geometrijskih razmatranja. Pošto je prikazan graf pritiska fluida na zidu pravougaonog trougla(Sl. 2.7), čije je težište 1/3 visine b trougla od osnove, tada će se centar pritiska tečnosti nalaziti na istoj udaljenosti od baze.

Rice. 2.7

U mašinstvu se često mora suočiti sa dejstvom sile pritiska na ravne zidove, na primer, na zidove klipova ili cilindara hidrauličnih mašina. U ovom slučaju, p0 je obično toliko visok da se može smatrati da se centar pritiska poklapa sa težištem površine zida.

Centar pritiska

tačka u kojoj je linija djelovanja rezultante sila pritiska na tijelo koje miruje ili se kreće okruženje(tečnost, gas), seče sa nekom ravni uvučenom u telo. Na primjer, za krilo aviona ( pirinač. ) C. d. definira se kao tačka presjeka linije djelovanja aerodinamičke sile sa ravninom tetiva krila; za tijelo okretanja (telo rakete, zračnog broda, rudnika, itd.) - kao točka presjeka aerodinamičke sile sa ravninom simetrije tijela, okomita na ravan koja prolazi kroz os simetrije i brzinu vektor centra gravitacije tela.

Položaj težišta zavisi od oblika tela, a za telo koje se kreće može zavisiti i od pravca kretanja i od svojstava okoline (njene stišljivosti). Dakle, na krilu aviona, u zavisnosti od oblika njegovog aeroprofila, položaj centralnog aeroprofila može se promeniti sa promenom napadnog ugla α, ili može ostati nepromenjen („profil sa konstantnim centralnim aeroprofilom“ ); u poslednjem slučaju x cd ≈ 0,25b (pirinač. ). Pri kretanju nadzvučnom brzinom, težište se značajno pomiče prema repu zbog utjecaja kompresije zraka.

Promjena položaja središnjeg motora pokretnih objekata (vazduhoplov, raketa, mina i sl.) značajno utiče na stabilnost njihovog kretanja. Da bi njihovo kretanje bilo stabilno u slučaju slučajne promjene ugla napada a, središnji zrak se mora pomjeriti tako da moment aerodinamičke sile oko težišta uzrokuje da se objekt vrati u prvobitni položaj (npr. na primjer, s povećanjem a, centralni zrak se mora pomjeriti prema repu). Da bi se osigurala stabilnost, objekt je često opremljen odgovarajućom repnom jedinicom.

Lit.: Loitsyansky L. G., Mehanika tečnosti i gasa, 3. izdanje, M., 1970; Golubev V.V., Predavanja o teoriji krila, M. - L., 1949.

Položaj centra pritiska protoka na krilu: b - tetiva; α - napadni ugao; ν - vektor brzine protoka; x dc - udaljenost centra pritiska od nosa tijela.

10. Određivanje sile hidrostatskog pritiska na zakrivljenu površinu. Ekscentričnost. Zapremina tijela pod pritiskom.

Pritisak- fizička veličina koja karakterizira intenzitet sila koje djeluju duž normale na površinu tijela i odnose se na jedinicu površine ove površine.

Postoje sljedeće vrste pritiska:

• barometrijski (atmosferski)
• normalno
• apsolutno
• mjerač (mjera)
• akumetrijski (pražnjenje)

Za mjerenje tlaka koriste se različite jedinice: Paskal (Pa), bar, tehnička atmosfera ili jednostavno atmosfera, milimetar žive ili vodeni stup, koji su u sljedećim omjerima:

1 Pa = 10 ^ -5 bar = 1,02 * 10 ^ -5 kgf / cm2 \u003d 7,5024 * 10 ^ -2 mm Hg. Art.

barometarski pritisak zavisi od mase vazdušnog sloja. Najviši barometarski pritisak zabilježen je na nivou mora i iznosio je 809 mm Hg. Art., a najniža - 684 mm Hg. Art. Barometarski pritisak se izražava visinom živinog stuba u mm, smanjenom na 0 °C.

normalan pritisak- ovo je prosječna vrijednost vazdušnog pritiska za godinu na nivou mora, koja se određuje živinim barometrom na živinoj temperaturi od 273 K. Ona iznosi približno 101,3 kPa (750 mmHg). To jest, normalni pritisak se naziva barometrijski pritisak, jednak jednoj fizičkoj atmosferi i poseban je slučaj barometarskog pritiska.

apsolutni pritisak naziva se pritisak gasova i tečnosti u zatvorenim zapreminama. Ne zavisi od stanja životne sredine.

