¾ piezometrlar,
¾ bosim o'lchagichlari,
¾ vakuum o'lchagichlar.
Piezometrlar va bosim o'lchagichlari ortiqcha (o'lchov) bosimni o'lchaydi, ya'ni suyuqlikdagi umumiy bosim bir atmosferaga teng qiymatdan oshsa, ular ishlaydi p = 1kgf/sm2= 0,1MPa p p odam p atm p atm = = 101325 » 100000Pa .
h p ,
Qayerda h p m.
h p .
MPa yoki kPa(54-betga qarang). Biroq, o'lchovli eski bosim o'lchagichlari kgf/sm2, ular qulay, chunki bu birlik bir atmosferaga teng (8-betga qarang). Har qanday bosim o'lchagichdagi nol ko'rsatkich to'liq bosimga to'g'ri keladi. p, bitta atmosferaga teng.
Vakuum o'lchagich o'z yo'limda ko'rinish bosim o'lchagichga o'xshaydi va u suyuqlikdagi umumiy bosimni bitta atmosfera qiymatiga to'ldiruvchi bosim qismini ko'rsatadi. Suyuqlikdagi vakuum bu bo'shliq emas, balki suyuqlikning umumiy bosimi atmosfera bosimidan ma'lum bir miqdorga kam bo'lgan holatdir. p inp in
.
Vakuum qiymati pv 1 dan oshmasligi kerak da p in » 100000Pa
Piezometr ko'rsatilmoqda h p = 160sm suv Art. p ex = 16000Pa Va p= 100000+16000=116000Pa;
Ko'rsatkichlar bilan bosim o'lchagich p man = 2,5kgf/sm2 h p = 25 m va SIdagi umumiy bosim p = 0,35MPa;
Vakuum o'lchagichni ko'rsatish p in = 0,04MPa p= 100000-40000=60000Pa
Agar bosim P mutlaq noldan o'lchansa, u deyiladi mutlaq bosim Abs. Agar bosim atmosfera bosimidan o'lchansa, u ortiqcha (o'lchov) Rizb deb ataladi. U bosim o'lchagich bilan o'lchanadi. Atmosfera bosimi doimiy Ratm = 103 kPa (1.5-rasm). Vakuum bosimi Rvac - atmosfera bosimiga bosimning yo'qligi.
6.Gidrostatikaning asosiy tenglamasi (hosil qilish). Paskal qonuni. Gidrostatik paradoks. Heron favvoralari, qurilmasi, ishlash prinsipi.
Gidrostatikaning asosiy tenglamasi suyuqlikdagi umumiy bosim ekanligini bildiradi p suyuqlikdagi tashqi bosim yig'indisiga teng po va suyuqlik ustunining og'irligining bosimi p, ya'ni: , qaerda h- suyuqlik ustunining bosimi aniqlanadigan nuqtadan (uning cho'mish chuqurligi) balandligi. Tenglamadan kelib chiqadiki, suyuqlikdagi bosim chuqurlik bilan ortadi va munosabatlar chiziqli.
Atmosfera bilan aloqa qiladigan ochiq suv omborlarining alohida holatida (2-rasm) suyuqlikdagi tashqi bosim atmosfera bosimiga teng. p o = p atm= 101325 Pa 1 da. Keyin gidrostatikaning asosiy tenglamasi shaklni oladi
.
Haddan tashqari bosim (o'lchagich) - umumiy va atmosfera bosimi o'rtasidagi farq. Oxirgi tenglamadan biz ochiq tanklar uchun ortiqcha bosim suyuqlik ustunining bosimiga teng ekanligini aniqlaymiz
Paskal qonuni shunday eshitiladi: yopiq idishda joylashgan suyuqlikka qo'llaniladigan tashqi bosim suyuqlik ichida uning barcha nuqtalariga o'zgarmasdan uzatiladi. Ko'pgina gidravlika qurilmalarining ishlashi ushbu qonunga asoslanadi: gidravlik domkratlar, gidravlik presslar, avtomobillarning gidravlik haydovchilari, avtomobillarning tormoz tizimlari.
Gidrostatik paradoks- suyuqliklarning xususiyati, bu idishga quyilgan suyuqlikning tortishish kuchi bu suyuqlikning idish tubiga ta'sir qiladigan kuchdan farq qilishi mumkinligidan iborat.
Heron favvoralari. Mashhur qadimiy olim Iskandariyalik Heron o'ziga xos favvora dizaynini o'ylab topdi, u hozir ham qo'llanilmoqda.
Bu favvoraning asosiy mo‘jizasi shundaki, favvoradagi suv hech qanday tashqi suv manbasidan foydalanmasdan o‘z-o‘zidan oqib chiqardi. Favvoraning ishlash printsipi rasmda aniq ko'rinadi.
Heron favvorasining diagrammasi
Heron favvorasi ochiq kosa va kosa ostida joylashgan ikkita muhrlangan idishdan iborat. To'liq muhrlangan quvur yuqori idishdan pastki idishga o'tadi. Agar siz yuqori idishga suv quyib qo'ysangiz, suv quvur orqali pastki idishga oqib chiqa boshlaydi va u erdan havoni siqib chiqaradi. Pastki idishning o'zi to'liq yopiq bo'lganligi sababli, suv tomonidan yopilgan trubka orqali tashqariga chiqarilgan havo uzatiladi. havo bosimi o'rta idishga. O'rta idishdagi havo bosimi suvni tashqariga chiqara boshlaydi va favvora ishlay boshlaydi. Agar ishni boshlash uchun yuqori idishga suv quyish kerak bo'lsa, favvoraning keyingi ishlashi uchun o'rta idishdan idishga tushgan suv allaqachon ishlatilgan. Ko'rib turganingizdek, favvoraning dizayni juda oddiy, ammo bu faqat birinchi qarashda.
