2.4 Основні види тиску

Будемо розрізняти такі види тиску: атмосферний тиск , абсолютний тиск , надлишковий або манометричний тиск , тиск вакууму або вакуумметричний тиск .

На рисунку 2.8 схематично зображені всі вказані види тиску.

Рисунок 2.8

Абсолютний тиск – це повний тиск у точці. Надлишковий або манометричний тиск – це тиск, додатковий до атмосферного. Тиск вакууму (вакуумметричний тиск) – це тиск, якого не достає до атмосферного. Звідси абсолютний тиск у точці може бути як більше атмосферного, так і менше. Для першого випадку - , для другого випадку - .

На практиці для вимірювання тиску застосовують манометри, які розподіляють на такі види:

а) манометри абсолютного тиску;

б) манометри для вимірювання атмосферного тиску (барометри);

в) манометри для вимірювання вакууму (вакуумметри);

г) манометри для вимірювання різниці тиску у двох точках або у багатьох точках (диференціальні манометри).

По точності вимірювання манометри розподіляються на зразкові та технічні. Точність вимірювання зразкових манометрів набагато вище точності технічних манометрів. Але на практиці технічні манометри використовують частіше внаслідок того, що зазвичай забезпечуваної ними точності достатньо для проведення необхідних вимірювань.

По принципу дії манометри розподіляються на рідинні та механічні. До рідинних манометрів відносяться U-подібні та чашечні манометри, до механічних – пружинні та мембранні.

2.5 Характерні площини у рідині, що знаходиться у спокої

Приєднаємо до стінки резервуара на висоті над площиною порівняння відкриту та закриту зверху трубки. Із закритої трубки викачаємо повітря. Під дією тиску рідина в трубках підніметься на висоту   і  відповідно.

На рисунку 2.9 - площина порівняння; , , - відстані до площини порівняння.

Рисунок 2.9

Складемо основні рівняння гідростатики для рідини у закритій і відкритій трубках:

а) для рідини у закритій трубці

.

Тоді висота тиску або висота підняття рідини у закритій трубці, з якої викачане повітря

; (2.16)

б) для рідини у відкритій трубці

.

Тоді висота тиску або висота підняття у відкритій трубці

. (2.17)

Висоту підняття рідини, яка відповідає даному тиску, називають п’єзометричною висотою. П’єзометричну висоту (2.16), яка відповідає абсолютному тиску у точці, будемо називати абсолютною п’єзометричною висотою. П’єзометричну висоту (2.17), яка відповідає надлишковому тиску у точці, будемо називати просто п’єзометричною висотою, а саму відкриту трубку - п’єзометром.

Позначимо п’єзометричну висоту , тоді:

. (2.18)

Суму відмітки точки  і п’єзометричної висоти  називають п’єзометричним напором  :

. (2.19)

Для всіх точок рідини, що перебувають у спокої, п’єзометричний напір є постійною величиною згідно (2.14):

,

або

.

Поверхні рідини, у кожній точці яких гідростатичний тиск однаковий, називають поверхнями рівного тиску.

Для поверхні рівного тиску

.

Тоді

,

або

.

Тобто

.

Тоді для рідини, яка знаходиться лише під дією сили тяжіння (у полі сили тяжіння), поверхні рівного тиску – це горизонтальні поверхні.

Суму відмітки точки  і абсолютної п’єзометричної висоти  називають гідростатичним напором  :

,

або

. (2.20)

Фізичний зміст складових гідростатичного і п’єзометричного напорів:

- питома енергія положення;

- питома енергія надлишкового тиску;

- питома енергія абсолютного тиску.

Тобто:

а) п’єзометричний напір є сумою питомих енергій положення і надлишкового тиску даної поверхні рідини;

б) гідростатичний напір є сумою питомих енергій положення і абсолютного тису для даної поверхні рідини.

Розглянемо, що представляє різність гідростатичного і п’єзометричного напорів:

Тобто різність гідростатичного і п’єзометричного напорів є питома енергія атмосферного тиску.