Manometar je razlika između apsolutnog pritiska i barometarskog pritiska ako je prvi veći od drugog.

Manometar je uređaj koji mjeri pritisak u zatvorenoj posudi, budući da je izvan ove posude, doživljava pritisak i sa strane okoline i sa strane posude. Prema tome, ukupni ili apsolutni pritisak gasa u posudi jednak je zbroju manometarskog i barometarskog pritiska.

vakuumski pritisak je razlika između barometarskog tlaka i apsolutnog tlaka ako je potonji manji od prvog.

U toplinskoj jednadžbi stanja, kao iu većini analitičkih izraza koji opisuju fizički zakoni, uključuje apsolutni pritisak zbog molekularno-kinetičke teorije. Postoje uređaji koji omogućuju mjerenje veličine ovog pritiska, međutim, njihov uređaj je prilično kompliciran, a cijena je visoka. U praksi je lakše organizovati merenje ne apsolutne vrednosti pritiska, već razlike između dva pritiska: željenog i atmosferskog (barometrijskog). Poznavanje vrijednosti atmosferskog tlaka, mjerenog pomoću jedne ili druge vrste barometra, olakšava dobivanje vrijednosti apsolutnog tlaka. Često se dovoljna tačnost daje znanjem srednja veličina atmosferski pritisak. Ako je utvrđena vrijednost tlaka veća od atmosferske, tada se naziva pozitivna vrijednost razlike tlaka nadpritisak, koji se meri razne vrste manometri. Ako je izmjerena vrijednost tlaka manja od atmosferskog tlaka, tada je višak tlaka negativna vrijednost. U ovom slučaju se naziva apsolutna vrijednost razlike tlaka vakuumski pritisak; može se mjeriti vakuum mjeračima raznih tipova.

Ako je izmjereni tlak veći od atmosferskog, tada je Rabe = Risb. + Ratm.; ako je izmjereni tlak manji od atmosferskog tlaka,

TO Rabe. = Ratm. - Rva* I Rvak = - Rizb.

Dimenzija pritiska [p] = ML -| T “2. Jedinica za pritisak u Međunarodnom sistemu jedinica se zove pascal(Pa). Pascal jednak pritisku, uzrokovana silom od 1 N, ravnomjerno raspoređena po površini koja je normalna na nju s površinom od 1 m 2: 1 Pa = 1 Nm -2 = 1 kg m 1 c "2. U SAD-u, Velikoj Britaniji i nekim drugim zemljama, u praksi se tlak često mjeri u funtama po kvadratnom inču (lb / sq.inch ili psi). ! bar = 10 5 Pa = 14,5 psi.

Duga (oko 1 m) cijev, zatvorena na jednom kraju, napunjena živom i spuštena otvorenim krajem u posudu sa živom, koja komunicira s atmosferom, naziva se živin barometar. Omogućava vam da odredite pritisak atmosfere po visini stupca žive koji ispunjava cijev. Uređaj je prvi opisao E. Torricelli 1644. Sprovođenje sistematskih kvantitativnih mjerenja atmosferskog tlaka pomoću živinog barometra predložio je Descartes 1647. Rad uređaja zasniva se na činjenici da pritisak u području iznad površine žive u cijevi je zanemarljiva (volumen prostora iznad žive u cijevi naziva se Torricelli praznina). U ovom slučaju, iz uslova mehaničke ravnoteže žive sledi odnos između atmosferskog pritiska i visine živinog stuba: ro = pgh. Pritisak živine pare u Torricellijevoj šupljini na temperaturi od T = 273 K je 0,025 Pa.

Atmosferski pritisak (ili atmosferski pritisak) zavisi od visine posmatračkog mesta i vremenskih uslova. V normalnim uslovima na nivou mora visina stuba žive je oko 76 cm i opada kako se barometar diže.

U geofizici je usvojen model standardna atmosfera, u kojem nivo mora odgovara temperaturi T=288,15 K (15°C) i pritisak po =101325,0 Pa. Stanje gasa sa istim pritiskom na temperaturi T= 273,15 K (0°S se naziva normalnim uslovima. Vrijednosti bliske atmosferskom tlaku p = 9,81 10 4 Pa, p in = 10 5 Pai pp = 1,01 ZLO 5 Pa se koriste u prirodnoj nauci i tehnologiji za mjerenje tlaka i nazivaju se tehnička atmosfera(rt), bar(rv) i fizička atmosfera(rr).

