¾ piezometri,

¾ manometri,

¾ vacuometri.

Piezometri e manometri misurano la pressione in eccesso (manometro)., cioè funzionano se la pressione totale nel liquido supera un valore pari ad un'atmosfera p= 1kgf/cm2= 0,1MPa P p uomo p atm p atm = = 101325 » 100000papà .

hp ,

dove hp m.

hp .

MPa o kPa(vedi a pag. 54). Tuttavia, i vecchi manometri con una scala in kgf/cm2, sono convenienti in quanto questa unità è uguale a un'atmosfera (vedi p. 8). La lettura zero di qualsiasi manometro corrisponde a piena pressione P uguale a un'atmosfera.

Vacuometro a modo mio aspetto esteriore assomiglia a un manometro, ma mostra quella frazione di pressione che aggiunge alla pressione totale nel liquido il valore di un'atmosfera. Il vuoto in un liquido non è un vuoto, ma un tale stato di un liquido quando la pressione totale al suo interno è inferiore di una quantità alla pressione atmosferica spillospillo

.

Valore del vuoto pv non può essere più di 1 in spillo " 100000papà

Piezometro che mostra h p = 160vedi aq. Arte. p est = 16000papà e p= 100000+16000=116000papà;

Manometro con letture p uomo = 2,5kgf/cm2 h p = 25 m e la pressione totale in SI p= 0,35MPa;

vacuometro che mostra p in = 0,04MPa p= 100000-40000=60000papà

Se la pressione P viene misurata dallo zero assoluto, viene chiamata pressione assoluta Rabs. Se la pressione viene contata da quella atmosferica, viene chiamata Pizb in eccesso (manometrico). Si misura con un manometro. La pressione atmosferica è costante Ratm = 103 kPa (Fig. 1.5). Vuoto pressione Рvac - mancanza di pressione alla pressione atmosferica.

6.Equazione di base dell'idrostatica (conclusione). La legge di Pasquale. paradosso idrostatico. Fontane dell'airone, dispositivo, principio di funzionamento.

Equazione di base dell'idrostatica afferma che la pressione totale in un fluido Pè uguale alla somma della pressione esterna sul liquido po e pressione del peso della colonna di liquido pw, ovvero: , dove h- l'altezza della colonna di liquido sopra il punto (la profondità della sua immersione), in cui viene determinata la pressione. Dall'equazione segue che la pressione nel liquido aumenta con la profondità e la dipendenza è lineare.

Nel caso particolare di serbatoi aperti comunicanti con l'atmosfera (Fig. 2), la pressione esterna sul liquido è pari alla pressione atmosferica P o= p atm= 101325 papà 1 in. Quindi l'equazione di base dell'idrostatica prende la forma

.

La pressione relativa (manometro) è la differenza tra la pressione totale e quella atmosferica. Dall'ultima equazione, otteniamo quella per i giacimenti aperti sovrapressione uguale alla pressione della colonna di liquido

La legge di Pasquale suona così: la pressione esterna applicata a un liquido in un serbatoio chiuso viene trasmessa all'interno del liquido in tutti i suoi punti senza variazioni. Il funzionamento di molti dispositivi idraulici si basa su questa legge: martinetti idraulici, presse idrauliche, azionamenti idraulici di macchine, sistemi frenanti di automobili.

paradosso idrostatico- una proprietà dei liquidi, che consiste nel fatto che la forza di gravità di un liquido versato in un recipiente può differire dalla forza con cui questo liquido agisce sul fondo del recipiente.

Fontane dell'Airone. Il famoso scienziato dell'antichità inventò Heron di Alessandria design originale fontana, ancora oggi utilizzata.

Il miracolo principale di questa fontana era che l'acqua della fontana batteva da sola, senza l'uso di alcuna fonte d'acqua esterna. Il principio di funzionamento della fontana è ben visibile nella figura.

Schema della fontana dell'airone

La Fontana dell'Airone è costituita da una ciotola aperta e da due vasi ermetici situati sotto la ciotola. Dalla ciotola superiore al contenitore inferiore, c'è un tubo completamente sigillato. Se versi l'acqua nella ciotola superiore, l'acqua inizia a fluire attraverso il tubo nel contenitore inferiore, spostando l'aria da lì. Poiché il contenitore inferiore stesso è completamente sigillato, l'aria espulsa dall'acqua, attraverso un tubo sigillato, trasmette pressione dell'aria nella ciotola centrale. La pressione dell'aria nel serbatoio centrale inizia a spingere fuori l'acqua e la fontana inizia a funzionare. Se per iniziare il lavoro era necessario versare dell'acqua nella vasca superiore, quindi per l'ulteriore funzionamento della fontana era già stata utilizzata l'acqua caduta nella vasca dal contenitore centrale. Come puoi vedere, il dispositivo della fontana è molto semplice, ma questo è solo a prima vista.

La salita dell'acqua nella vasca superiore avviene per effetto della pressione dell'acqua con altezza H1, mentre la fontana solleva l'acqua ad un'altezza H2 molto maggiore, cosa che a prima vista sembra impossibile. Dopotutto, questo dovrebbe richiedere molta più pressione. La fontana non dovrebbe funzionare. Ma la conoscenza degli antichi greci si rivelò così alta che ipotizzarono di trasferire la pressione dell'acqua dal vaso inferiore a quello medio, non con l'acqua, ma con l'aria. Poiché il peso dell'aria è molto inferiore al peso dell'acqua, la perdita di pressione in quest'area è molto piccola e la fontana spara dalla vasca ad un'altezza H3. L'altezza del getto della fontana H3, senza tener conto delle perdite di carico nei tubi, sarà uguale all'altezza della pressione dell'acqua H1.

Pertanto, affinché l'acqua della fontana colpisca il più in alto possibile, è necessario rendere la struttura della fontana il più alta possibile, aumentando così la distanza H1. Inoltre, è necessario alzare la nave centrale il più in alto possibile. Quanto alla legge della fisica sulla conservazione dell'energia, essa è pienamente rispettata. L'acqua dalla nave centrale, sotto l'influenza della gravità, scorre nella nave inferiore. Il fatto che si faccia così attraverso la ciotola superiore, e allo stesso tempo vi batta con una fontana, non contraddice affatto la legge di conservazione dell'energia. Quando tutta l'acqua dal vaso centrale scorre in quello inferiore, la fontana smette di funzionare.

