Укажите чему равно избыточное давление в нейтральной зоне

Давление и силы действующие на жидкость

Массовые и поверхностные силы действующие на жидкость

Из-за легкоподвижности на жидкость не могут действовать сосредоточенные нагрузки, а возможно лишь действие сил непрерывно распределенных либо по массе либо по поверхности жидкости. Все многообразие сил делят на массовые и поверхностные.

Массовые силы распределены по массе жидкого тела, и при их непрерывном распределении пропорционально этой массе.

В гидравлических расчетах используют единичные массовые силы, приходящиеся на единицу массы твердого тела.

Поверхностная сила ΔR, с которой выше лежащие потоки действуют на нижележащие.

ΔFр направленная перпендикулярно площадке нормально сжимающая сила или сила давления

В механике жидкости и газа используют единичные поверхностные силы, то есть напряжения. Единица измерения напряжения Н/м 2 = Па (Паскаль).

Средняя величина нормально вжимающего напряжения в площадке ΔA определяется по формуле:

Истинное давление в данной точке жидкого тела.

Давление

Измеряется давление в системе СИ Н/м 2 или Па (Паскалях), также существует множество других единиц измерения давления.

Давление, приложенное к внешней поверхности жидкости передается вем точкам и во сех направлениях одинаково, это положение называют законом Паскаля.

В обычных условиях (медленное текущих) жидкость на растяжение не работает, а значит давление положительно.

Если жидкость очень чистая (дегазированная), а процесс проходит очень быстро, знакопеременно, то в жидкости возможны кратковременные растягивающие напряжения, то есть давление может быть отрицательным.

Абсолютное и избыточное давление

Давление может измеряться по избыточный или абсолютной шкалам.

В избыточной шкале за 0 принято давление атмосферы, давление ниже атмосферного записывается со знаком минус.

Истинное давление называют абсолютным.

Таким образом, можно записать зависимости:

Манометрическое и вакуумметрическое давление

Положительное избыточное давление называют манометрическим, его измеряют с помощью манометра.

Отрицательное избыточное давление называют вакуумметрическим, его измеряют с помощью вакуумметра.

Источник

Виды давления. Абсолютное, избыточное и вакууметрическое давление

В самых разнообразных областях техники и науки, в самых разных технических приборах и сооружениях требуется проводить измерения давления жидкостей или газов. В зависимости от назначения инженеры должны иметь возможность проводить измерения давления и использовать соответствующие единицы для точного отображения этих показаний, а также уметь правильно или оперировать.

Единицы измерения давления

Абсолютное значение

Абсолютное давление ─ это истинное давление жидкостей, паров или газов, которое отсчитывается от абсолютного нуля давления (абсолютного вакуума).

Избыточное давление

Разность между абсолютным давлением p и атмосферным давлением p_а называется избыточным давлением и обозначается р_изб:

h_п в этом случае называется пьезометрической высотой, которая является мерой избыточного давления.

На рисунке показан закрытый резервуар с жидкостью, на поверхности которой давление p_0. Подключенный к резервуару пьезометр П (см. рис. ниже) определяет избыточное давление в точке А.

Абсолютное и избыточное давления, выраженные в атмосферах, обозначаются соответственно ата и ати.

Вакууметрическое давление

Вакуумметрическое давление, или вакуум, — недостаток давления до атмосферного (дефицит давления), т. е. разность между атмосферным или барометрическим и абсолютным давлением:

где h_вак — вакуумметрическая высота, т. е. показание вакуумметра В, подключенного к резервуару, показанному на рисунке ниже. Вакуум выражается в тех же единицах, что и давление, а также в долях или процентах атмосферы.

Из выражений последних двух выражений следует, что вакуум может изменяться от нуля до атмосферного давления; максимальное значение h_вак при нормальном атмосферном давлении (760 мм рт. ст.) равно 10,33 м вод. ст.

Инфографика для лучшего запоминания и понимания.

Вильнер Я.М. Справочное пособие по гидравлике, гидромашинам и гидроприводам.

Источник

Избыточное давление. Способы выражения гидростатического давления

При решении практических задач по определению нагрузок от давления покоящейся жидкости на различные поверхности и тела часто требуется знать не полное, а избыточное давление жидкости. Избыточным (или манометрическим) давлением называется разность между полным (абсолютным) и атмосферным (барометрическим) давлением:

(2 – 7)

где: p – полное давление в данной точке жидкости;

p_ат – атмосферное давление.