Pri konstantnoj temperaturi atmosfere, promjena pritiska sa visinom L opisuje se sa barometrijska formula, uzimajući u obzir kompresibilnost zraka:

p _ _ „-TsvI / YAT

Ovdje c - molarna masa zraka p \u003d 29 \u003d 10 "3 kg mol g je ubrzanje slobodnog pada u blizini Zemljine površine, T je apsolutna temperatura, a R je molarna gasna konstanta I \u003d 8,31 J K "1 mol".

Više zadataka

Odredite silu /? koja se mora primijeniti na šipku da bi se klip pomicao konstantnom brzinom. Zanemarite trenje.

I = 20 mm, (i-mm.

Ratm =750mmHg st[tt Hg

• 4.3.1. P=2 barg p 2 = 6 bar hut.
• 4.3.2. R ( = 0,5 bar wak. p 2 = 5,5 bar hut
• 4.33. p x - 80 rí fav r 2 = 10 rvi izb
• 4.3.4. p, \u003d 6-10 5 Pa hut p2 = 30 psig
• 4.3.5. pj = 10 psi vac.

/ 27.09.2018

Odredite apsolutni i vakuumski pritisak u rezervoaru. Apsolutno, suvišno i diferencijalni pritisak – nula oznaka. Šta ćemo sa primljenim materijalom?

Brojčanu vrijednost pritiska određuje ne samo usvojeni sistem jedinica, već i odabrana referentna tačka. Istorijski, postojala su tri referentna sistema pritiska: apsolutni, manometarski i vakuumski (slika 2.2).

Rice. 2.2. Skale pritiska. Odnos između pritiska

apsolutni, višak i vakuum

Apsolutni pritisak se mjeri od apsolutne nule (slika 2.2). Ovaj sistem ima atmosferski pritisak. Dakle, apsolutni pritisak je

Slika 1 Primjer dijagrama izgleda. Slika 2 Krivulje nadpritiska za zgrade u primjeru. Kada se jedna ili više krivulja nadpritiska razvije za datu lokaciju, mora se procijeniti rizik zgrade. Ovo obično uključuje primenu kriterijuma prihvatljivosti rizika ili tolerancije rizika za zgradu u kojoj se nalazi i procenu sposobnosti zgrade da izdrži projektovani nadpritisak. Opšti pristup ovom dijelu analize je procjena nadpritiska u zgradi koji odgovara određenoj vjerovatnoći udara.

Apsolutni pritisak je uvek pozitivan.

Nadpritisak računa se od , tj. od uslovne nule. Za prelazak sa apsolutnog na nadpritisak potrebno je od apsolutnog pritiska oduzeti atmosferski pritisak, koji se u približnim proračunima može uzeti jednakim 1 at:

Ako je ovaj nivo nadpritiska dovoljan da izazove štetu na zgradi, što rezultira ozljedama njenih stanara, vjerovatnoća eksplozije postaje nepodnošljiva i potreban je neki oblik smanjenja rizika. Za većinu zgrada „konvencionalnog“ dizajna, ova količina nadpritiska nije u stanju da izazove značajnu štetu na zgradi ili povredi stanare zgrada. Neki prozori mogu biti oštećeni i druga manja oštećenja, ali je malo vjerovatno da će zgrada pretrpjeti strukturalni kvar.

Ako pretpostavimo da su zgrade čeličnog oblika sa metalnim oblogama, 7 psi može uzrokovati značajnu štetu do te mjere da zgrade mogu pretrpjeti. Ne očekuje se da će se zgrade urušiti, ali mogu doživjeti značajne deformacije i vjerovatno će doživjeti gubitak većine vanjske metalne obloge. Ova vrsta rezultata ukazuje da kontrolne i laboratorijske zgrade treba premjestiti na udaljeniju lokaciju ili nadograditi da izdrže nadtlak do 7 psi kako bi zaštitili putnike od ozljeda.

Ponekad se nadpritisak naziva manometarskim pritiskom.