7. Strumenti utilizzati per misurare la pressione (atmosferica, eccesso, vuoto). Dispositivo, principio di funzionamento. Classe di precisione dello strumento.

La pressione in un liquido è misurata da strumenti:

¾ piezometri,

¾ manometri,

¾ vacuometri.

Piezometri e manometri misurano la pressione in eccesso (manometro), cioè funzionano se la pressione totale nel liquido supera un valore pari a un'atmosfera p= 1kgf/cm2= 0,1MPa. Questi strumenti mostrano la proporzione di pressione sopra quella atmosferica. Per la misura in pressione totale del liquido P necessario per misurare la pressione p uomo Inserisci Pressione atmosferica p atm tratto dal barometro. In pratica, in idraulica, la pressione atmosferica è considerata un valore costante. p atm = = 101325 » 100000papà.

Un piezometro è solitamente un tubo di vetro verticale Parte inferiore che comunica con il punto indagato nel liquido, dove è necessario misurare la pressione (ad esempio il punto A in Fig. 2), e la sua parte superiore è aperta all'atmosfera. L'altezza della colonna di liquido nel piezometro hpè un'indicazione di questo dispositivo e consente di misurare la pressione in eccesso (manometro) in un punto in base al rapporto

dove hp- testa piezometrica (altezza), m.

Questi piezometri sono utilizzati principalmente per ricerca di laboratorio. I loro limite superiore la misurazione è limitata a un'altezza fino a 5 m, tuttavia, il loro vantaggio rispetto ai manometri è la misurazione diretta della pressione utilizzando l'altezza piezometrica della colonna di liquido senza meccanismi di trasmissione intermedi.

Qualsiasi pozzo, pozzo, pozzo con acqua o anche qualsiasi misura della profondità dell'acqua in un serbatoio aperto può essere utilizzato come piezometro, poiché ci dà il valore hp .

I manometri sono spesso usati meccanici, meno spesso - liquidi. Tutti i manometri non misurano la piena pressione, ma la pressione relativa.

I loro vantaggi rispetto ai piezometri sono limiti di misurazione più ampi, ma c'è anche uno svantaggio: richiedono il monitoraggio delle loro letture. I manometri di recente produzione sono graduati in unità SI: MPa o kPa. Tuttavia, i vecchi manometri con una scala in kgf/cm2, sono convenienti in quanto questa unità è uguale a un'atmosfera. La lettura zero di qualsiasi manometro corrisponde alla piena pressione P uguale a un'atmosfera.

Il vacuometro nel suo aspetto ricorda un manometro, ma mostra la frazione di pressione che integra la pressione totale nel liquido al valore di un'atmosfera. Il vuoto in un liquido non è un vuoto, ma un tale stato di un liquido quando la pressione totale al suo interno è inferiore di una quantità alla pressione atmosferica spillo che si misura con un vacuometro. pressione del vuoto spillo, mostrato dal dispositivo, è correlato al totale e atmosferico come segue: .

Valore del vuoto pv non può essere più di 1 in, cioè il valore limite spillo " 100000papà, poiché la pressione totale non può essere inferiore allo zero assoluto.

Ecco alcuni esempi di acquisizione di letture dai dispositivi:

Piezometro che mostra h p = 160vedi aq. Arte., corrisponde in unità SI alle pressioni p est = 16000papà e p= 100000+16000=116000papà;

Manometro con letture p uomo = 2,5kgf/cm2 corrisponde alla colonna d'acqua h p = 25 m e la pressione totale in SI p= 0,35MPa;

vacuometro che mostra p in = 0,04MPa, corrisponde alla pressione totale p= 100000-40000=60000papà, che è il 60% dell'atmosfera.

8. Equazioni differenziali di un fluido ideale a riposo (equazioni di L. Eulero). Derivazione di equazioni, un esempio di applicazione di equazioni per risolvere problemi pratici.

Considera il moto di un fluido ideale. Assegniamo un po' di volume al suo interno V. Secondo la seconda legge di Newton, l'accelerazione del centro di massa di questo volume è proporzionale alla forza totale che agisce su di esso. Nel caso di un fluido ideale, questa forza si riduce alla pressione del fluido che circonda il volume e, eventualmente, all'influenza di campi di forza esterni. Assumiamo che questo campo rappresenti le forze di inerzia o gravità, in modo che questa forza sia proporzionale all'intensità del campo e alla massa dell'elemento volumetrico. Poi

,

dove S- la superficie del volume selezionato, G- intensità di campo. Passando, secondo la formula di Gauss-Ostrogradsky, dall'integrale di superficie a quella del volume e tenendo conto che, dove è la densità del liquido in un dato punto, si ottiene:

A causa dell'arbitrarietà del volume V gli integrandi devono essere uguali in ogni punto:

Esprimendo la derivata totale in termini di derivata convettiva e derivata parziale:

noi abbiamo Equazione di Eulero per il moto di un fluido ideale in un campo gravitazionale:

Dov'è la densità del liquido,
è la pressione nel liquido,
è il vettore della velocità del fluido,
- vettore di tensione campo di forza,

Operatore Nabla per lo spazio tridimensionale.

Determinazione della forza della pressione idrostatica su una parete piana situata ad angolo rispetto all'orizzonte. centro di pressione. La posizione del centro di pressione nel caso di una piattaforma rettangolare, il cui bordo superiore si trova a livello della superficie libera.

Usiamo l'equazione di base dell'idrostatica (2.1) per trovare la forza totale della pressione del fluido su una parete piana inclinata rispetto all'orizzonte con un angolo arbitrario a (Fig. 2.6).

Riso. 2.6

Calcoliamo la forza totale P di pressione agente dal lato del liquido su una determinata sezione del muro in esame, delimitata da un contorno arbitrario e avente area uguale a S.