Suvning yuqori idishga ko'tarilishi H1 balandlikdagi suv bosimi tufayli amalga oshiriladi, favvora esa suvni H2 balandligiga ko'taradi, bu bir qarashda imkonsiz ko'rinadi. Axir, bu ko'proq bosim talab qilishi kerak. Favvora ishlamasligi kerak. Ammo qadimgi yunonlarning bilimlari shunchalik yuqori bo'lib chiqdiki, ular suv bosimini pastki idishdan o'rta idishga suv bilan emas, balki havo bilan qanday o'tkazishni aniqladilar. Havoning og'irligi suvning og'irligidan sezilarli darajada past bo'lganligi sababli, bu sohada bosimning yo'qolishi juda ahamiyatsiz va favvora kosadan H3 balandlikka otilib chiqadi. H3 favvorasining balandligi, quvurlardagi bosim yo'qotishlarini hisobga olmagan holda, H1 suv bosimining balandligiga teng bo'ladi.
Shunday qilib, favvoraning suvi imkon qadar yuqori darajada oqishi uchun favvoraning strukturasini imkon qadar baland qilish kerak va shu bilan H1 masofasini oshirish kerak. Bundan tashqari, siz o'rta tomirni iloji boricha yuqoriga ko'tarishingiz kerak. Energiyaning saqlanishi haqidagi fizika qonuniga kelsak, u to'liq kuzatiladi. O'rta tomirdan suv tortishish ta'sirida pastki idishga oqib o'tadi. Uning bu yo‘lni ustki kosa orqali o‘tishi va shu bilan birga u yerda favvoradek otilishi energiyani saqlash qonuniga hech qanday zid kelmaydi. O'rta idishdagi barcha suv pastki qismga oqib tushganda, favvora ishlashni to'xtatadi.
7. Bosimni o'lchash uchun ishlatiladigan asboblar (atmosfera, o'lchagich, vakuum). Qurilma, ishlash printsipi. Asbobning aniqlik klassi.
Suyuqlikdagi bosim asboblar bilan o'lchanadi:
¾ piezometrlar,
¾ bosim o'lchagichlari,
¾ vakuum o'lchagichlar.
Pyezometrlar va bosim o'lchagichlar ortiqcha (o'lchov) bosimni o'lchaydilar, ya'ni suyuqlikdagi umumiy bosim bir atmosferaga teng qiymatdan oshsa ishlaydi. p = 1kgf/sm2= 0,1MPa. Ushbu asboblar bosimning atmosfera bosimidan yuqori qismini ko'rsatadi. Suyuqlikdagi umumiy bosimni o'lchash uchun p bosimni o'lchash uchun talab qilinadi p odam atmosfera bosimini oshirish p atm, barometrdan olingan. Amalda, gidravlikada atmosfera bosimi doimiy qiymat hisoblanadi p atm = = 101325 » 100000Pa.
Pyezometr odatda vertikal shisha naycha bo'lib, uning pastki qismi bosimni o'lchash kerak bo'lgan suyuqlikdagi sinov nuqtasi bilan aloqa qiladi (masalan, 2-rasmdagi A nuqta), uning yuqori qismi atmosfera uchun ochiq. Pyezometrdagi suyuqlik ustunining balandligi h p bu qurilmaning ko'rsatkichidir va nisbatga ko'ra bir nuqtada ortiqcha (o'lchov) bosimni o'lchash imkonini beradi 
Qayerda h p- piezometrik bosim (balandlik), m.
Ko'rsatilgan piezometrlar asosan laboratoriya tadqiqotlari uchun ishlatiladi. Ularning o'lchashning yuqori chegarasi 5 m balandlikda cheklangan, ammo bosim o'lchagichlardan ustunligi oraliq uzatish mexanizmlarisiz suyuqlik ustunining piezometrik balandligi yordamida bosimni to'g'ridan-to'g'ri o'lchashdir.
Har qanday quduq, chuqur, suv qudug'i yoki hatto ochiq idishdagi suv chuqurligining har qanday o'lchovi pyezometr sifatida ishlatilishi mumkin, chunki u bizga qiymat beradi. h p .
Bosim o'lchagichlar ko'pincha mexanik, kamroq - suyuq ishlatiladi. Barcha bosim o'lchagichlari umumiy bosimni emas, balki ortiqcha bosimni o'lchaydi.
Ularning piezometrlarga nisbatan afzalliklari kengroq o'lchov chegaralaridir, ammo kamchiliklari ham bor: ular o'qishlarini kuzatishni talab qiladi. Yaqinda ishlab chiqarilgan bosim o'lchagichlari SI birliklarida kalibrlanadi: MPa yoki kPa. Biroq, o'lchovli eski bosim o'lchagichlari kgf/sm2, ular qulay, chunki bu birlik bir atmosferaga teng. Har qanday bosim o'lchagichdagi nol ko'rsatkich to'liq bosimga to'g'ri keladi. p, bitta atmosferaga teng.
Vakuum o'lchagich tashqi ko'rinishida bosim o'lchagichga o'xshaydi va u suyuqlikdagi umumiy bosimni bitta atmosfera qiymatiga to'ldiruvchi bosim qismini ko'rsatadi. Suyuqlikdagi vakuum bu bo'shliq emas, balki suyuqlikning umumiy bosimi atmosfera bosimidan ma'lum bir miqdorga kam bo'lgan holatdir. p in, bu vakuum o'lchagich bilan o'lchanadi. Vakuum bosimi p in, qurilma tomonidan ko'rsatilgan, umumiy va atmosfera bilan bog'liq: .
Vakuum qiymati pv 1 dan oshmasligi kerak da, ya'ni chegara qiymati p in » 100000Pa, chunki umumiy bosim mutlaq noldan kam bo'lishi mumkin emas.