Если полное давление p меньше атмосферного p_ат, то избыточное давление будет отрицательным. Отрицательное избыточное давление, т.е. недостаток давления до атмосферного, называется вакуумом (вакуумметрическим давлением, разрежением):

. (2 – 8)

Рассмотрим определение избыточного давления в некоторых частных случаях. Если жидкость находится в закрытом резервуаре и давление на ее свободной поверхности p_o больше атмосферного p_ат (рис. 2 – 5), то избыточное давление жидкости на стенку резервуара в любой точке будет равно:

=

где: (p_o – p_ат) – есть избыточное давление на свбодной поверхности жидкости.

Величина избыточного давления p_изб в каждой точке стенки, очевидно, и будет определять действующую на стенку нагрузку со стороны жидкости.

Если в закрытом резервуаре давление на свободной поверхности p_o меньше атмосферного p_ат, то избыточное давление будет равно:

,

где: (p_ат – p_o) – есть вакуум на свободной поверхности жидкости.

В важном частном случае, когда давление на свободной поверхности жидкости равно атмосферному p_o=p_ат (открытый резервуар, водоем), избыточное давление будет равно (рис. 2- 6):

. (2 – 9)

Величина гидростатического давления (полного или избыточного) может быть выражена тремя способами:

— в единицах силы, действующей на единицу площади, например, ;

— в атмосферах; в гидравлике используется техническая атмосфера, равная

;

давление, выраженное в атмосферах, обознаают ата (абсолютное давление), ати (избыточное давление) и атв (вакуумметрическое давление);

— высотой столба жидкости.

Для уяснения последнего, практически важного, способа выражения давления преобразуем основное уравнение гидростатического давления (2 – 3), поделив его на g. Получим:

.

В этом уравнении все члены имеют размерность длины и выражают высоту столба жидкости, соответствующую тому или иному давлению. Действительно

.

Величина называется пьезометрической высотой, соответствующей

Приборы, служащие для измерения давления с помощью столба жидкости называются пьезометрами. Пьезометр представляет собой простейший жидкостной манометр в виде трубки (обычно стеклянной) с открытым верхним концом, сообщающимся с атмосферой (рис. 2 – 7). Определим давление p у нижнего конца пьезометра в точке A, применив основное уравнение гидростатического давления (2 – 3) к жидкости, находящейся в пьезометре:

.

Отсюда давление, которое показывает пьезометр высотой h_р столба жидкости в нем будет равно

. (2 – 10)

Таким образом, пьезометр измеряет в жидкости избыточное давление (разность давлений в данной точке жидкости и в той среде, куда выходит открытый конец трубки). При p_o=p_ат (открытый резервуар, водоем) пьезометрическая глубина для любой точки жидкости равна глубине ее погружения. Действительно, применяя уравнение (2 – 3) к жидкости, находящейся в пьезометре и резервуаре, получим (рис. 2 – 7):

или .

В жидкостных манометрах (пьезометрах) в качестве рабочей жидкости часто применяют ртуть, имеющую значительный удельный вес, благодаря чему становится возможным измерять более высокие давления. Определим высоту столба жидкости, соответствующую давлению для воды и для ртути:

.

.

Таким образом, имеем следующие практически важные соотношения между единицами измерения давления:

вод.ст. = 735 мм рт. ст.

Давление измеряют следующими приборами: атмосферное – барометрами, избыточное – манометрами, а вакуумметрическое – вакуумметрами.

Источник

Абсолютное, избыточное и дифференциальное давление – нулевая отметка

Повседневные измерения давления, например, что касается давления воздуха в шине, обычно делаются относительно давления атмосферного воздуха. В других случаях измерения сделаны относительно вакуума или к некоторой другой специальной отметке. Различая эти нулевые отметки, можно использовать следующие термины:

Типы давлений

Для абсолютного давления нолем является отметка при переходе вакуума в давление, таким образом, его значение можно получить – измерив, давление плюс атмосферное давление.
Для избыточного давления нолем является давление атмосферного воздуха, таким образом, его значение равно абсолютному давлению минус атмосферное давление. Отрицательные знаки обычно опускаются.
Дифференциальное давление – различие в давлении между двумя пунктами. Нулевая отметка в использовании обычно подразумевается контекстом, и эти слова добавляются только тогда, когда разъяснение необходимо. Давление воздуха в шине и кровяное давление – давления значения в соответствии с соглашением, в то время как атмосферные давления и давление высотомера должны быть абсолютными. Дифференциальное давление обычно используется в системах производственного процесса. У значений дифференциального давления есть два входных порта, каждый связанный с одним из объемов, давление которых должно быть проверено. В действительности такое значение выполняет математическую операцию вычитания через механические средства, устраняя потребность в операторе или системе управления, чтобы наблюдать два отдельных значения и определить различие в их работе. Умеренные вакуумные давления часто неоднозначны, поскольку они могут представлять абсолютное давление или давление без отрицательного знака. Таким образом, значение вакуума на 26 дюймов рт. ст. эквивалентное абсолютному давлению 30 дюймов рт. ст.

Атмосферное давление, как правило, приблизительно 100 кПа на уровне моря,
но переменное с высотой и погодой. Если абсолютное давление жидкости останется постоянным, то значение давления той же самой жидкости изменится, так как атмосферное давление изменяется. Например, когда автомобиль заезжает на гору (атмосферное давление воздуха уменьшается), давление воздуха в шине повышается. Были определены некоторые стандартные значения атмосферного давления, такие как 101,325 кПа или 100 кПа, и некоторые инструменты используют одну из этих стандартных значений как постоянную нулевую отметку вместо фактического переменного давления атмосферного воздуха. Это ослабляет точность этих инструментов, особенно когда используется на больших высотах.
Использование атмосферной отметки обычно показывается после единицы давления, например, 30 фунтов на квадратный дюйм, что означает, что измеренное давление является полным давлением минус атмосферное давление. Есть два типа справочных значений давления: выраженные значения и запечатанные значения.
Датчик выраженных значений давления, например, позволяет внешнему давлению воздуха быть выставленным на отрицательной стороне диафрагмы ощущения давления, через выраженный кабель или отверстие на стороне устройства, так, чтобы это всегда измеряло атмосферное давление окружающей среды. Таким образом, датчик выраженных значений давления должен всегда учитывать нулевое давление, когда связь процесса давления считается открытой для воздуха.
Запечатанная отметка значений подобна за исключением того, что атмосферное давление запечатано на отрицательной стороне диафрагмы. Это обычно принимается в диапазонах высокого давления, таких как гидравлика, где атмосферные изменения давления будут иметь незначительный эффект на точность. Это также позволяет некоторым изготовителям обеспечивать вторичное сдерживание давления как дополнительную предосторожность для безопасности оборудования давления, если давление разрыва основной диафрагмы ощущения давления превышено.
Есть другой способ создать запечатанную отметку значений, и это должно запечатать высокий вакуум на обратной стороне диафрагмы ощущения. Тогда выходной сигнал возмещен так, что датчик давления учитывает близко к нолю, измеряя атмосферное давление. Запечатанный справочный преобразователь давления значений никогда не будет считаться точно нулевым, потому что атмосферное давление всегда изменяется и отметка в этом случае установлена на 1 баре.
Абсолютное измерение давления – давление, которое отнесено в абсолютный вакуум. Лучший пример абсолютного давления – атмосферное давление.

2 Определение понятия «давление», точное измерение давления и соотношение между ними

Источник

Тема: Типы давления

Опции темы

Отображение

— какими датчиками ОВЕН каждое из давлений измеряется?

— применение преобразователей давления в различных процессах промышленности (и не только)

Автор: Антон Колеров, продукт-менеджер по датчикам давления

Ниже та же статья для тех, кто хочет почитать ее прямо здесь

Что такое давление?

Давление – это физическая величина, равная отношению силы давления движущихся молекул вещества к площади поверхности. Разделяют давление твёрдых и текучих сред. И именно для измерения давления сплошных текучих сред (жидкостей и газов) используются преобразователи (датчики) давления.

Особенности измерения давления текучих сред

Давления текучих сред измеряются относительно двух различных уровней (опорных точек):

• уровень абсолютного вакуума – состояние среды, из которого удалены все молекулы и атомы (состояние вещества в космосе);
• уровень текущего атмосферного (барометрического) давления – давление на открытом воздухе в данной местности. Этот уровень постоянно меняется из-за метеорологических процессов.