L'asse 0x è diretto lungo la linea di intersezione del piano della parete con la superficie libera del liquido e l'asse 0y è perpendicolare a questa linea nel piano della parete.

Esprimiamo prima la forza di pressione elementare applicata ad un'area infinitamente piccola dS:
,
dove p0 è la pressione sulla superficie libera;
h è la profondità della posizione del sito dS.
Per determinare la forza totale P, eseguiamo l'integrazione sull'intera area S.
,
dove y è la coordinata del centro del sito dS.

L'ultimo integrale, come è noto dalla meccanica, è momento statico dell'area S attorno all'asse 0x e è uguale al prodotto quest'area alla coordinata del suo baricentro (punto C), cioè

Quindi,

(qui hc è la profondità del baricentro dell'area S), o
(2.6)

cioè, la forza totale della pressione del fluido su una parete piana è uguale al prodotto dell'area della parete e della pressione idrostatica al baricentro di quest'area.

Trova la posizione del centro di pressione. Poiché la pressione esterna p0 è trasmessa in modo uguale a tutti i punti dell'area S, la risultante di tale pressione sarà applicata al baricentro dell'area S. Per trovare il punto di applicazione della forza di sovrappressione del liquido (punto D), applichiamo l'equazione della meccanica, secondo la quale il momento della forza di pressione risultante rispetto all'asse 0x è uguale alla somma dei momenti delle forze costituenti, cioè

dove yD è la coordinata del punto di applicazione della forza Pex.

Esprimendo Pex e dPex in termini di yc e y e definendo yD, otteniamo

dove - momento d'inerzia dell'area S rispetto all'asse 0x.
Dato che
(Jx0 è il momento d'inerzia dell'area S attorno all'asse centrale parallelo a 0x), otteniamo
(2.7)
Pertanto, il punto di applicazione della forza Pex si trova al di sotto del baricentro dell'area della parete; la distanza tra loro è

Se la pressione p0 è uguale a quella atmosferica e agisce su entrambi i lati del muro, il punto D sarà il centro di pressione. Quando p0 è maggiore dell'atmosfera, il centro di pressione si trova secondo le regole della meccanica come punto di applicazione della risultante di due forze: hcgS e p0S. In questo caso, maggiore è la seconda forza rispetto alla prima, più il baricentro è vicino al baricentro dell'area S.

Nel caso particolare in cui il muro ha forma rettangolare, ed uno dei lati del rettangolo coincide con la superficie libera del liquido, la posizione del centro di pressione si ricava da considerazioni geometriche. Poiché è raffigurato il grafico della pressione del fluido sul muro triangolo rettangolo(Fig. 2.7), il cui centro di gravità è 1/3 dell'altezza b del triangolo dalla base, quindi il centro di pressione del liquido si troverà alla stessa distanza dalla base.

Riso. 2.7

In ingegneria meccanica si ha spesso a che fare con l'azione di una forza di pressione su pareti piatte, ad esempio sulle pareti di pistoni o cilindri di macchine idrauliche. In questo caso, p0 è solitamente così alto che il baricentro può essere considerato coincidente con il baricentro dell'area della parete.

Centro di pressione

il punto in cui la linea d'azione della risultante delle forze di pressione applicate a un corpo fermo o in movimento ambiente(liquido, gas), si interseca con qualche piano disegnato nel corpo. Ad esempio, per un'ala di aeroplano ( Riso. ) C. d. è definito come il punto di intersezione della linea d'azione della forza aerodinamica con il piano delle corde alari; per un corpo di rivoluzione (corpo di un razzo, dirigibile, mio, ecc.) - come punto di intersezione della forza aerodinamica con il piano di simmetria del corpo, perpendicolare al piano passante per l'asse di simmetria e la velocità vettore del baricentro del corpo.

La posizione del baricentro dipende dalla forma del corpo, e per un corpo in movimento può dipendere anche dalla direzione del moto e dalle proprietà dell'ambiente (la sua comprimibilità). Pertanto, all'ala di un aeromobile, a seconda della forma del suo profilo alare, la posizione del profilo alare centrale può cambiare al variare dell'angolo di attacco α, oppure può rimanere invariata ("un profilo con un profilo alare centrale costante" ); nel secondo caso x cd ≈ 0,25B (Riso. ). Quando ci si muove a velocità supersonica, il baricentro si sposta in modo significativo verso la coda a causa dell'influenza della comprimibilità dell'aria.

Un cambiamento nella posizione del motore centrale degli oggetti in movimento (aeromobili, razzi, mine, ecc.) Influisce in modo significativo sulla stabilità del loro movimento. Affinché il loro movimento sia stabile in caso di variazione casuale dell'angolo di attacco a, l'aria centrale deve spostarsi in modo tale che il momento della forza aerodinamica attorno al baricentro faccia tornare l'oggetto nella sua posizione originale (per ad esempio, con un aumento di a, l'aria centrale deve spostarsi verso la coda). Per garantire stabilità, l'oggetto è spesso dotato di un'apposita unità di coda.

Illuminato.: Loitsyansky LG, Meccanica del liquido e del gas, 3a ed., M., 1970; Golubev V.V., Lezioni sulla teoria dell'ala, M. - L., 1949.

La posizione del centro di pressione del flusso sull'ala: b - corda; α - angolo di attacco; ν - vettore della velocità del flusso; x dc - distanza del centro di pressione dal naso del corpo.

10. Determinazione della forza della pressione idrostatica su una superficie curva. Eccentricità. Il volume del corpo di pressione.

Pressione- grandezza fisica che caratterizza l'intensità delle forze agenti lungo la normale alla superficie del corpo e relative all'area unitaria di tale superficie.