Asboblardan o'qishlarni olish misollari:
Piezometr ko'rsatilmoqda h p = 160sm suv Art., bosimlarga SI birliklarida mos keladi p ex = 16000Pa Va p= 100000+16000=116000Pa;
Ko'rsatkichlar bilan bosim o'lchagich p man = 2,5kgf/sm2 suv ustuniga mos keladi h p = 25 m va SIdagi umumiy bosim p = 0,35MPa;
Vakuum o'lchagichni ko'rsatish p in = 0,04MPa, umumiy bosimga mos keladi p= 100000-40000=60000Pa, bu atmosferaning 60% ni tashkil qiladi.
8.Tinch holatdagi ideal suyuqlikning differensial tenglamalari (Eyler tenglamalari). Tenglamalarni chiqarish, amaliy masalalarni yechishda tenglamalardan foydalanishga misol.
Keling, ideal suyuqlikning harakatini ko'rib chiqaylik. Keling, uning ichida bir oz hajmni tanlaymiz V. Nyutonning ikkinchi qonuniga ko'ra, bu hajmning massa markazining tezlashishi unga ta'sir qiluvchi umumiy kuchga proportsionaldir. Ideal suyuqlik holatida bu kuch suyuqlik hajmini o'rab turgan bosimga va, ehtimol, tashqi kuch maydonlarining ta'siriga kamayadi. Faraz qilaylik, bu maydon inertial yoki tortishish kuchlarini ifodalaydi, shuning uchun bu kuch maydon kuchiga va hajm elementining massasiga proportsional bo'ladi. Keyin
,
Qayerda S- tanlangan hajmning yuzasi, g- maydon kuchi. Gauss-Ostrogradskiy formulasiga ko'ra, sirt integralidan hajm integraliga o'tib, ma'lum bir nuqtada suyuqlikning zichligi qaerda ekanligini hisobga olsak, biz quyidagilarni olamiz:
Ovozning o'zboshimchaligi tufayli V har qanday nuqtada integrallar teng bo'lishi kerak:
Jami hosilani konvektiv hosila va qisman hosila bilan ifodalash:
olamiz Ideal suyuqlikning tortishish maydonidagi harakati uchun Eyler tenglamasi:
 |
Suyuqlikning zichligi qayerda,
- suyuqlikdagi bosim,
- suyuqlik tezligi vektori,
- kuch maydoni kuchi vektori,
Uch o'lchovli fazo uchun Nabla operatori.
Gorizontal burchak ostida joylashgan tekis devorga gidrostatik bosim kuchini aniqlash. Bosim markazi. Yuqori qirrasi erkin sirt darajasida joylashgan to'rtburchaklar platformadagi bosim markazining holati.
Gorizontga ixtiyoriy a burchak ostida egilgan tekis devorga suyuqlik bosimining umumiy kuchini topish uchun gidrostatikaning asosiy tenglamasidan (2.1) foydalanamiz (2.6-rasm).
 |
Guruch. 2.6
Ko'rib chiqilayotgan devorning ma'lum bir qismida suyuqlik tomoniga ta'sir qiluvchi, ixtiyoriy kontur bilan chegaralangan va S ga teng maydonga ega bo'lgan umumiy bosim kuchini P hisoblaymiz.
Biz 0x o'qini suyuqlikning erkin yuzasi bilan devor tekisligining kesishish chizig'i bo'ylab yo'naltiramiz va 0y o'qi - devor tekisligida bu chiziqqa perpendikulyar.
Avval cheksiz kichik maydonga qo'llaniladigan elementar bosim kuchini ifodalaymiz dS:
,
bu erda p0 - erkin sirtdagi bosim;
h – saytning chuqurligi dS.
Umumiy P kuchni aniqlash uchun biz butun S maydoni bo'yicha integratsiyani amalga oshiramiz.
,
bu yerda y - sayt markazining koordinatasi dS.
Mexanikadan ma'lumki, oxirgi integral S maydonning 0x o'qiga nisbatan statik momenti va uning og'irlik markazining koordinatasi bo'yicha bu maydonning mahsulotiga teng (C nuqtasi), ya'ni.
Demak,
(bu erda hc - S maydonining og'irlik markazining joylashish chuqurligi), yoki
(2.6)
ya'ni tekis devordagi suyuqlik bosimining umumiy kuchi devor maydonining mahsulotiga va ushbu maydonning og'irlik markazidagi gidrostatik bosim qiymatiga teng.
Bosim markazining o'rnini topamiz. Tashqi bosim p0 S maydonning barcha nuqtalariga teng ravishda uzatilganligi sababli, bu bosimning natijasi S maydonning og'irlik markazida qo'llaniladi. Ortiqcha suyuqlik bosimi kuchini qo'llash nuqtasini (D nuqtasi) topish uchun, biz mexanika tenglamasini qo'llang, unga ko'ra hosil bo'lgan bosim kuchining 0x o'qiga nisbatan momenti komponent kuchlari momentlarining yig'indisiga teng, ya'ni. 
Bu erda yD - Pizb kuchini qo'llash nuqtasining koordinatasi.
Pisb va dPisb ni yc va y ko'rinishida ifodalab, yD ni aniqlab, biz hosil bo'lamiz. 
Qayerda - S maydonning 0x o'qiga nisbatan inersiya momenti.
Shuni hisobga olib 
(Jx0 - S maydonning 0x ga parallel bo'lgan markaziy o'qqa nisbatan inersiya momenti), biz olamiz 
(2.7)
Shunday qilib, Pizb kuchini qo'llash nuqtasi devor maydonining og'irlik markazi ostida joylashgan; ular orasidagi masofa teng
Agar p0 bosimi atmosfera bosimiga teng bo'lsa va u devorning har ikki tomoniga ta'sir etsa, u holda D nuqta bosim markazi bo'ladi. Agar p0 atmosferadan yuqori bo'lsa, u holda bosim markazi mexanika qoidalariga muvofiq ikkita kuchning natijasini qo'llash nuqtasi sifatida joylashgan: hcgS va p0S. Bundan tashqari, ikkinchi kuch birinchisiga nisbatan qanchalik katta bo'lsa, bosim markazi S maydonining og'irlik markaziga yaqinroq bo'ladi.