Типы давлений в измеряемых датчиками процессах

Давление абсолютное (ДА) – это давление, отсчитываемое от точки абсолютного нуля («космического» вакуума). Измеряется крайне редко в силу сложной технической реализации, как правило, в лабораторных или сверхвысокоточных установках.

Примеры точек измерения ДА:

· установка по верификации авиационных двигателей;
· сублимационная сушка;
· узел коммерческого учёта газа.

Для измерения абсолютного давления в подобных процессах обычно используют преобразователи давления ОВЕН ПД100И-ДА модели 1х1. Наиболее применяемая модификация – ОВЕН ПД100И-ДА1,0-111-0,25.

Давление избыточное (ДИ) – это давление, отсчитываемое от текущего атмосферного давления в сторону увеличения. Избыточное давление указывает, насколько давление внутри процесса больше атмосферного. Избыточное давление – самое распространённое.

Примеры точек измерения ДИ:

· давление в подающем трубопроводе в ИТП, ЦТП, котельной;
· давление воды после насоса «подъёма» воды на водоканале;
· давление до и после редуктора в газораспределительном узле ГРП / ГРЩ.

Для измерения избыточного давления в гидро- и пневмосистемах, системах водоподготовки, котельной автоматике и объектах газового хозяйства применяются датчики ОВЕН ПД100-ДИ модели 1х1, которые характеризуются повышенной точностью измерения и устойчивостью к гидроударам. Наиболее востребованная модификация – ОВЕН ПД100-ДИ1,0-111-0,5.

Давление дифференциальное (ДД) или «перепад» – это разница давлений между двумя произвольными точками (местами) в измеряемом процессе, как правило, отсчитываемое от точки с меньшим абсолютным давлением в сторону большего.

Примеры точек измерения ДД:

· уровень жидкостей в герметичных ёмкостях с избыточным давлением;
· засорение вентиляционного фильтра и контроль работы вентилятора;
· контроль износа подшипника ротационного счётчика газа.

Для измерения перепада давления или расхода измеряемой среды применяются преобразователи давления ОВЕН ПД200-ДД модели 155. Наиболее востребованная модификация ОВЕН ПД200-ДД0,007-155-0,1-2-Н.

Давление вакуумметрическое (ДВ) или «разрежение» («тягометрия») – это давление, отсчитываемое от текущего атмосферного давления в сторону уменьшения.

Примеры точек измерения ДВ:

· разрежение в топке котла котельной;
· давление в испытательной вакуум-камере.

Для данных измерений применяют преобразователи ОВЕН ПД100И-ДВ модели 121 с высокочувствительным сенсором. Присоединение «торцевая мембрана» позволяет производить измерение сильнозагрязнённых и вязких сред. Наиболее востребованная модификация – ОВЕН ПД100И-ДВ0,1-121-0,5.

Давление избыточно-вакуумметрическое (ДИВ) или «тягонапорометрия» – это давление, средняя точка (12 мА) характеристики которого соответствует текущему атмосферному давлению. Одним датчиком измеряется как разрежение (4 мА), так и избыточное давление (20 мА) относительно средней точки.

Примеры точек измерения ДИВ:

· давление в дымоходе котельной;
· дымосос литейной печи;
· давление в «чистом» помещении.

Для данных измерений применяют преобразователи ОВЕН ПД100И-ДИВ модели 811. Они измеряют низкие давления неагрессивных газов, в том числе печных и горючих. Самая востребованная модификация ОВЕН ПД100И-ДИВ0,0005-811-1,5.

Давление гидростатическое (ДГ) – это избыточное давление столба жидкости над точкой погружения датчика, отсчитываемое от текущего атмосферного.

Примеры точек измерения ДГ:

· уровень воды над насосом в скважине водозабора;
· уровень воды в сточной ёмкости водоканала;
· уровень воды в водонапорной башне Рожновского.

Для измерений уровня жидкости используют датчики ОВЕН ПД100И-ДГмодели 167 с измерительной мембраной из нержавеющей стали и встроенным гидрометрическим кабелем. Данная модель имеет степень пылевлагозащиты IP68. Самая применяемая модификация ОВЕН ПД100И-ДГ0,04-167-0,5.10.

Источник