Esistono i seguenti tipi di pressione:

• barometrico (atmosferico)
• normale
• assoluto
• calibro (indicatore)
• acumetrico (scarico)

Per misurare la pressione vengono utilizzate varie unità: Pascal (Pa), bar, atmosfera tecnica o semplicemente atmosfera, millimetro di mercurio o colonna d'acqua, che sono nei seguenti rapporti:

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

pressione barometrica dipende dalla massa dello strato d'aria. La pressione barometrica più alta è stata registrata al livello del mare e ammontava a 809 mm Hg. Art. e il più basso - 684 mm Hg. Arte. La pressione barometrica è espressa dall'altezza della colonna di mercurio in mm, ridotta a 0 °C.

pressione normale- questo è il valore medio della pressione atmosferica per l'anno al livello del mare, che è determinato da un barometro a mercurio alla temperatura del mercurio di 273 K. È di circa 101,3 kPa (750 mmHg). Cioè, la pressione normale è chiamata pressione barometrica, uguale a un'atmosfera fisica ed è un caso speciale di pressione barometrica.

pressione assoluta detta pressione di gas e liquidi in volumi chiusi. Non dipende dallo stato dell'ambiente.

Manometroè la differenza tra pressione assoluta e pressione barometrica se la prima è maggiore della seconda.

Un manometro è un dispositivo che misura la pressione in un recipiente chiuso, essendo al di fuori di questo recipiente, subisce la pressione sia dal lato dell'ambiente che dal lato del recipiente. Pertanto, la pressione totale o assoluta del gas nel recipiente è uguale alla somma della pressione relativa e della pressione barometrica.

pressione del vuotoè la differenza tra pressione barometrica e pressione assoluta se quest'ultima è inferiore alla prima.

Nell'equazione di stato termica, come nella maggior parte delle espressioni analitiche che descrivono leggi fisiche, include la pressione assoluta dovuta alla teoria cinetica molecolare. Esistono dispositivi che consentono di misurare l'entità di questa pressione, tuttavia il loro dispositivo è piuttosto complicato e il costo è elevato. In pratica è più facile organizzare la misura non del valore assoluto della pressione, ma della differenza tra due pressioni: quella desiderata e quella atmosferica (barometrica). Conoscere il valore della pressione atmosferica, misurato utilizzando l'uno o l'altro tipo di barometro, rende facile ottenere il valore della pressione assoluta. Spesso l'accuratezza sufficiente è fornita dalla conoscenza di medie dimensioni pressione atmosferica. Se il valore determinato della pressione è maggiore di quello atmosferico, viene chiamato il valore positivo della differenza di pressione sovrapressione, che viene misurato vari tipi manometri. Se il valore della pressione misurata è inferiore alla pressione atmosferica, la sovrappressione è un valore negativo. In questo caso viene chiamato il valore assoluto della differenza di pressione pressione del vuoto; può essere misurato con vacuometri di vario tipo.

Se la pressione misurata è maggiore di quella atmosferica, Rabe = Risb. + Ratio; se la pressione misurata è inferiore alla pressione atmosferica,

A Rabe. = Ratto. - Rva* e Rvak = - Rizb.

Dimensione della pressione [p] = ML -| T “2. Viene chiamata l'unità di pressione nel Sistema internazionale di unità pasquale(Papà). Pasquale uguale alla pressione, causato da una forza di 1 N, distribuita uniformemente su una superficie normale ad essa con un'area di 1 m 2: 1 Pa \u003d 1 Nm -2 \u003d 1 kg m 1 c "2. Negli Stati Uniti, in Gran Bretagna e in alcuni altri paesi, in pratica, la pressione viene spesso misurata in libbre per pollice quadrato (lb / pollice quadrato o psi). ! bar \u003d 10 5 Pa \u003d 14,5 psi.

Viene chiamato un tubo lungo (circa 1 m), sigillato ad un'estremità, riempito di mercurio e calato con un'estremità aperta in un recipiente con mercurio, comunicante con l'atmosfera barometro a mercurio. Ti consente di determinare la pressione dell'atmosfera in base all'altezza della colonna di mercurio che riempie il tubo. Il dispositivo fu descritto per la prima volta da E. Torricelli nel 1644. L'esecuzione sistematica di misurazioni quantitative della pressione atmosferica mediante un barometro a mercurio fu proposta da Descartes nel 1647. Il funzionamento del dispositivo si basa sul fatto che la pressione nell'area sopra la superficie di mercurio nel tubo è trascurabile (il volume di spazio al di sopra del mercurio nel tubo è chiamato Torricelli vuoto). In questo caso, dalle condizioni di equilibrio meccanico del mercurio, il rapporto tra la pressione atmosferica e l'altezza della colonna di mercurio segue: ro = pgh. La pressione del vapore di mercurio in un vuoto di Torricelli alla temperatura di T = 273 K è 0,025 Pa.

La pressione atmosferica (o pressione atmosferica) dipende dall'altezza del sito di osservazione e dalle condizioni meteorologiche. V condizioni normali al livello del mare l'altezza della colonna di mercurio è di circa 76 cm e diminuisce all'aumentare del barometro.

In geofisica, il modello è adottato atmosfera standard, in cui il livello del mare corrisponde alla temperatura T=288,15 K (15°C) e pressione po =101325,0 Pa. Lo stato di un gas con la stessa pressione a una temperatura T= 273,15 K (viene chiamato 0°С condizioni normali. Valori vicini alla pressione atmosferica p = 9,81 10 4 Pa, p in = 10 5 Pai pp = 1,01 ZLO 5 Pa sono usati nelle scienze naturali e nella tecnologia per misurare la pressione e sono chiamati atmosfera tecnica(rt), sbarra(rv) e atmosfera fisica(rr).

A temperatura costante dell'atmosfera, la variazione di pressione con altezza L è descritta da formula barometrica, tenendo conto della comprimibilità dell'aria:

p _ _ „-TsvI / YAT

Qui c - massa molare aria p \u003d 29 \u003d 10 "3 kg mol Gè l'accelerazione di caduta libera vicino alla superficie terrestre, T è la temperatura assoluta e R è costante molare del gas I \u003d 8,31 J K "1 mol".

Compiti multipli

Determinare la forza /? che deve essere applicata allo stelo per muovere il pistone a velocità costante. Ignora l'attrito.

I = 20 mm, (i-mm.