Devorga ega bo'lgan maxsus holatda to'rtburchaklar shakli, va to'rtburchakning tomonlaridan biri suyuqlikning erkin yuzasiga to'g'ri keladi, bosim markazining pozitsiyasi geometrik fikrlardan aniqlanadi. Devordagi suyuqlik bosimining diagrammasi to'g'ri burchakli uchburchak bilan tasvirlanganligi sababli (2.7-rasm), uning og'irlik markazi uchburchakning poydevordan balandligi b ning 1/3 qismidir, u holda suyuqlik bosimi markazi bo'ladi. bazadan bir xil masofada joylashgan.
 |
Guruch. 2.7
Mashinasozlikda ko'pincha tekis devorlarga, masalan, pistonlar yoki gidravlik mashinalarning silindrlari devorlariga bosim ta'siri bilan shug'ullanish kerak. Odatda p0 shunchalik balandki, bosim markazi devor maydonining og'irlik markaziga to'g'ri keladi deb hisoblash mumkin.
Bosim markazi
natijada paydo bo'lgan bosim kuchlarining ta'sir chizig'i dam yoki harakatdagi jismga ta'sir qiladigan nuqta muhit(suyuqlik, gaz), tanada chizilgan qandaydir tekislik bilan kesishadi. Masalan, samolyot qanoti uchun ( guruch. ) C. d aerodinamik kuchning qanot akkordlari tekisligi bilan kesishish nuqtasi sifatida aniqlanadi; aylanish jismi uchun (raketa tanasi, dirijabl, mina va boshqalar) - aerodinamik kuchning jismning simmetriya tekisligi bilan kesishish nuqtasi sifatida, simmetriya o'qi orqali o'tadigan tekislikka perpendikulyar va tananing og'irlik markazining tezlik vektori.
Harakat markazining holati tananing shakliga bog'liq va harakatlanuvchi jism uchun u harakat yo'nalishiga va atrof-muhitning xususiyatlariga (uning siqilishiga) ham bog'liq bo'lishi mumkin. Shunday qilib, samolyot qanotida, uning profilining shakliga qarab, markaziy bosimning holati a hujum burchagi o'zgarishi bilan o'zgarishi mumkin yoki u o'zgarishsiz qolishi mumkin ("doimiy markaziy bosimli profil"); ikkinchi holatda x CD ≈ 0,25b (guruch. ). Tovushdan yuqori tezlikda harakatlanayotganda, havoning siqilishi ta'sirida bosim sezilarli darajada quyruq tomon siljiydi.
Harakatlanuvchi jismlarning (samolyot, raketa, mina va boshqalar) markaziy harakatining holatini o'zgartirish ularning harakatining barqarorligiga sezilarli ta'sir qiladi. Hujum burchagi a tasodifiy o'zgarishi bilan ularning harakati barqaror bo'lishi uchun markaziy harakat og'irlik markaziga nisbatan aerodinamik kuchning momenti ob'ektni dastlabki holatiga qaytarishga olib keladigan tarzda siljishi kerak (masalan, , a ortishi bilan markaziy harakat quyruq tomon siljishi kerak). Barqarorlikni ta'minlash uchun ob'ekt ko'pincha tegishli quyruq birligi bilan jihozlangan.
Lit.: Loytsyanskiy L.G., Suyuqlik va gaz mexanikasi, 3-nashr, M., 1970; Golubev V.V., qanot nazariyasi bo'yicha ma'ruzalar, M. - L., 1949 yil.
Oqimning bosim markazining qanotdagi holati: b - akkord; a - hujum burchagi; n - oqim tezligi vektori; x dc - bosim markazining tananing burnidan masofasi.
10. Egri sirtga gidrostatik bosim kuchini aniqlash. Eksantriklik. Bosim tana hajmi.
Bosimning raqamli qiymati nafaqat qabul qilingan birliklar tizimi, balki tanlangan mos yozuvlar nuqtasi bilan ham belgilanadi. Tarixiy jihatdan uchta bosim mos yozuvlar tizimi ishlab chiqilgan: mutlaq, ortiqcha va vakuum (2.2-rasm).
Guruch. 2.2. Bosim tarozilari. Bosim o'rtasidagi bog'liqlik
mutlaq, ortiqcha va vakuum
Mutlaq bosim mutlaq noldan o'lchanadi (2.2-rasm). Bu tizim atmosfera bosimida. Shuning uchun mutlaq bosim
Mutlaq bosim har doim ijobiy qiymatdir.
Haddan tashqari bosim atmosfera bosimidan o'lchanadi, ya'ni. shartli noldan. Mutlaq bosimdan ortiqcha bosimga o'tish uchun atmosfera bosimini mutlaq bosimdan olib tashlash kerak, bu taxminiy hisob-kitoblarda 1 ga teng bo'lishi mumkin. da:
Ba'zida ortiqcha bosim o'lchov bosimi deb ataladi.
Vakuum bosimi yoki vakuum atmosfera bosimining etishmasligi deb ataladi
Haddan tashqari bosim atmosfera bosimidan yuqori yoki atmosfera bosimidan past bo'lgan etishmovchilikni ko'rsatadi. Vakuumni salbiy ortiqcha bosim sifatida ifodalash mumkinligi aniq
Ko'rib turganingizdek, bu uchta bosim shkalasi bir-biridan boshida yoki hisoblash yo'nalishi bo'yicha farqlanadi, garchi hisoblashning o'zi bir xil birliklar tizimida amalga oshirilishi mumkin. Agar bosim texnik atmosferalarda aniqlansa, bosim birligining belgilanishi ( da) "nol" bo'lishi uchun qanday bosim qabul qilinganiga va qaysi yo'nalishda ijobiy hisoblash amalga oshirilayotganiga qarab, yana bir harf tayinlanadi.