Vakumski pritisak ili vakuum se naziva nedostatak pritiska na atmosferski

Višak pritiska označava ili višak iznad atmosferskog pritiska ili nedostatak atmosferskog pritiska. Jasno je da se vakuum može predstaviti kao negativni nadpritisak

Odnos vjerovatnoća-posljedica omogućava razmatranje događaja velikog utjecaja u svjetlu njihove male vjerovatnoće i pokazuje da su najvjerovatniji događaji sa niskim efektima nadpritiska. Modeliranje eksplozije predviđa i nadtlak i zamah za bilo koju eksploziju.

Primjena krivulja viška nadtlaka predstavlja značajno poboljšanje lokacije zgrade samo na osnovu rezultata analize posljedica. Ako nema značajnih toksičnih ili požarnih opasnosti za zgradu, takva analiza može biti osnova za odluke o lokaciji.

Kao što se vidi, ove tri skale pritiska razlikuju se jedna od druge ili u početku ili u pravcu očitavanja, iako se samo očitavanje može vršiti u istom sistemu jedinica. Ako je tlak određen u tehničkim atmosferama, tada se označava oznaka tlačne jedinice ( at) dodeljuje se drugo slovo, zavisno od toga koji se pritisak uzima kao „nula“ i u kom smeru se uzima pozitivno brojanje.

Babita je diplomirani inženjer elektrotehnike i predavala je studentima inženjerstva i studentima koji se pripremaju za ulazak u medicinske i stomatološke ordinacije. U ovoj lekciji ćemo definirati pojmove apsolutni, barometarski i manometarski tlak i proučiti jednačinu koja povezuje ova tri člana. Videćemo i primere kalibracionog pritiska.

Vozite se autoputem i primjećujete da automobil lagano vuče u stranu. Dakle, odvezite auto svom mehaničaru Mikeu, stručnom mehaničaru koji odmah primijeti da gume izgledaju malo izbušene. Koristi mjerač pritiska u gumama i kaže da su prednje gume 29 psi. Također provjerava stranu gume i očitava idealan pritisak za vaše točkove, 32 psi; tako da napumpa sve četiri gume na 32 psi. Mike savjetuje da redovno provjeravate gume kako biste bili sigurni da su savršenog profila.

Na primjer:

Apsolutni pritisak jednako 1,5 kg / cm 2;

Nadtlak je 0,5 kg/cm 2 ;

Vakuum je 0,1 kg/cm 2 .

Inženjera najčešće ne zanima apsolutni pritisak, već njegova razlika u odnosu na atmosferski, budući da zidovi konstrukcija (rezervoar, cjevovod, itd.) obično doživljavaju učinak razlike tih pritisaka. Zbog toga u većini slučajeva instrumenti za mjerenje tlaka (manometri, vakuum mjerači) direktno pokazuju višak (manometar) tlak ili vakuum.

Vozite se osjećajući se sigurno i tada se počinjete pitati: šta je manometar? Na nivou mora, zrak iznad površine ima težinu zbog privlačenja gravitacije. Ova težina se može osjetiti na površini na koju pritiska, a taj pritisak poznajemo kao atmosferski pritisak, označen kao Patm. Dakle, ako nastavimo rasti na visini, na tom nivou ima manje zraka, pa se težina shodno tome smanjuje. Na kraju ćemo doći do tačke u kojoj nema vazduha.

Pritisak u ovoj tački je nula, pa se pritisak mjeren u odnosu na tlak u vakuumu naziva apsolutnim tlakom, označen sa Pabs. Razlika između apsolutnog i atmosferskog pritiska je ono što nazivamo manometarskim pritiskom. Može se izračunati ako znamo apsolutni i atmosferski tlak koristeći ovu formulu.

Jedinice pritiska. Kao što proizilazi iz same definicije pritiska, njegova dimenzija se poklapa sa dimenzijom napona, tj. je dimenzija sile podijeljena s dimenzijom površine.

Jedinica za pritisak u Međunarodnom sistemu jedinica (SI) je paskal - pritisak izazvan silom koja je ravnomerno raspoređena na površinu koja je normalna na nju, tj. Uz ovu jedinicu pritiska koriste se i uvećane jedinice: kilopaskal (kPa) i megapaskal (MPa) :

Manometar se obično daje u funtama po kvadratnom inču. Dakle, kada vaš mehaničar izmeri pritisak u gumama i napuni vazduh do 32 psi, on meri unutrašnji pritisak gume koje prelaze atmosferski pritisak. Atmosferski pritisak na nivou mora je 7 funti po kvadratnom inču.