Ratm =750mmHg st[tt Hg

• 4.3.1. P=2 bar p 2 = 6 capanna bar.
• 4.3.2. R ( = 0,5 barra sveglia. p 2 = 5,5 capanna bar
• 4.33. p x - 80 rі fav r 2 = 10 rvi izb
• 4.3.4. p, \u003d 6-10 5 Capanna di papà p2 = 30 psig
• 4.3.5. pj = 10 psi vuoto.

/ 27.09.2018

Determinare la pressione assoluta e di vuoto nel serbatoio. Assoluto, ridondante e pressione differenziale – segno zero. Cosa faremo con il materiale ricevuto?

Il valore numerico della pressione è determinato non solo dal sistema di unità adottato, ma anche dal punto di riferimento scelto. Storicamente, ci sono stati tre sistemi di riferimento della pressione: assoluto, relativo e vuoto (Fig. 2.2).

Riso. 2.2. Scale di pressione. Relazione tra pressione

assoluto, eccesso e vuoto

Pressione assoluta viene misurato dallo zero assoluto (Fig. 2.2). Questo sistema ha pressione atmosferica. Pertanto, la pressione assoluta è

Figura 1 Schema di layout di esempio. Figura 2 Curve di sovrappressione per gli edifici nell'esempio. Una volta sviluppate una o più curve di sovrappressione per un determinato luogo, è necessario valutare il rischio dell'edificio. Questo di solito comporta l'applicazione di un criterio di accettabilità o tolleranza al rischio per l'edificio occupato e la valutazione della capacità dell'edificio di resistere alla sovrappressione di progetto. L'approccio generale a questa parte dell'analisi è quello di stimare la sovrappressione nell'edificio corrispondente a una particolare probabilità di impatto.

La pressione assoluta è sempre positiva.

Sovrapressione contato da , cioè da zero condizionale. Per passare da assoluta a sovrappressione è necessario sottrarre la pressione atmosferica dalla pressione assoluta, che in calcoli approssimativi può essere assunta pari a 1 in:

Se questo livello di sovrappressione è sufficiente a causare danni a un edificio, con conseguenti lesioni ai suoi occupanti, la probabilità di un'esplosione diventa insopportabile ed è necessaria una qualche forma di riduzione del rischio. Per la maggior parte degli edifici dal design "convenzionale", questa quantità di sovrappressione non è in grado di causare danni significativi all'edificio o ferire gli occupanti degli edifici. Alcune finestre potrebbero essere danneggiate e potrebbero verificarsi altri danni minori, ma è improbabile che l'edificio subisca cedimenti strutturali.

Se assumiamo che gli edifici siano a forma di acciaio con rivestimenti in metallo, 7 psi possono causare danni significativi nella misura in cui gli edifici possono subire. Gli edifici non dovrebbero crollare, ma potrebbero subire deformazioni significative ed è probabile che subiscano la perdita della maggior parte del rivestimento metallico esterno. Questo tipo di risultato indica che gli edifici di controllo e di laboratorio dovrebbero essere trasferiti in una posizione più remota o aggiornati per resistere a sovrappressioni fino a 7 psi per proteggere i passeggeri da lesioni.

A volte la sovrapressione è chiamata pressione relativa.

Vuoto o vuoto si chiama mancanza di pressione atmosferica

L'eccesso di pressione indica un eccesso rispetto alla pressione atmosferica o un deficit della pressione atmosferica. È chiaro che il vuoto può essere rappresentato come una sovrappressione negativa

La relazione probabilità-conseguenza consente di considerare gli eventi ad alto impatto alla luce della loro bassa probabilità e mostra che gli eventi più probabili sono quelli con bassi effetti di sovrappressione. La modellazione delle esplosioni prevede sia la sovrapressione che la quantità di moto per una data esplosione.

L'applicazione delle curve di sovrappressione rappresenta un significativo miglioramento dell'ubicazione dell'edificio basato esclusivamente sui risultati dell'analisi delle conseguenze. Se non ci sono significativi rischi tossici o di incendio per un edificio, tale analisi può costituire la base per le decisioni di ubicazione.

Come si può notare, queste tre scale di pressione differiscono tra loro sia all'inizio che nella direzione della lettura, sebbene la lettura stessa possa essere effettuata nello stesso sistema di unità. Se la pressione è determinata in atmosfere tecniche, la designazione dell'unità di pressione ( in) viene assegnata un'altra lettera, a seconda di quale pressione viene presa come "zero" e in quale direzione viene preso un conteggio positivo.

Babita è laureata in ingegneria elettrica e ha insegnato a studenti di ingegneria e studenti che si preparano a entrare in studi medici e dentistici. In questa lezione definiremo i termini pressione assoluta, barometrica e relativa e studieremo l'equazione relativa a questi tre termini. Vedremo anche esempi di pressione di calibrazione.

Stai guidando lungo l'autostrada e noti che l'auto sta tirando leggermente di lato. Quindi porti l'auto dal tuo meccanico Mike, un meccanico esperto che nota immediatamente che le gomme sembrano un po' sgonfie. Usa un manometro delle gomme e dice che le gomme anteriori sono 29 psi. Controlla anche il lato del pneumatico e legge pressione ideale per le tue ruote, 32 psi; quindi gonfia tutte e quattro le gomme a 32 psi. Mike consiglia di controllare regolarmente le gomme per assicurarsi che siano della misura perfetta.

Ad esempio:

Pressione assoluta pari a 1,5 kg/cm 2;

La sovrappressione è di 0,5 kg/cm 2 ;

Il vuoto è di 0,1 kg/cm 2 .

Molto spesso, un ingegnere non è interessato alla pressione assoluta, ma alla sua differenza dalla pressione atmosferica, poiché le pareti delle strutture (serbatoio, tubazioni, ecc.) Di solito subiscono l'effetto della differenza di queste pressioni. Pertanto, nella maggior parte dei casi, gli strumenti per la misurazione della pressione (manometri, vacuometri) mostrano direttamente la pressione in eccesso (manometro) o il vuoto.