Masalan:
Mutlaq bosim 1,5 kg/sm2;
Haddan tashqari bosim 0,5 kg / sm2;
Vakuum 0,1 kg/sm2 ni tashkil qiladi.
Ko'pincha muhandisni mutlaq bosim emas, balki uning atmosfera bosimidan farqi qiziqtiradi, chunki inshootlarning devorlari (tank, quvur liniyasi va boshqalar) odatda bu bosimlar orasidagi farqni boshdan kechiradi. Shuning uchun ko'p hollarda bosimni o'lchash uchun asboblar (bosim o'lchagichlar, vakuum o'lchagichlar) ortiqcha (o'lchagich) bosim yoki vakuumni bevosita ko'rsatadi.
Bosim birliklari. Bosimning ta'rifidan kelib chiqqan holda, uning o'lchami stress o'lchamiga to'g'ri keladi, ya'ni. maydon o'lchamiga bo'lingan kuch o'lchamini ifodalaydi.
Xalqaro birliklar tizimida (SI) bosim birligi paskaldir - unga normal bo'lgan hududda bir tekis taqsimlangan kuch ta'sirida yuzaga keladigan bosim, ya'ni bosimning ushbu birligi bilan bir qatorda kattalashtirilgan birliklar qo'llaniladi: kilopaskal (kPa) va megapaskal (MPa):
Texnologiyada ba'zi hollarda birliklarning texnik MKGSS (metr, kilogramm-kuch, sekund, a) va jismoniy GHS (santimetr, gramm, sekund) tizimlaridan foydalanish davom etmoqda. Tizim bo'lmagan birliklar ham qo'llaniladi - texnik atmosfera va bar:
Shuningdek, siz texnik atmosferani bosim birligi sifatida hali ham keng tarqalgan jismoniy atmosfera bilan aralashtirib yubormasligingiz kerak:
2.1.3. Gidrostatik bosimning xossalari
Gidrostatik bosim ikkita asosiy xususiyatga ega.
1- mulk. Tinch holatda bo'lgan suyuqlikdagi gidrostatik bosim kuchlari har doim ta'sir doirasiga normal bo'ylab ichkariga yo'naltiriladi, ya'ni. siqilish xususiyatiga ega.
Bu xususiyat qarama-qarshilik bilan isbotlanishi mumkin. Agar kuchlar odatdagidek tashqariga yo'naltirilgan deb faraz qilsak, bu suyuqlikda u seza olmaydigan kuchlanish kuchlanishlarining paydo bo'lishiga tengdir (bu suyuqlikning xususiyatlaridan kelib chiqadi).
2-chi mulk. Suyuqlikning har qanday nuqtasida gidrostatik bosimning kattaligi barcha yo'nalishlarda bir xil, ya'ni. u harakat qiladigan saytning kosmosdagi yo'nalishiga bog'liq emas
koordinata o'qlari yo'nalishi bo'yicha gidrostatik bosimlar qaerda;
Har qanday yo'nalishda bir xil.
Bu xususiyatni isbotlash uchun chetlari koordinata o‘qlariga parallel va mos ravishda teng bo‘lgan tetraedr ko‘rinishidagi statsionar suyuqlikdagi elementar hajmni tanlaylik. , Va (2.3-rasm).
Guruch. 2.3. Mulkni isbotlash sxemasi
gidrostatik bosimning yo'nalishdan mustaqilligi to'g'risida
Keling, quyidagi belgini kiritamiz: - eksa normal yuzga ta'sir qiluvchi gidrostatik bosim;
Yuzdagi bosim o'qiga normal;
Yuzdagi bosim o'qiga normal;
Eğimli yuzga ta'sir qiluvchi bosim;
Ushbu yuzning maydoni;
Suyuqlik zichligi.
Keling, tetraedr uchun muvozanat shartlarini yozamiz (masalan qattiq) uchta kuch proyeksiyasi tenglamalari va uchta moment tenglamalari shaklida:
Tetraedr hajmi chegarada nolga kamayganda, ta'sir qiluvchi kuchlar tizimi bir nuqtadan o'tuvchi kuchlar tizimiga aylanadi va shuning uchun moment tenglamalari o'z ma'nosini yo'qotadi.
Shunday qilib, tanlangan hajm ichida suyuqlikka birlik massa kuchi ta'sir qiladi, uning tezlanish proektsiyalari tengdir. , , Va . Gidravlikada massa kuchlarini massa birligiga bog'lash odatiy holdir va shuning uchun birlik massa kuchining proyeksiyasi son jihatdan tezlanishga teng bo'ladi.
bu yerda ,, birlik massa kuchining koordinata o‘qlariga proyeksiyalari;
Suyuqlik massasi;
Tezlashtirish.
Tanlangan suyuqlik hajmi uchun o'q yo'nalishi bo'yicha muvozanat tenglamasini tuzamiz , barcha kuchlar normalar bo'ylab suyuqlik hajmining mos keladigan joylariga yo'naltirilishini hisobga olgan holda:
gidrostatik bosimdan kuchning proyeksiyasi qayerda;
Bosimdan kuchning proektsiyasi;
Bosim - bu maydon birligiga perpendikulyar ravishda ta'sir qiluvchi kuch birligi.
Mutlaq bosim - bu boshqa gazlarni hisobga olmagan holda, bitta gaz tomonidan jismga yaratiladigan bosim. atmosfera gazlari. U Pa (paskal) bilan o'lchanadi. Absolyut bosim atmosfera va ortiqcha bosimning yig'indisidir.
Haddan tashqari bosim o'lchangan va atmosfera bosimi o'rtasidagi ijobiy farqdir.
Guruch. 2.