Manometarski pritisak se može meriti za sve tečnosti - vazduh kao i tečnosti. Primjer bi bio živin barometar, što ukazuje na atmosferski pritisak. Bilo je jedini način mjeriti atmosferski pritisak prije nekoliko decenija. U ovom slučaju, staklena cijev koja je zatvorena na jednom kraju se puni živom, a zatim se naopako stavlja u posudu sa živom. Kako živa pada pod gravitacijom, stvara vakuum na vrhu zatvorenog kraja cijevi.

U tehnologiji se trenutno u nekim slučajevima i dalje koriste tehnički MKGSS (metar, kilogram-sila, sekunda, a) i fizički CGS (centimetar, gram, sekunda) sistemi jedinica. Koriste se i vansistemske jedinice - tehnička atmosfera i bar:

Niti ne treba brkati tehničku atmosferu sa fizičkom, koja se još uvijek koristi kao jedinica za pritisak:

Kada se atmosferski tlak poveća, površinski tlak žive u posudi se povećava i uzrokuje da više žive uđe u staklenu cijev; stoga se nivo žive unutar staklene cijevi povećava u skladu s tim. Tada možete očitati atmosferski pritisak kao vrijednost urezanu na staklenoj cijevi na vrhu živine kolone.

Pronađite podignutu težinu hidraulična presa kada je sila primijenjena na klip 500 N. 3 Problem 3 Izračunajte pritisak zbog stuba od 3" . Odrediti intenzitet pritiska na površini dve tečnosti i na dnu rezervoara 8 Zadatak 7 Prečnik malog klipa i velikog klipa hidraulična dizalica 3 cm, odnosno 10 cm. Pronađite težinu koju podiže veliki klip kada: su klipovi na istom nivou. mali klip je 40 cm viši od velikog klipa. Apsolutni pritisak: definiše se kao pritisak koji se meri u odnosu na apsolutni pritisak vakuuma. Manometarski tlak: definiran kao tlak koji se mjeri sa mjerni uređaj, pritisak pri kojem se kao referentna tačka uzima atmosferski pritisak. Atmosferski pritisak je na skali označen kao nula. vakuumski pritisak: definisan kao pritisak ispod atmosferskog pritiska. Manometri su definirani kao uređaji koji se koriste za mjerenje tlaka u nekoj tački u tekućini balansiranjem stupca tekućine sa istim ili različitim stupcem tekućine. Oni su klasifikovani kao: jednostavni manometri, diferencijalni manometri. 2 mehanička senzora. Mehanički pretvarači su definirani kao uređaji koji se koriste za mjerenje tlaka balansiranjem stupca tekućine s oprugom ili mrtvom masom. Središte cijevi je 12 cm ispod nivoa žive u desnom ekstremitetu. Drugi kraj mjerača je otvoren prema atmosferi. Desna strana manometra sadrži živu i otvorena je za atmosferu. Kontakt između vode i žive je u lijevom ekstremitetu. Opišite redoslijed u oba slučaja. Manometar prikazan na slici pokazuje kada je posuda prazna. Voda. 23. Za dublje proučavanje vakuumski sistemi pročitajte Postavljanje vakuuma u rad, smanjenje uštede energije iz pneumatskih sistema, rukovanje vakuumom i projektovanje pomoću usisivača i usisnih čaša.

2.1.3. Svojstva hidrostatskog pritiska

Hidrostatički pritisak ima dva glavna svojstva.

1. vlasništvo. Sile hidrostatskog pritiska u fluidu koji miruje uvek su usmerene prema unutra duž normale na područje delovanja, tj. su kompresivni.

U industrijskom vakuumskom sistemu, vakuumska pumpa ili generator uklanja vazduh iz sistema kako bi stvorio razliku pritiska. Međutim, izračunavanje radnih sila ili promjena zapremine u vakuumskim sistemima zahtijeva pretvaranje negativnog mano tlaka ili apsolutnog tlaka. Grubo, do 28 inča. . Od toga je samo ventilator ekonomičan izbor za autonomne ili specijalizovane vakuum sisteme. U većini primjena, važno je da generator može povući potreban vakuum u najkraćem vremenu kako bi se smanjila potrošnja zraka.