Pedali sentendoti al sicuro, ed è allora che inizi a chiederti: cos'è la pressione relativa? Al livello del mare, l'aria sopra la superficie ha peso a causa della forza di gravità. Questo peso può essere sentito sulla superficie su cui preme e conosciamo questa pressione come pressione atmosferica, indicata come Patm. Quindi, se continuiamo a crescere in quota, c'è meno aria a quel livello, quindi il peso diminuisce di conseguenza. Alla fine, raggiungeremo un punto in cui non c'è aria.

La pressione a questo punto è zero, quindi la pressione misurata rispetto alla pressione nel vuoto è chiamata pressione assoluta, indicata da Pabs. La differenza tra pressione assoluta e pressione atmosferica è quella che chiamiamo pressione relativa. Può essere calcolato se conosciamo la pressione assoluta e atmosferica usando questa formula.

Unità di pressione. Come risulta dalla definizione stessa di pressione, la sua dimensione coincide con la dimensione della sollecitazione, cioè è la dimensione della forza divisa per la dimensione dell'area.

L'unità di pressione nel Sistema Internazionale di Unità (SI) è il pascal - pressione causata da una forza uniformemente distribuita su un'area normale ad essa, cioè insieme a questa unità di pressione vengono utilizzate unità ingrandite: kilopascal (kPa) e megapascal (MPa) :

La pressione relativa è solitamente espressa in libbre per pollice quadrato. Quindi, quando il tuo meccanico misura la pressione dei pneumatici e riempie l'aria a 32 psi, misura pressione interna pneumatici che superano la pressione atmosferica. La pressione atmosferica al livello del mare è di 7 libbre per pollice quadrato.

La pressione relativa può essere misurata per tutti i liquidi, aria e liquidi. Un esempio sarebbe barometro a mercurio, che indica la pressione atmosferica. Era l'unico modo misurare la pressione atmosferica diversi decenni fa. In questo caso, un tubo di vetro chiuso a un'estremità viene riempito di mercurio e quindi posto capovolto in un contenitore di mercurio. Quando il mercurio cade per gravità, crea un vuoto nella parte superiore dell'estremità chiusa del tubo.

Nella tecnologia, attualmente, in alcuni casi, continuano ad essere utilizzati i sistemi di unità MKGSS (metro, chilogrammo-forza, secondo, a) e CGS (centimetro, grammo, secondo) fisico (centimetro, grammo, secondo). Vengono utilizzate anche unità fuori sistema - atmosfera tecnica e bar:

Né si deve confondere l'atmosfera tecnica con quella fisica, che ha ancora una qualche utilità come unità di pressione:

Quando la pressione atmosferica aumenta, la pressione superficiale del mercurio nel contenitore aumenta e fa entrare più mercurio nel tubo di vetro; pertanto, il livello di mercurio all'interno del tubo di vetro aumenta di conseguenza. È quindi possibile leggere la pressione atmosferica come un valore inciso sul tubo di vetro nella parte superiore della colonna di mercurio.

Trova il peso sollevato pressa idraulica quando la forza applicata allo stantuffo è 500 N. 3 Problema 3 Calcolare la pressione dovuta alla colonna da 3". Trova l'intensità della pressione sulla superficie di due liquidi e sul fondo del serbatoio 8 Problema 7 Diametri di un pistone piccolo e di un pistone grande Martinetto idraulico rispettivamente 3 cm e 10 cm. Trova il peso sollevato dal pistone grande quando: i pistoni sono allo stesso livello. il pistone piccolo è 40 cm più alto del pistone grande. Pressione assoluta: è definita come la pressione misurata rispetto alla pressione assoluta di un vuoto. Pressione relativa: definita come la pressione con cui viene misurata dispositivo di misurazione, la pressione alla quale la pressione atmosferica viene presa come punto di riferimento. La pressione atmosferica è indicata come zero sulla scala. pressione del vuoto: definita come pressione al di sotto della pressione atmosferica. I manometri sono definiti come dispositivi utilizzati per misurare la pressione in un punto in un liquido bilanciando una colonna di liquido con la stessa o una diversa colonna di fluido. Sono classificati come: semplici manometri, manometri differenziali. 2 sensori meccanici. I trasduttori meccanici sono definiti come dispositivi utilizzati per misurare la pressione bilanciando una colonna di liquido con una molla o una massa morta. Il centro del tubo è 12 cm sotto il livello di mercurio nell'arto destro. L'altra estremità dell'indicatore è aperta all'atmosfera. Il lato destro del manometro contiene mercurio ed è aperto all'atmosfera. Il contatto tra acqua e mercurio è nell'arto sinistro. Descrivi l'ordine in entrambi i casi. Il manometro mostrato in figura mostra quando il vaso è vuoto. Acqua. 23. Per uno studio più approfondito sistemi sottovuoto leggi Mettere in funzione un aspirapolvere, Ridurre il risparmio energetico dai sistemi pneumatici, Gestire un vuoto e Progettare con aspirapolvere e ventose.

2.1.3. Proprietà della pressione idrostatica

La pressione idrostatica ha due proprietà principali.

1a proprietà. Le forze della pressione idrostatica in un fluido a riposo sono sempre dirette verso l'interno lungo la normale all'area di azione, ad es. sono compressivi.

In un sistema per vuoto industriale, una pompa per vuoto o un generatore rimuove l'aria dal sistema per creare un differenziale di pressione. Tuttavia, il calcolo delle forze di lavoro o la modifica del volume nei sistemi per vuoto richiede la conversione della pressione relativa negativa o della pressione assoluta. Ruvido, fino a 28 pollici. . Di questi, solo il fan lo è scelta economica per sistemi del vuoto autonomi o specializzati. Nella maggior parte delle applicazioni, è importante che il generatore possa aspirare il vuoto richiesto nel minor tempo possibile per ridurre al minimo il consumo d'aria.

Questa proprietà è provata per contraddizione. Se assumiamo che le forze siano dirette verso l'esterno lungo la normale, ciò equivale alla comparsa di sollecitazioni di trazione nel liquido, che non può percepire (ciò deriva dalle proprietà del liquido).