Suyuqlik bilan to'ldirilgan ochiq idishning muvozanat shartlarini ko'rib chiqamiz, unga A nuqtada tepasi ochiq trubka ulanadi (2-rasm). Og'irlik yoki ortiqcha bosim sChgChh ta'sirida suyuqlik naychada h p balandlikka ko'tariladi. Ushbu trubka pyezometr, h p balandligi esa pyezometrik balandlik deb ataladi. A nuqtadan o'tuvchi tekislikka nisbatan gidrostatikaning asosiy tenglamasini tasavvur qilaylik. Idish tomondan A nuqtadagi bosim quyidagicha aniqlanadi:
piezometr tomondan:
ya'ni pyezometrik balandlik pyezometrning chiziqli birliklarda ulangan joyidagi ortiqcha bosim miqdorini ko'rsatadi.
Guruch. 3.
Keling, yopiq idishning muvozanat shartlarini ko'rib chiqaylik, bu erda erkin sirtdagi P 0 bosimi atmosfera bosimi P atm dan katta (3-rasm).
R 0 bosim R atm dan katta va og'irlik bosimi sChgChh ta'sirida suyuqlik pyezometrda ochiq idishdagiga qaraganda h p balandlikka ko'tariladi.
Idishning yon tomonidagi A nuqtadagi bosim:
ochiq piezometr tomondan:
bu tenglikdan h p ifodasini olamiz:
Olingan ifodani tahlil qilib, biz bu holda piezometrik balandlik pyezometrning ulanish nuqtasidagi ortiqcha bosim qiymatiga mos kelishini aniqlaymiz. Bunda ortiqcha bosim ikki haddan iborat: erkin sirtdagi tashqi ortiqcha bosim P" 0 ext = P 0 - P atm va og'irlik bosimi sChgChh.
Haddan tashqari bosim vakuum deb ataladigan salbiy qiymat ham bo'lishi mumkin. Ha, assimilyatsiya quvurlarida santrifüj nasoslar, silindrsimon nozullardan oqib chiqayotganda suyuqlik oqimida, vakuumli qozonlarda, suyuqlikda atmosferadan past bosimli joylar hosil bo'ladi, ya'ni. vakuumli joylar. Ushbu holatda:
Guruch. 4.
Vakuum - bu atmosfera bosimiga bosimning etishmasligi. 1-tankdagi mutlaq bosim (4-rasm) atmosfera bosimidan kam bo'lsin (masalan, havoning bir qismi vakuum pompasi yordamida tashqariga chiqarilgan). 2-kollektorda suyuqlik mavjud bo'lib, rezervuarlar egri trubka bilan 3 bog'langan. 2-kollektordagi suyuqlik yuzasiga atmosfera bosimi ta'sir qiladi. 1-tankdagi bosim atmosfera bosimidan past bo'lganligi sababli, suyuqlik 3-trubkadagi ma'lum bir balandlikka ko'tariladi, bu vakuum balandligi deb ataladi va belgilanadi. Qiymatni muvozanat holatidan aniqlash mumkin:
Vakuum bosimining maksimal qiymati 98,1 kPa yoki 10 m.v.st., lekin amalda suyuqlikdagi bosim to'yingan bug' bosimidan kam bo'lishi mumkin emas va 7-8 m.v.st.ga teng.
Mutlaq noldan o'lchangan bosim mutlaq bosim deb ataladi va belgilanadi p abs. Mutlaq nol bosim bosim kuchlanishining to'liq yo'qligini anglatadi.
Ochiq idishlarda yoki suv havzalarida sirtdagi bosim atmosfera bosimiga teng p atm. Mutlaq bosim o'rtasidagi farq p abs va atmosfera p atm ortiqcha bosim deb ataladi
p kulba = p abs - p atm.
Suyuqlik hajmida joylashgan har qanday nuqtadagi bosim atmosfera bosimidan kattaroq bo'lsa, ya'ni ortiqcha bosim ijobiy bo'ladi va deyiladi. manometrik.
Har qanday nuqtadagi bosim atmosferadan past bo'lsa, ya'ni, ortiqcha bosim salbiy bo'ladi. Bunday holda, u deyiladi kamdan-kam uchraydi yoki vakuum o'lchagich bosim. Noyoblanish yoki vakuumning qiymati atmosfera bosimidan past bo'ladi:
p ahmoq = p atm - p abs;
p izb = - p vac.
Mutlaq bosim to'yingan bug 'bosimiga teng bo'lsa, maksimal vakuum mumkin, ya'ni. p abs = p n.p. Keyin
p vac maks = p atm - p n.p.
Agar to'yingan bug 'bosimini e'tiborsiz qoldirish mumkin bo'lsa, bizda bor
p vac maks = p atm.
SI bosim birligi paskal (1 Pa = 1 N / m2), dyuym texnik tizim– texnik atmosfera (1 atm = 1 kg/sm2 = 98,1 kPa). Texnik muammolarni hal qilishda atmosfera bosimi = 98,1 kPa da 1 ga teng deb hisoblanadi.
Manometrik (ortiqcha) va vakuum (vakuum) bosimi ko'pincha yuqori qismida ochilgan shisha naychalar - bosim o'lchash nuqtasiga ulangan piezometrlar yordamida o'lchanadi (2.5-rasm).
 |  |
Pyezometrlar bosimni naychadagi suyuqlikning ko'tarilish balandligi birliklarida o'lchaydi. Pyezometr trubkasi chuqurlikdagi tankga ulansin h 1. Pyezometr trubkasidagi suyuqlikning ko'tarilishi balandligi ulanish nuqtasidagi suyuqlik bosimi bilan belgilanadi. Chuqurlikdagi tank bosimi h 1 (2.5) ko'rinishdagi gidrostatikaning asosiy qonunidan aniqlanadi.
,
piezometrning ulanish nuqtasida mutlaq bosim qaerda;
– suyuqlikning erkin yuzasiga mutlaq bosim.
Chuqurlikdagi piezometr trubkasidagi bosim (yuqorida ochiq). h teng
.