Ovo svojstvo je dokazano kontradikcijom. Ako pretpostavimo da su sile usmjerene prema van duž normale, onda je to ekvivalentno pojavi vlačnih napona u tekućini, koje ona ne može uočiti (ovo proizilazi iz svojstava tekućine).

2. vlasništvo. Vrijednost hidrostatskog pritiska u bilo kojoj tački fluida je ista u svim smjerovima, tj. ne zavisi od orijentacije u prostoru lokacije na kojoj deluje

U fizici se koriste različiti izrazi za fizičku količinu "pritiska". Ovdje ih treba objasniti radi boljeg razumijevanja. Pritisak mjeren u odnosu na atmosferski tlak ili atmosferski tlak naziva se manometarski tlak. Unutar prostorije, na primjer, nadpritisak nastaje kada u isto vrijeme zapreminski volumen prodire u prostor više nego što nastaje. Ako je pritisak u određenoj zapremini, kao što je posuda, manji od pritiska okoline izvan posude, postoji negativna razlika pritiska.

Ovo se još naziva i vakuum. Pri apsolutnom pritisku se mjeri razlika u idealnom vakuumu. Stoga vanjski utjecaji poput vremena ili nadmorske visine ne utiču na rezultat mjerenja. Pritisak je uvijek povezan sa apsolutnom nultom tačkom - apsolutnim vakuumom. Dobro poznata mjera apsolutnog pritiska je ambijentalni pritisak. Sve fizičke formule na temu pritiska, obično rade sa podacima o apsolutnom pritisku. To se također odnosi i na formule predstavljene na ovim stranicama.

gdje - hidrostatski pritisci u smjeru koordinatnih osa;

Isto u proizvoljnom pravcu.

Da bismo dokazali ovo svojstvo, izdvajamo u stacionarnom fluidu elementarnu zapreminu u obliku tetraedra sa ivicama paralelnim sa koordinatnim osa i, respektivno, jednakim , i (Sl. 2.3).

Ako je potrebno napraviti razliku, to se radi sa oznakama za relativni pritisak i za apsolutni pritisak. Mjerenje relativnog tlaka uvijek mjeri razliku sa preovlađujućim okolnim pritiskom. Međutim, na to utječe odgovarajuća udaljenost do razine mora i vremenske promjene i stalno se mijenja. Stoga se specifikacija relativnog tlaka uvijek odnosi na trenutni atmosferski tlak i ovisi o njemu. S tim u vezi, govorimo o nadpritisku kada je pritisak veći od pritiska okoline, ili kada je pritisak niži od pritiska okoline.

Rice. 2.3. Šema za dokaz imovine

o nezavisnosti hidrostatskog pritiska od pravca

Hajde da uvedemo notaciju: - hidrostatički pritisak koji djeluje na lice normalno na osu;

Pritisak na lice normalno na osu;

Pritisak koji djeluje na nagnuto lice;

Stoga je ispitni tlak uvijek specificiran kao relativni pritisak. Odgovarajući regulatori pritiska automatski postavljaju traženi ispitni pritisak kao razliku pritiska u odnosu na trenutni ambijentalni pritisak. Odgovarajući prikaz pritiska uvek se odnosi na pritisak okoline.

Međutim, na nekim uređajima ispitni tlak se mjeri senzorima apsolutnog pritiska. U ovom slučaju, pritisak je prikazan u odnosu na apsolutni vakuum. Poznati sistem za merenje apsolutnog pritiska je barometar. On mjeri trenutni preovlađujući atmosferski pritisak u odnosu na apsolutnu nultu tačku.

Područje ovog lica;

Gustina tečnosti.

Zapišimo uslove ravnoteže za tetraedar (kao za kruto tijelo) u obliku tri jednadžbe projekcije sile i tri jednadžbe momenata:

Kada se zapremina tetraedra smanji na nulu u granici, sistem delujućih sila se transformiše u sistem sila koje prolaze kroz jednu tačku, i na taj način jednačine momenta gube smisao.

Dakle, unutar odabranog volumena na tečnost djeluje jedinična tjelesna sila, čije su projekcije ubrzanja jednake , , i. U hidraulici je uobičajeno da se sile tijela odnose na jedinicu mase, a budući da će projekcija sile jedinice mase biti brojčano jednaka ubrzanju.

gdje su projekcije jedinične masene sile na koordinatne ose;

Masa tečnosti;

Ubrzanje.

