Часто задаваемые вопросы о давлении и важности абсолютного давления

Что такое абсолютное давление, и как это соотносится с избыточным давлением?

Чтобы понять абсолютное давление, нужно сначала определить несколько терминов:

• Атмосферное давление. Все вокруг нас — воздух и вода — имеет вес и создает давление. На уровне моря среднее давление составляет 1 атм, или 1,01325 бар; давление изменяется в зависимости от погодных условий. По мере увеличения высоты воздух становится тоньше, равно атмосферное давление.
• Манометрическое давление. Ноль в манометрическом давлении представляет собой атмосферное давление, что означает, что показание избыточного давления включает только дополнительное давление внутри системы.
• Абсолютное давление. Ноль в абсолютном давлении является идеальным вакуумом, что означает, что абсолютное считывание давления включает в себя как атмосферное давление, так и манометрическое давление.

Важным отличием последних двух типов давления является нулевая ссылка. Ноль инструментов, измеряющих избыточное давление, представляет собой атмосферный воздух, который изменяется в зависимости от высоты и погодных условий. Ноль в приборах, измеряющих абсолютное давление, — это полное отсутствие давления или вакуум; поэтому этот ноль не меняется.

Барометры. Манометры

Барометры — приборы, служащие для измерения атмосферного давления. Ртутный барометр (рис. 1) состоит из заполненной ртутью U-образной стеклянной трубки, один конец которой запаян, а на другом находится открытый резервуар с ртутью. Барометр имеет шкалу с миллиметровыми делениями, по которой непосредственно измеряют атмосферное давление в миллиметрах ртутного столба. Оно численно равно высоте столба ртути между ее уровнями в закрытом и открытом коленах барометра.

Рис. 1

Преимущество таких барометров -большая точность показаний. Недостатки — они громоздки, хрупки, пары ртути вредны для здоровья людей.

Металлический барометр — анероид (рис. 2) состоит из цилиндрической камеры K, из которой откачан воздух. Камера герметично закрыта тонкой гофрированной крышкой-мембраной М.

Рис. 2

Чтобы атмосферное давление не сплющило мембрану, она соединена посредством тяги Т с пружиной П, закрепленной на корпусе прибора. К пружине прикреплена стрелка С, конец которой перемещается по шкале Ш. При изменении атмосферного давления мембрана прогибается внутрь или наружу и перемещает стрелку по шкале.

Преимущества анероидов в том, что они удобны в работе, прочны, малогабаритны. Основной недостаток — они менее точны, чем ртутные барометры.

Для измерения давления, большего или меньшего атмосферного, используют манометры. Манометры бывают жидкостные и металлические.

Жидкостный манометр делают в виде U-образной трубки с жидкостью (обычно водой или ртутью), одно колено которой присоединяется к сосуду, давление в котором нужно измерить (рис. 3, а). Уровень жидкости в этом колене понизится (если давление в сосуде больше атмосферного) или повысится (если оно меньше атмосферного) по сравнению с уровнем жидкости во втором колене. Измеряемое давление будет p = pa ± pgh, где pa — атмосферное давление, pgh — гидростатическое давление избыточного столба жидкости в колене манометра.

Рис. 3

Для измерения таким манометром давления внутри жидкости к одному из его колен присоединяют с помощью резиновой трубки плоскую коробочку, одна сторона которой затянута резиновой пленкой (рис. 3, б).

Простейший металлический манометр устроен следующим образом (рис. 3, в). Тонкая упругая пластинка М — мембрана — герметически закрывает коробку К, из которой частично откачан воздух. К мембране присоединен указатель Р, вращающийся около оси О. При погружении прибора в жидкость мембрана прогибается под действием сил давления, и ее прогиб передается указателю, передвигающемуся по шкале.

Каковы преимущества измерения абсолютного давления и избыточного давления?

Поскольку все объекты и процессы на заводе-изготовителе имеют одинаковую высоту и атмосферное давление, измерение избыточного давления является достаточно точным для большинства ситуаций. Тем не менее, измерения абсолютного давления требуются в специализированных ситуациях, например, когда вам требуется измерение давления, независимо от колебаний атмосферного давления, а также на промышленных предприятиях, где используются вакуумные насосы и машины вакуумной упаковки.

Абсолютные манометры и датчики присутствуют в многочисленных применениях, включая высотомеры для авиации, мониторы для давления жидкого пара, процессы перегонки, HVAC и производство полупроводников. Давление опасных арсиновых и фосфиновых газов, используемых в процессе производства полупроводников, должно тщательно контролироваться во время хранения и транспортировки. Поскольку атмосферные условия колеблются, важно следить за тем, чтобы опасные газы использовали контрольную точку, которая не изменяется.