2a proprietà. Il valore della pressione idrostatica in qualsiasi punto del fluido è lo stesso in tutte le direzioni, cioè non dipende dall'orientamento nello spazio del sito su cui agisce

In fisica, vengono utilizzate espressioni diverse per la quantità fisica di "pressione". Dovrebbero essere spiegati qui per una migliore comprensione. La pressione misurata rispetto alla pressione atmosferica o alla pressione atmosferica è chiamata pressione relativa. All'interno di una stanza, ad esempio, si verifica una sovrappressione quando, contemporaneamente, il volume volumetrico penetra nello spazio più di quanto non si manifesti. Se la pressione in un certo volume, come un recipiente, è inferiore alla pressione ambiente all'esterno del recipiente, si ha una differenza di pressione negativa.

Questo è anche chiamato vuoto. Alla pressione assoluta, viene misurata la differenza nel vuoto ideale. Pertanto, le influenze esterne come il tempo o l'altitudine non influenzano il risultato della misurazione. La pressione è sempre correlata al punto zero assoluto - il vuoto assoluto. Una misura ben nota della pressione assoluta è la pressione ambiente. Qualunque cosa formule fisiche in materia di pressione, di solito lavorano con dati di pressione assoluta. Ciò vale anche per le formule presentate in queste pagine.

dove - pressioni idrostatiche nella direzione degli assi delle coordinate;

Lo stesso in una direzione arbitraria.

Per dimostrare questa proprietà, individuiamo in un fluido stazionario un volume elementare a forma di tetraedro con spigoli paralleli agli assi coordinati e, rispettivamente, uguale a , e (Fig. 2.3).

Se è necessario fare una distinzione, questo viene fatto con i segni per la pressione relativa e per la pressione assoluta. La misurazione della pressione relativa misura sempre la differenza con la pressione ambiente prevalente. Tuttavia, questo è influenzato dalla rispettiva distanza dal livello del mare e dai cambiamenti meteorologici ed è in continua evoluzione. Pertanto, la specifica della pressione relativa si riferisce sempre e dipende dalla pressione atmosferica attuale. In relazione a ciò si parla di sovrappressione quando la pressione è maggiore della pressione ambiente, oppure quando la pressione è inferiore alla pressione ambiente.

Riso. 2.3. Schema per la prova della proprietà

sull'indipendenza della pressione idrostatica dalla direzione

Introduciamo la notazione: - pressione idrostatica agente sulla faccia normale all'asse;

Pressione su una faccia normale all'asse;

Pressione che agisce su una faccia inclinata;

Pertanto, la pressione di prova viene sempre specificata come pressione relativa. Appropriati regolatori di pressione impostano automaticamente la pressione di prova richiesta come differenza di pressione rispetto alla pressione ambiente attuale. L'indicazione della pressione corrispondente si riferisce sempre alla pressione ambiente.

Tuttavia, su alcuni dispositivi, la pressione di prova viene misurata da sensori di pressione assoluta. In questo caso la pressione è indicata con riferimento al vuoto assoluto. Un noto sistema per misurare la pressione assoluta è il barometro. Misura l'attuale pressione atmosferica prevalente rispetto al punto zero assoluto.

L'area di questa faccia;

Densità del liquido.

Scriviamo le condizioni di equilibrio per un tetraedro (come per un corpo rigido) sotto forma di tre equazioni di proiezione di forza e tre equazioni di momento:

Quando il volume del tetraedro diminuisce a zero nel limite, il sistema di forze agenti si trasforma in un sistema di forze passanti per un punto e, quindi, le equazioni del momento perdono il loro significato.

Pertanto, all'interno del volume selezionato, una forza corporea unitaria agisce sul liquido, le cui proiezioni di accelerazione sono uguali , , e. In idraulica, è consuetudine riferire le forze del corpo a un'unità di massa e poiché la proiezione di una forza di massa unitaria sarà numericamente uguale all'accelerazione.

dove, sono le proiezioni di una forza di massa unitaria sugli assi delle coordinate;

La massa del liquido;

Accelerazione.

Componiamo l'equazione di equilibrio per il volume di liquido selezionato nella direzione dell'asse , tenendo conto allo stesso tempo che tutte le forze sono dirette lungo le normali alle aree corrispondenti all'interno del volume del liquido:

dove è la proiezione della forza dalla pressione idrostatica;

Proiezione di forza da pressione;

Proiezione della forza di massa agente sul tetraedro.

Dividendo l'equazione (2.2) per l'area , che è uguale all'area di proiezione della faccia inclinata all'aereo , cioè. , noi abbiamo

Poiché le dimensioni del tetraedro tendono a zero, l'ultimo termine dell'equazione contenente il fattore , tende anche a zero, e la pressione rimanere finito.

Pertanto, nel limite otteniamo

Compilando allo stesso modo le equazioni di equilibrio lungo gli assi e, troviamo

Poiché le dimensioni del tetraedro , e e pendenza del sito sono presi arbitrariamente, quindi, di conseguenza, al limite, quando il tetraedro si contrae in un punto, la pressione in questo punto sarà la stessa in tutte le direzioni. QED

La proprietà considerata della pressione in un fluido stazionario si verifica anche quando un fluido non viscoso (ideale) si muove. Quando un fluido reale si muove, sorgono sollecitazioni tangenziali, a seguito delle quali la pressione in un fluido reale, in senso stretto, non possiede la proprietà indicata.

Generalmente la pressione in un punto dipende dalle coordinate del punto in esame, e in caso di moto instabile del fluido può cambiare in ogni dato punto nel tempo: .

Nonostante la banalità e la semplicità della domanda, accade che le persone non comprendano appieno l'essenza dei concetti "pressione assoluta", "pressione eccessiva", "pressione differenziale", (normale) "pressione atmosferica", ecc., Confondendoli o non comprendendoli solo differenze quantitative, ma anche qualitative l'una dall'altra. In questa pagina decidiamo di scrivere qualche parola sul concetto di pressioni diverse. Non abbiamo cercato di presentare di seguito informazioni complete su questo argomento - lo si può trovare facilmente, ad esempio, su Wikipedia - ma, al contrario, abbiamo cercato di riassumere brevemente il significato principale di questi concetti.