Sastavimo jednadžbu ravnoteže za odabrani volumen tekućine u smjeru ose , uzimajući u obzir da su sve sile usmjerene duž normala na odgovarajuća područja unutar zapremine tekućine:

gdje je projekcija sile od hidrostatskog pritiska;

Projekcija sile iz pritiska;

Projekcija sile mase koja djeluje na tetraedar.

Dijeljenje jednačine (2.2) sa površinom , koja je jednaka površini projekcije nagnutog lica u avion , tj. , dobijamo

Kako dimenzije tetraedra teže nuli, posljednji član jednačine koji sadrži faktor , takođe teži nuli, a pritisak ostati konačan.

Dakle, u granici koju dobijamo

Slično sastavljanjem jednadžbi ravnoteže duž osa i, nalazimo

Pošto su dimenzije tetraedra , i i nagib lokacije se uzimaju proizvoljno, onda će, shodno tome, u granici, kada se tetraedar skupi u tačku, pritisak u ovoj tački će biti isti u svim smjerovima. Q.E.D.

Razmatrano svojstvo pritiska u stacionarnom fluidu takođe se dešava kada se neviscidni (idealni) fluid kreće. Pri kretanju realnog fluida nastaju tangencijalni naponi, usled čega pritisak u stvarnom fluidu, strogo govoreći, ne poseduje naznačeno svojstvo.

Uglavnom pritisak u tački zavisi od koordinata tačke koja se razmatra, a u slučaju nestacionarnog kretanja fluida može se promeniti u svakoj datoj tački tokom vremena: .

Uprkos trivijalnosti i jednostavnosti pitanja, dešava se da ljudi ne razumeju u potpunosti suštinu pojmova "apsolutni pritisak", "višak pritiska", "diferencijalni pritisak", (normalan) "atmosferski pritisak" itd., zbunjujući ih. ili ne razumijevanje samo kvantitativne, već i kvalitativne razlike jedne od drugih. Na ovoj stranici odlučujemo da napišemo nekoliko riječi o konceptu različitih pritisaka. Nismo nastojali da u nastavku iznesemo potpune informacije o ovom pitanju - lako se mogu pronaći, na primjer, na Wikipediji - već smo, naprotiv, pokušali ukratko sumirati glavno značenje ovih pojmova.

Apsolutni pritisak

Koncept "apsolutnog pritiska" odnosi se na način na koji je pritisak specificiran u odnosu na referentnu tačku. Apsolutni pritisak je pritisak naznačen apsolutnim vakuumom kao referentnom tačkom. Pretpostavlja se da pritisak ne može biti manji od apsolutnog vakuuma - stoga, u odnosu na njega, svaki pritisak može biti označen pozitivnim brojem.

Taj apsolutni pritisak, koji je između apsolutnog vakuuma i pritiska koji se smatra dostupnim na nivou mora (normalni atmosferski pritisak = 101325 Pa ≈ 760 mm ≈ 1 apsolutni bar), je parcijalni vakuum.

Taj apsolutni pritisak, čija je vrijednost viša od nivoa normalnog atmosferskog tlaka, također se može označiti kao manometar, pri čemu se referentna tačka uzima kao standardni atmosferski pritisak. Apsolutni pritisak je jednak manometarskom pritisku plus atmosferski pritisak.

Na slovu je ponekad podvučeno šta je tačno naznačen apsolutni pritisak a i na ruskom i na engleskom i njemački, na primjer: bar(s). Na primjer, pritisak na nivou mora je približno 1 bar(a).

Nadpritisak

Koncept nadpritiska, kao i apsolutni pritisak, odnosi se na referentnu tačku za indikaciju pritiska. Manometarski tlak je onaj tlak koji je naznačen korištenjem, kao referentne tačke, normalnog atmosferskog tlaka.

Manometarski pritisak je jednak apsolutnom pritisku minus atmosferskom pritisku. Na primjer, pritisak na razini mora od 1 bar(a) također se može prijaviti kao nadtlak od 0 bar(a).

U pisanom obliku, indikacija nadpritiska je ponekad podvučena slovom i na ruskom jeziku, g na engleskom (od riječi mjerilo, odnosno instrument [pritisak] - jer na manometrima se obično prikazuje višak pritiska) i slovo ü na njemačkom (od riječi Uberdruck, tj. "nadpritisak").