Простой способ проверить давление масла без манометра

Однако далеко не всегда манометр есть в наличии. Поэтому часто применяют простой экспресс-метод диагностики величины давления моторного масла. Для этого потребуется помощь товарища и некоторые подручные приспособления. Нужно понимать, что так можно убедиться лишь в наличии давления, при котором еще можно передвигаться на авто. Итак, при отсутствии манометра нужно выполнить следующие действия:

• Открыть капот и провести проверку уровня смазки, воспользовавшись щупом.
• Отключить и выкрутить датчик давления масла, установленный на двигателе.
• Обесточить катушки зажигания, отсоединив провода.
• Прокручивать стартером коленвал ДВС.
• Во время работы стартера наблюдать за монтажным отверстием масляного датчика давления. Нужно убедиться, появляется ли оттуда струя масла при вращении мотора.

Если струя есть, значит, с уверенностью можно сделать вывод о неработоспособности датчика. Поэтому можно доехать своим ходом до сервиса. Если же смазка не вытекает из посадочного места датчика, значит, отсутствует подача масла в мотор. Поэтому от дальнейшего передвижения на этом авто следует воздержаться. Как видим, этим способом можно также проверить исправность датчика давления масла.

Как работают абсолютные манометры?

Абсолютные манометры включают внутреннюю вакуумную камеру, которая используется в качестве эталона для проведения измерений давления. Манометрические датчики абсолютного давления на основе диафрагмы имеют прочную, но гибкую панель, которая разделяет камеру и вакуумную камеру. Локальное атмосферное давление заставляет диафрагму деформироваться в вакуумную камеру. Величина деформации преобразуется в значение давления. Это значение затем указывается на табло индикатора.

Узнайте больше о давлении и различных приложениях для измерения давления, обратившись к нашим консультантам по телефону.

ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ПО ГИДРОСТАТИКЕ

ЗАДАНИЯ

К выполнению расчетно – графической работы

По дисциплине «Гидравлика»

Тема: гидростатика

Северодвинск

ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Гидравлика,

или техническая механика жидкостей— это наука о законах равновесия и движения жидкостей, о способах применения этих законов к решению практических задач;

Жидкостью

называют вещество, находящееся в таком агрегатном состоянии, которое сочетает в себе черты твердого состояния (весьма малая сжимаемость) и газообразного (текучесть). Законы равновесия и движения капельных жид­костей в известных пределах можно применять и к газам.

На жидкость могут действовать силы, распределенные по ее массе (объему), называемые массовыми

, и по поверхности, называемые
поверхностными
. К первым относятся силы тя­жести и инерции, ко вторым — силы давления и трения.

Давлением

называется отношение силы, нормальной к по­верхности, к площади. При равномерном распределении

Касательным напряжением

называется отношение силы трения, касательной к поверхности, к площади:

Если давление р

отсчитывают от абсолютного нуля, то его называют абсолютным (рабс), а если от условного нуля (т. е. сравнивают с атмосферным давлением
ра,
то
избыточным
(ризб):

Если Рабс< Ра, то имеется вакуум,

величина которого:

Рвак = Ра — Рабс

Основной физической характеристикой жидкости является плотность

ρ (кг/м3), определяемая для однородной жидкости отношением ее массы
m
к объему
V:
Плотность пресной воды при температуре Т = 4°С ρ = = 1000 кг/м3. В гидравлике часто пользуются также понятием удельного веса γ

(Н/м3), т.е весом
G
единицы объема жидкости:

Плотность и удельный вес связаны между собой соотношением:

где g

— ускорение свободного падения.

Для пресной воды γвод= 9810 Н/м3

Важнейшие физические параметры жидкостей, которые используются в гидравлических расчетах,— сжимаемость, температурное расширение, вязкость и испаряемость.

Сжимаемость

жидкостей характеризуется модулем объемной упругости
К,
входящим в обобщенный закон Гука:

где ΔV

— приращение (в данном случае уменьшение) объема жидкости
V,
обусловленное увеличением давления на Δр. Например, для воды Квод ≈2.103 МПа.

Температурное расширение

определяется соответствующим коэффициентом, равным относительному изменению объема, при изменении температуры на 1 °С:

Вязкость

— это способность жидкости сопротивляться сдвигу. Различают динамическую
(μ)
и кинематическую (ν) вязкости. Первая входит в закон жидкостного трения Ньютона, выражающий касательное напряжение τ через поперечный градиент скорости
dv/dt:
Кинематическая вязкость

связана с
динамической
соотношением

Единицей кинематической вязкости является м2/с.

Испаряемость

жидкостей характеризуется давлением насыщенных паров в функции температуры.