Tankning yon tomonidagi va pyezometrik trubadagi ulanish nuqtasidagi bosimning tengligi shartidan biz olamiz
 .
| (2.6) |
Agar suyuqlikning erkin yuzasidagi mutlaq bosim atmosfera bosimidan katta bo'lsa ( p 0 > p atm) (2.5-rasm. A), keyin ortiqcha bosim manometrik bo'ladi va suyuqlikning balandligi piezometr trubkasida ko'tariladi h > h 1. Bunday holda, piezometr trubkasidagi suyuqlik ko'tarilishining balandligi deyiladi manometrik yoki piezometrik balandlik.
Bu holda manometrik bosim quyidagicha aniqlanadi
Agar tankdagi erkin sirtdagi mutlaq bosim atmosfera bosimidan kam bo'lsa (2.5-rasm). b), keyin (2.6) formulaga muvofiq suyuqlikning balandligi piezometr trubkasida ko'tariladi h chuqurlik kamroq bo'ladi h 1. Pyezometrdagi suyuqlik darajasining tankdagi suyuqlikning erkin yuzasiga nisbatan tushishi deyiladi. vakuum balandligi h vac (2.5-rasm. b).
Keling, yana bir narsani ko'rib chiqaylik qiziqarli tajriba. Bir xil chuqurlikdagi yopiq rezervuarda joylashgan suyuqlikka ikkita vertikal shisha trubka ulanadi: tepada ochiq (piezometr) va tepada muhrlanadi (2.6-rasm). Biz muhrlangan naychada to'liq vakuum yaratilgan deb hisoblaymiz, ya'ni muhrlangan trubadagi suyuqlik yuzasida bosim nolga teng. (To'g'ri aytganda, muhrlangan naychadagi suyuqlikning erkin yuzasi ustidagi bosim to'yingan bug 'bosimiga teng, ammo oddiy haroratlarda uning kichikligi tufayli bu bosimni e'tiborsiz qoldirish mumkin).
Formula (2.6) ga muvofiq, muhrlangan trubadagi suyuqlik chuqurlikdagi mutlaq bosimga mos keladigan balandlikka ko'tariladi. h 1:
.
Va piezometrdagi suyuqlik, yuqorida ko'rsatilganidek, chuqurlikdagi ortiqcha bosimga mos keladigan balandlikka ko'tariladi. h 1 .
Keling, asosiy gidrostatik tenglamaga qaytaylik (2.4). Kattalik H, teng
chaqirdi piezometrik bosim.
(2.7), (2.8) formulalaridan kelib chiqqan holda bosim metrlarda o'lchanadi.
Gidrostatikaning asosiy tenglamasiga (2.4) ko'ra, o'zboshimchalik bilan tanlangan taqqoslash tekisligiga nisbatan tinch holatda suyuqlikdagi gidrostatik va pyezometrik bosimlar doimiy qiymatlardir. Tinch holatda suyuqlik hajmining barcha nuqtalari uchun gidrostatik bosh bir xil bo'ladi. Xuddi shu narsani piezometrik bosim haqida ham aytish mumkin.
Bu shuni anglatadiki, agar pyezometrlar turli balandliklarda tinch holatda bo'lgan suyuqlik bilan rezervuarga ulangan bo'lsa, u holda barcha piezometrlardagi suyuqlik darajalari bir xil gorizontal tekislikda bir xil balandlikda o'rnatiladi, bu pyezometrik deb ataladi.
Darajali yuzalar
Ko'pgina amaliy masalalarda tekislik sirtining turi va tenglamasini aniqlash muhim ahamiyatga ega.
Darajali sirt yoki teng bosim yuzasi suyuqlikdagi bunday sirt deyiladi, uning barcha nuqtalaridagi bosim bir xil, ya'ni bunday sirtda. dp = 0.
Bosim koordinatalarning ba'zi funktsiyasi bo'lgani uchun, ya'ni. p = f(x,y,z), u holda teng bosimli sirt tenglamasi bo'ladi:
| p = f(x, y, z)=C= const . | (2.9) |
Konstanta berish C turli qiymatlar, biz olamiz turli sirtlar darajasi. Tenglama (2.9) - tekis yuzalar oilasining tenglamasi.
Erkin sirt- bu tomchi suyuqlik va gaz, xususan havo o'rtasidagi interfeys. Odatda ular faqat siqilmaydigan (tomchi) suyuqliklar uchun erkin sirt haqida gapirishadi. Ko'rinib turibdiki, erkin sirt ham teng bosimli sirt bo'lib, uning qiymati gazdagi bosimga teng (interfeysda).
Darajali sirt, kontseptsiyaga o'xshash teng potentsial yuzalar yoki ekvipotensial sirt barcha nuqtalarida kuch funktsiyasi bir xil qiymatga ega bo'lgan sirtdir. Ya'ni, bunday sirtda
U = const
Shunda ekvipotensial yuzalar oilasining tenglamasi shaklga ega bo'ladi
U(x,y,z)= C,
doimiysi qayerda C qabul qiladi turli ma'nolar turli sirtlar uchun.
Eyler tenglamalarining ((2.3) tenglamalari) integral shaklidan shunday xulosa kelib chiqadi:
Bu munosabatdan shunday xulosaga kelishimiz mumkinki, teng bosimli yuzalar va teng potentsialli sirtlar bir-biriga mos keladi, chunki qachon dp = 0i dU = 0.
Eng muhim mulk teng bosim va teng potentsial yuzalar quyidagicha: har qanday nuqtada joylashgan suyuqlik zarrachasiga ta'sir qiluvchi hajm kuchi bu nuqtadan o'tadigan sath yuzasiga normal yo'naltiriladi.
Keling, bu xususiyatni isbotlaylik.
Suyuqlik zarrasi ekvipotentsial sirt bo'ylab koordinatalari bo'lgan nuqtadan koordinatali nuqtaga harakat qilsin. Ushbu siljishda hajmli kuchlarning bajargan ishi teng bo'ladi
Ammo suyuqlik zarrasi ekvipotensial sirt bo'ylab harakat qilganligi sababli, dU = 0. Demak, zarrachaga ta’sir etuvchi tana kuchlarining bajargan ishi nolga teng. Kuchlar nolga teng emas, siljish nolga teng emas, u holda kuchlar siljishga perpendikulyar bo'lgandagina ish nolga teng bo'lishi mumkin. Ya'ni, volumetrik kuchlar sathning yuzasiga normaldir.