Atmosferski pritisak, normalni atmosferski pritisak

Koncept atmosferskog pritiska se kvalitativno razlikuje od pojmova manometarskog i apsolutnog pritiska i ne odnosi se na referentnu tačku, već na mesto merenja. Atmosferski pritisak je pritisak dostupan na bilo kojoj mjernoj tački na Zemlji. Atmosferski pritisak može značajno varirati u zavisnosti od nadmorske visine i vremenskih uslova. Što se tiče referentne tačke, atmosferski pritisak je uvek apsolutan.

Kao normalni atmosferski pritisak uzimaju se u okviru različiti standardi razvijen različite organizacije, različita značenja- najčešće je, međutim, usvajanje 101325 Pa kao normalnog atmosferskog pritiska. Među Evropski proizvođači opreme, također je uobičajeno da se uvjetno smatra da ovaj tlak odgovara 1 baru.

Diferencijalni pritisak

Diferencijalni pritisak je razlika između pritiska na dve merne tačke. Nije ni apsolutan ni pretjeran i obično se koristi kao indikator pada tlaka na bilo kojoj opremi ili njenoj komponenti (najčešće na filterima za čišćenje komprimiranog zraka i plinova).

V klasična fizika, na primjer, u termodinamici se tlak mjeri u jedinicama apsolutnog pritiska u odnosu na apsolutni vakuum, ali kada se govori o pritisku u tehnici obično mislimo na tzv. instrumentalni ili prekomjerni pritisak (ponekad se naziva i "djelujući", a vrlo rijetko "manometar").

Svi ovi koncepti povezani su sljedećom jednostavnom jednakošću: Apsolutni pritisak na planeti Zemlji je ukupni pritisak koji djeluje na supstancu, ili drugim riječima, to je zbir atmosferskog (barometarskog) i viška tlaka:

R abs \u003d R atm + R izb

Razlika između koncepata je u tome što:

• instrumentalni ili prekomjerni ("djelujući", "mjerni") tlak mjeri se u odnosu na atmosferski, ili:
• nulti instrument (manometar) je jednak atmosferskom (barometrijskom) pritisku, ili
• apsolutni vakuum jednak je "minus jednoj atmosferi" instrumentalnog (manomjernog, manometarskog) pritiska i, u isto vrijeme, jednak je nultom apsolutnom pritisku.

Imajte na umu da u velikoj većini slučajeva u inženjerskom životu, kada se govori o pritisku, misli se upravo na instrumentalni (prekomerni) pritisak. Ali uvek možete ponovo da pitate.

Jedinica za pritisak psig - instrumentalni (prekomjeran iznad atmosferskog) pritisak u psi (funtima po kvadratnom inču) - anglosaksonska jedinica. Jedinica za pritisak psia - apsolutno u psi (funtima po kvadratnom inču).

• Apsolutni pritisak - vrijednost izmjerena u odnosu na pritisak jednaka apsolutnoj nuli. Drugim riječima - pritisak u odnosu na apsolutni vakuum.
• Barometarski pritisak, atmosferski pritisak je apsolutni pritisak zemljine atmosfere. Ova vrsta pritiska dobila je ime po mjernom instrumentu barometra, koji, kao što znate, određuje atmosferski tlak u određenom trenutku na određenoj temperaturi i na određenoj visini iznad nivoa mora. S obzirom na ovaj pritisak, određuju se nadpritisak i vakuum.
• Nadpritisak - odvija se ako postoji pozitivna razlika između izmjerenog i barometarskog tlaka. Odnosno, nadpritisak je iznos za koji je izmjereni tlak veći od barometarskog tlaka. Za mjerenje ovog tipa pritiska koristi se manometar. Ovo je očigledno pozitivan pritisak instrumenta.
• Vakum ili drugi vakuumski pritisak je iznos za koji je izmjereni tlak instrumenta manji od barometarskog tlaka. Ako je višak tlaka naznačen u pozitivnim jedinicama, tada je vakuum u negativnim jedinicama od -103 do 0 kPa. Uređaji koji mogu mjeriti ovaj tip tlaka nazivaju se vakuum mjerači. Ovo je, naravno, negativan pritisak instrumenta.
• Diferencijalni pritisak Javlja se kada se jedan pritisak uporedi sa drugim. U strogom smislu, sve vrste pritisaka osim apsolutnog su diferencijalne :)