Давлением насыщенных паров

можно считать то абсолютное давление, при котором жидкость закипает при данной температуре. Следовательно, минимальное абсолютное давление, при котором вещество находится в жидком состоянии, равно давлению насыщенных паров
р
н.п
.
Основные параметры некоторых жидкостей, их единицы в СИ и внесистемные единицы, временно допускаемые к применению, приведены в Приложениях 1…3.

ГИДРОСТАТИКА

Давление в неподвижной жидкости называется гидростатическим

и обладает следующими двумя свойствами:

— на внешней поверхности жидкости оно всегда направлено во нормали внутрь объема жидкости;

— в любой точке внутри жидкости оно по всем направлениям одинаково, т. е. не зависит от угла наклона площадки, по которой действует.

Уравнение, выражающее гидростатическое давление р

в любой точке неподвижной жидкости в том случае, когда из числа массовых сил на нее действует лишь одна сила тяжести, называется основным уравнением гидростатики:

где p0

— давление на какой-либо поверхности уровня жидкости, например на свободной поверхности;
h
— глубина расположения рассматриваемой точки, отсчитанная от поверхности с давлением р0.

В тех случаях, когда рассматриваемая точка расположена выше поверхности с давлением р0, второй член в формуле (1.1) отрицателен.

Другая форма записи того же уравнения (1.1) имеет вид

(1.2)

где z

и z0 — вертикальные координаты произвольной точки и свободной поверхности, отсчитываемые от горизонтальной плоскости вверх;
p/(pg)
— пьезометрическая высота.

Гидростатическое давление может быть условно выражено высотой столба жидкости p/ρg.

В гидротехнической практике внешнее давление часто равноатмосферному: P0=Рат

Величина давления Pат = 1 кГ/см2 = 9,81.104н/мг

называется
технической атмосферой
.

Давление, равное одной технической атмосфере, эквивалентно давлению столба воды высотой 10 метров,

т. е.

Гидростатическое давление, определяемое по уравнению (1.1), именуется полным или абсолютным давлением

. В дальнейшем будем обозначать это давление
рабс или p’.
Обычно в гидротехнических расчетах интересуются не полным давлением, а разницей между полным давлением в атмосферным, т. е. так называемым
манометрическим давлением
В дальнейшем изложении сохраним обозначение р

за манометрическим давлением.

Рисунок 1.1

Сумма членов дает величину полного гидростатического напора

Сумма —- выражает гидростатический напор Н

без учета атмосферного давления
pат/ρg,
т. е.

На рис. 1.1 плоскость полного гидростатического напора и плоскость гидростатического напора показаны для случая, когда свободная поверхность находится под атмосферным давлением р0=pат.

Графическое изображение величины и направления гидростатического давления, действующего на любую точку поверхности, носит название эпюры гидростатического давления. Для построения эпюры нужно отложить величину гидростатического давления для рассматриваемой точки нормально к поверхности, яа которую оно действует. Так, например, эпюра манометрического давления на плоский наклонный щит АВ

(рис. 1.2,а) будет представлять треугольник
ABC,
а эпюра полного гидростатического давления — трапецию
A’B’C’D’
(рис. 1.2,б).

Рисунок 1.2

Каждый отрезок эпюры на рис. 1.2,а (например О К)

будет изображать манометрическое давление в точке
К,
т. е.
pK = ρghK,
а на рис. 1.2,б — полное гидростатическое давление

Сила давления жидкости на плоскую стенку равна произведению гидростатического давления ρс

в центре тяжести площади стенки на площадь стенки S, т. е.

Центр давления

(точка приложения силы
F)
расположен ниже центра тяжести площади или совпадает с последним в случае горизонтальной стенки.

Расстояние между центром тяжести площади и центром давления в направлении нормали к линии пересечения плоскости стенки со свободной поверхностью жидкости равно

где J0 — момент инерции площади стенки относительно оси, проходящей через центр тяжести площади и параллельной линии пересечения плоскости стенки со свободной поверхностью: ус

— координата центра тяжести площади.

Сила давления жидкости на криволинейную стенку, симметричную относительно вертикальной плоскости, складывается из горизонтальной FГ

и вертикальной
FB
составляющих:

Горизонтальная составляющая FГ

равна силе давления жидкости на вертикальную проекцию данной стенки:

Вертикальная составляющая FB

равна весу жидкости в объеме
V,
заключенном между данной стенкой, свободной поверхностью жидкости и вертикальной проекцирующей поверхностью, проведенной по контуру стенки.

Если избыточное давление р0

на свободной поверхности жидкости отлично от нуля, то при расчете следует эту поверхность мысленно поднять (или опустить) на высоту (пьезометрическую высоту)
p0/(ρg)
Плавание тел и их остойчивость.

