ОСНОВНЫЕ положения и зависимости

Гидростатика – раздел гидромеханики, в котором изучаются законы равновесия жидкости и ее взаимодействие с твердыми поверхностями и телами. В жидкости рассматривается действие двух категорий сил: массовые (объемные) и поверхностные. Поверхностная сила может быть разложена на нормальную (сила давления) и тангенциальную (сила трения) составляющие. Давление в точке равно пределу, к которому стремится среднее нормальное напряжение, при стремлении площадки к нулю:

, (1)

где p – гидростатическое давление; D P /D S – среднее нормальное напряжение; Δ S – элементарная площадка; Δ P – элементарная сила давления.

Согласно основному уравнению гидростатики абсолютное давление в какой-либо точке покоящейся жидкости определяется зависимостью

, (2)

где p – абсолютное давление в данной точке объема жидкости; p ₀ – давление на внешней или свободной поверхности по отношению к данному объему, в частном случае – атмосферное давление; ρ gh – избыточное (весовое) давление; ρ – плотность жидкости; g – ускорение силы тяжести; h – заглубление точки измерения абсолютного давления относительно внешней (свободной) поверхности.

Абсолютное давление, выражаемое зависимостью (2), это давление, при измерении которого за начало отсчета принимают абсолютный нуль давления. Абсолютный нуль давления может существовать либо в замкнутом объеме, из которого удалены все молекулы, либо при полном прекращении движения молекул, т.е. при абсолютной температуре равной 0 К. (ГОСТ 8.271-77 ГСИ).

Атмосферное давление это абсолютное давление околоземной атмосферы.

Давление сверх атмосферного - называется избыточным (манометрическим). Оно равно разности между абсолютным и атмосферным давлением:

. (3)

Если на свободную поверхность жидкости действует атмосферное давление, то абсолютное давление равно избыточному давлению и определяется только давлением столба жидкости высотой h:

. (4)

Давление недостающее до атмосферного называется вакуумметрическим давлением. Оно равно разности между абсолютным и атмосферным давлением, поэтому изменяется от нуля до – p _атм.

. (5)

Понятие абсолютного, избыточного и вакуумметрического давлений иллюстрируется с помощью диаграммы на рис.1.

Рис. 1. Диаграмма для иллюстрации абсолютного,
избыточного и вакуумметрического давления

Дата добавления: 2015-07-11