Pressione assoluta

Il concetto di "pressione assoluta" si riferisce al modo in cui la pressione viene specificata rispetto a un punto di riferimento. La pressione assoluta è la pressione indicata dal vuoto assoluto come punto di riferimento. Si presume che non ci possa essere una pressione inferiore al vuoto assoluto, quindi, rispetto ad esso, qualsiasi pressione può essere indicata da un numero positivo.

Quella pressione assoluta, che è compresa tra il vuoto assoluto e la pressione che si considera disponibile al livello del mare (pressione atmosferica normale = 101325 Pa ≈ 760 mm ≈ 1 bar assoluto), è un vuoto parziale.

Quella pressione assoluta, il cui valore è superiore al livello della normale pressione atmosferica, può anche essere designata come pressione relativa, con un punto di riferimento preso come pressione atmosferica standard. La pressione assoluta è uguale alla pressione relativa più la pressione atmosferica.

Sulla lettera, ciò che è indicata esattamente la pressione assoluta è talvolta sottolineato dalla lettera un sia in russo che in inglese e Tedesco, ad esempio: barra/e. Ad esempio, la pressione al livello del mare è di circa 1 bar(a).

Sovrapressione

Il concetto di sovrappressione, come la pressione assoluta, si riferisce al punto di riferimento per indicare la pressione. La pressione relativa è quella pressione, che viene indicata utilizzando, come punto di riferimento, la normale pressione atmosferica.

La pressione relativa è uguale alla pressione assoluta meno la pressione atmosferica. Ad esempio, una pressione al livello del mare di 1 bar(a) può anche essere segnalata come una sovrappressione di 0 bar.

Per iscritto, un'indicazione di sovrappressione è talvolta sottolineata dalla lettera e In lingua russa, G in inglese (dalla parola misura, cioè strumento [pressione] - perché sui manometri, di solito viene visualizzata la sovrappressione) e la lettera ü in tedesco (dalla parola Uberdruck, cioè "sovrapressione").

Pressione atmosferica, pressione atmosferica normale

Il concetto di pressione atmosferica è qualitativamente diverso dai concetti di pressione relativa e assoluta e si riferisce non a un punto di riferimento, ma a un luogo di misura. La pressione atmosferica è la pressione disponibile in qualsiasi punto di misurazione sulla Terra. La pressione atmosferica può variare notevolmente a seconda dell'altitudine e delle condizioni meteorologiche. Per quanto riguarda il punto di riferimento, la pressione atmosferica è sempre assoluta.

Come normale pressione atmosferica sono presi, nell'ambito di standard diversi sviluppato diverse organizzazioni, significati diversi- la più comune, invece, è l'adozione di 101325 Pa come normale pressione atmosferica. Tra Produttori europei attrezzatura, è consuetudine considerare condizionatamente anche questa pressione corrispondente a 1 bar.

Pressione differenziale

La pressione differenziale è la differenza tra la pressione in due punti di misurazione. Non è né assoluto né eccessivo, e viene solitamente utilizzato come indicatore della caduta di pressione su qualsiasi apparecchiatura o suo componente costitutivo (il più delle volte sui filtri per la pulizia dell'aria compressa e dei gas).

V fisica classica, ad esempio, in termodinamica, la pressione viene misurata in unità di pressione assoluta rispetto al vuoto assoluto, ma quando si parla di pressione in ingegneria, di solito si intende la cosiddetta. pressione strumentale o eccessiva (a volte è anche chiamata "recitazione" e molto raramente "indicatore").

Tutti questi concetti sono collegati dalla seguente semplice uguaglianza: La pressione assoluta sul pianeta Terra è la pressione totale che agisce su una sostanza, o in altre parole, è la somma delle pressioni atmosferiche (barometriche) e delle sovrappressioni:

R abs \u003d R atm + R izb

La differenza tra i concetti è che:

• la pressione strumentale o in eccesso ("recitazione", "manometro") viene misurata rispetto a quella atmosferica o:
• la pressione dello strumento zero (manometro) è uguale alla pressione atmosferica (barometrica), o
• il vuoto assoluto è uguale a "meno un'atmosfera" della pressione strumentale (manometro, manometrica) e, allo stesso tempo, è uguale a zero pressione assoluta.

Tieni presente che nella stragrande maggioranza dei casi nella vita ingegneristica, quando si parla di pressione, si intende proprio una pressione strumentale (eccessiva). Ma puoi sempre chiedere di nuovo.

Unità di pressione psig - pressione strumentale (eccessiva al di sopra dell'atmosfera) in psi (libbre per pollice quadrato) - un'unità anglosassone. Unità di pressione psia - assoluto in psi (libbre per pollice quadrato).

• Pressione assoluta - il valore misurato relativo alla pressione uguale a zero assoluto. In altre parole - pressione relativa al vuoto assoluto.
• Pressione barometrica, pressione atmosferica è la pressione assoluta dell'atmosfera terrestre. Questo tipo di pressione prende il nome dallo strumento di misura del barometro, che, come sapete, determina la pressione atmosferica in un determinato momento ad una certa temperatura e ad una certa altezza sul livello del mare. Rispetto a questa pressione, si determina la sovrappressione e il vuoto.
• Sovrapressione - avviene se c'è una differenza positiva tra la pressione misurata e la pressione barometrica. Cioè, la sovrappressione è la quantità di cui la pressione misurata è maggiore della pressione barometrica. Un manometro viene utilizzato per misurare questo tipo di pressione. Questa è ovviamente una pressione positiva dello strumento.
• Vuoto o altra pressione del vuoto è la quantità di cui la pressione strumentale misurata è inferiore alla pressione barometrica. Se la pressione eccessiva è indicata in unità positive, il vuoto in unità negative è compreso tra -103 e 0 kPa. I dispositivi in ​​grado di misurare questo tipo di pressione sono chiamati vacuometri. Questa, ovviamente, è una pressione negativa dello strumento.
• Pressione differenziale Si verifica quando una pressione viene confrontata con un'altra. In senso stretto, tutti i tipi di pressione, ad eccezione della pressione assoluta, sono differenziali :)