10468

Понятие вакуума

Величину hвак называют вакуумметрической высотой или высотой вакуума. Как видно, hвак характеризует разность двух давлений: атмосферного и абсолютного давления в точке М. Можно сказать, что вакуум в данной точке жидкости есть недостаток давления в этой точке до атмосферного.

Вакуум может выражаться тремя способами: 1) в единицах давления - Па;

2)высотой столба жидкости, имеющей определенную плотность – м; 3) в долях атмосферы (в обычных условиях вакуум не может быть больше одной атмосферы).

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

Потенциальная энергия жидкости. Потенциальный напор

hизб – избыточная пьезометрическая высота или просто пьезометрическая высота (или избыточный напор давления); z

– отметка (или напор геометрический); hА – абсолютный потенциальный напор; Н – избыточный потенциальный напор или просто потенциальный напор; 0 – 0 – плоскость сравнения

Выделим у точки N некоторый объем жидкости весом G. Под действием избыточного давления р в точке N объем жидкости весом G поднимется в трубке П1 на высоту hизб. Из этого можно отметить, что рассматриваемый объем жидкости, сосредоточенный в точке N, может произвести работу:

Потенциальный напор

Напор – удельная энергия жидкости, то есть мера энергии, принадлежащая единице веса жидкости. Потенциальный напор представляет собой величину Н, при этом величина z называется геометрическим напором. hизб – (пьезометрическая высота) – напором давления.

Можно отметить, что потенциальный напор (удельная потенциальная энергия) слагается из двух напоров: геометрического напора (удельной энергии положения) и напора давления (удельной энергии давления).

Потенциальный напор

Величина Н характеризуется следующей особенностью: для всех точек покоящейся жидкости величина Н одинакова:

Н = const (по всему объему)

Для доказательства этого положения запишем:

Т – превышение уровня жидкости в сосуде над плоскостью 0 – 0 (Т = const). Возьмем закрытый сосуд. Наметим в жидкости ряд точек. К каждой точке подключим пьезометр. Основываясь на (Н = z + hизб), можно утверждать, что уровень жидкости во всех открытых пьезометрах должен устанавливаться на одной и той же высоте

Сила гидростатического давления, действующая на плоскую фигуру любой формы

Наша цель найти:

величину силы РА абсолютного гидростатического давления; положение линии действия силы РА.

Сила гидростатического давления, действующая на плоскую фигуру любой формы

РА = ра S + ρ g S yc sin α

yc sin α = hc

здесь Pa – сила давления, обусловленная атмосферным давлением;

P – сила избыточного (весового) давления. Сила гидростатического давления (абсолютного или избыточного), действующая на плоскую фигуру любой формы, равна площади этой фигуры, умноженной на соответствующее давление в центре тяжести этой фигуры.

Положение центра давления

Теорема Вариньона: сумма моментов составляющих элементарных сил

dp=p·dS относительно оси ох равна моменту равнодействующей силы Р относительно той же оси ох.

Положение центра, давления

∫ (рdS)y = (ρ g hCS)y D = Рy D

S

или

∫ (ρ g sin α y dS)y = (ρ g sin α yC S)y D

S