Keling, gidrostatikaning asosiy tenglamasida suyuqlikka faqat bitta turdagi hajmli kuchlar - tortishish ta'sir qiladigan holat uchun yozilganligiga e'tibor qaratamiz (2.5 tenglamaga qarang).
,
kattalik p 0 - suyuqlik yuzasiga bosim bo'lishi shart emas. Bu biz bilgan har qanday nuqtada bosim bo'lishi mumkin. Keyin h bosim ma'lum bo'lgan nuqta va biz uni aniqlamoqchi bo'lgan nuqta o'rtasidagi chuqurlikdagi farq (vertikal pastga yo'nalishda). Shunday qilib, ushbu tenglamadan foydalanib, siz bosim qiymatini aniqlashingiz mumkin p har qanday nuqtada ma'lum nuqtada ma'lum bosim orqali - p 0 .
E'tibor bering, qiymat bog'liq emas p 0 . Keyin (2.5) tenglamadan xulosa kelib chiqadi: bosim qancha o'zgaradi p 0 bo'lsa, suyuqlik hajmining istalgan nuqtasidagi bosim bir xil o'zgaradi p. Biz tuzatadigan nuqtalardan beri p Va p 0 tasodifiy tanlanadi, bu shuni anglatadiki tinch holatda suyuqlikning istalgan nuqtasida hosil bo'lgan bosim uning qiymatini o'zgartirmasdan suyuqlikning ishg'ol qilingan hajmidagi barcha nuqtalarga uzatiladi.
Ma'lumki, bu Paskal qonuni.
(2.5) tenglamadan foydalanib, siz tinch holatda suyuqlik sathining sirtlari shaklini aniqlashingiz mumkin. Buni amalga oshirish uchun siz qo'yishingiz kerak p= const. Tenglamadan kelib chiqadiki, buni faqat agar amalga oshirish mumkin h= const. Bu shuni anglatadiki, suyuqlikka volumetrik kuchlardan faqat tortishish kuchlari ta'sir qilganda, sathning sirtlari gorizontal tekislikdir.
Xuddi shu gorizontal tekislik tinch holatda suyuqlikning erkin yuzasi ham bo'ladi.
Klassik fizikada, masalan, termodinamikada bosim mutlaq bosim birliklarida o'lchanadi. mutlaq vakuum, lekin texnologiyadagi bosim haqida gapirganda, biz odatda shunday deb ataladigan narsani nazarda tutamiz. asbob yoki ortiqcha bosim (ba'zan u "haqiqiy" deb ham ataladi va juda kamdan-kam hollarda "manometrik").
Ushbu tushunchalarning barchasi quyidagi oddiy tenglik bilan bog'langan: Yer sayyorasidagi mutlaq bosim - bu moddaga ta'sir qiluvchi umumiy bosim yoki boshqacha aytganda, atmosfera (barometrik) va ortiqcha bosimning yig'indisidir:
P abs = P atm + P g
Kontseptsiyalarning farqi shundaki:
- asbob yoki ortiqcha ("samarali", "o'lchov") bosim atmosfera bosimiga nisbatan o'lchanadi yoki:
- nol asbob (o'lchov) bosimi atmosfera (barometrik) bosimiga teng yoki
- mutlaq vakuum asbobning (ortiqcha, o'lchagich) bosimining "minus bir atmosferasiga" teng va shu bilan birga, nolga teng mutlaq bosim.
Esda tutingki, muhandislik hayotidagi aksariyat hollarda bosim haqida gapirganda, ular asbob (ortiqcha) bosimni anglatadi. Lekin siz har doim yana so'rashingiz mumkin.
Bosim birligi psig - asbob (atmosferadan ortiqcha) bosim psi (kvadrat dyuym uchun funt) - Anglo-sakson birligi. Bosim birligi psia - psi da mutlaq (kvadrat dyuym uchun funt).
- Mutlaq bosim - mutlaq nolga teng bosimga nisbatan o'lchangan qiymat. Boshqacha qilib aytganda, mutlaq vakuumga nisbatan bosim.
- Barometrik bosim, atmosfera bosimi Yer atmosferasining mutlaq bosimidir. Ushbu turdagi bosim o'z nomini oldi o'lchash asbobi atmosfera bosimini ma'lum bir vaqtda ma'lum bir haroratda va dengiz sathidan ma'lum bir balandlikda aniqlash uchun ma'lum bo'lgan barometr. Ortiqcha bosim va vakuum bu bosimga nisbatan aniqlanadi.
- Haddan tashqari bosim - o'lchangan bosim va barometrik bosim o'rtasida ijobiy farq bo'lsa paydo bo'ladi. Ya'ni, ortiqcha bosim o'lchangan bosim barometrik bosimdan kattaroq bo'lgan miqdordir. Ushbu turdagi bosimni o'lchash uchun bosim o'lchagich ishlatiladi. Bu, shubhasiz, ijobiy vosita bosimi.
- Vakuum yoki boshqa usulda vakuum bosimi Bu o'lchangan asbob bosimi barometrik bosimdan kamroq bo'lgan miqdor. Agar ortiqcha bosim ijobiy birliklarda ko'rsatilgan bo'lsa, u holda vakuum -103 dan 0 kPa gacha salbiy birliklarda ko'rsatiladi. Ushbu turdagi bosimni o'lchashga qodir qurilmalar vakuum o'lchagichlar deb ataladi. Bu, albatta, salbiy vosita bosimi.
- Differensial bosim Bir bosimni boshqasiga nisbatan solishtirganda paydo bo'ladi. Qat'iy ma'noda bosimning barcha turlari, mutlaqdan tashqari, differentsialdir :)