Условие плавания тела выражается равенством

G=P (1.6)

где G

— вес тела;

Р

— результирующая сила давления жидкости на погруженное в нее тело —
архимедова сила
.

Сила Р

может быть найдена по формуле

P=ρgW (1.7)

где ρg

— удельный вес жидкости;

W

— объем жидкости, вытесненной телом, или водоизмещение.

Сила Р

направлена вверх и проходит через центр тяжести водоизмещения.

Осадкой

тела
у
называется глубина погружения наинизшей точки смоченной поверхности (рис. 1.3,а). Под осью плавания понимают линию, проходящую через центр тяжести
С
и центр водоизмещения
D,
соответствующий/ нормальному положению тела в состоянии равновесия (рис. 1.3, а
)-
Ватерлинией

называется линия пересечения поверхности плавающего тела со свободной поверхностью жидкости (рис. 1.3,б). Плоскостью плавания
ABEF
называется плоскость, полученная от пересечения тела свободной поверхностью жидкости, или, иначе плоскость, ограниченная ватерлинией.

Рисунок 1.3

Кроме выполнения условий плавания (1.5) тело (судно, баржа и т.д.) должно удовлетворять условиям остойчивости. Плавающее тело будет остойчивым в том случае, если при крене сила веса G

и архимедова сила
Р
создают момент, стремящийся уничтожить крен и вернуть тело в исходное положение.

Рисунок 1.4

При надводном плавании тела (рис. 1.4) центр водоизмещения при малых углах крена (α<15°) перемещается по некоторой дуге, проведенной из точки пересечения линии действия силы Р

с осью плавания. Эта точка называется метацентром (на рис. 1.4 точка
М).
Будем в дальнейшем рассматривать условия остойчивости лишь при надводном плавании тела при малых углах крена.

Если центр тяжести тела С лежит ниже центра водоизмещения, то плавание будет безусловно остойчивым (рис. 1.4,а).

Если центр тяжести тела С лежит выше центра водоизмещения D,

то плавание будет остойчивым только при выполнении следующего условия (рис. 1-9,б):

ρ>δ (1.7)

где ρ

— метацентрический радиус, т. е. расстояние между центром водоизмещения и метацентром

δ — расстояние между центром тяжести тела С и центром во­доизмещения D.

Метацентрический радиус ρ находится по формуле:

(1.8)

где J0 — момент инерции плоскости плавания или площади, ограниченной ватерлинией, относительно продольной оси (рис. 1-8,6);

W

— водоизмещение.

Если центр тяжести тела С расположен выше центра водоизмещения и метацентра, то тело неостойчиво; возникающая пара сил G

и
Р
стремится увеличить крен (рис. 1.4,
в
).

УКАЗАНИЯ К РЕШЕНИЮ ЗАДАЧ

При решении задач по гидростатике прежде всего нужно хорошо усвоить и не смешивать такие понятия, как давление р

и сила
F.
При решении задач на определение давления в той или иной точке неподвижной жидкости следует пользоваться основным уравнением гидростатики (1.1). Применяя это уравнение, нужно иметь в виду, что второй член в правой части этого уравнения может быть как положительным, так и отрицательным. Очевидно, что при увеличении глубины давление возрастает, а при подъеме — уменьшается.

Необходимо твердо различать давления абсолютное, избыточное и вакуум и обязательно знать связь между давлением, удельным весом и высотой, соответствующей этому давлению (пьезометрической высотой).

При решении задач, в которых даны поршни или системы поршней, следует писать уравнение равновесия, т. е. равенство нулю суммы всех сил, действующих на поршень (систему поршней).

Решение задач следует проводить в международной системе единиц измерения СИ.

Решение задачи должно сопровождаться необходимыми пояснениями, рисунками (принеобходимости), перечислением исходных величин (графа «дано»), переводом единиц в систему СИ.

ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ПО ГИДРОСТАТИКЕ

Задача 1.

Определить полное гидростатическое давление на дно сосуда, наполненного водой. Сосуд сверху открыт, давление на свободной поверхности атмосферное. Глубина воды в сосуде
h =
0,60
м.
Решение:

В данном случае имеем р0=рат и потому применим формулу (1.1) в виде

р’=9,81.104 +9810.0,6 = 103986 Па

Ответ р’=103986 Па

Задача 2.

Определить высоту столба воды в пьезометре над уровнем жидкости в закрытом сосуде. Вода в сосуде находитcя под абсолютным давлением p’1 = 1,06
ат
(рисунок к задаче 2).

Решение

.

Составим условия равновесия для общей точки А

(см. рисунок
).
Давление в точке
А
слева:

Давление справа:

Приравнивая правые части уравнений, и сокращая на γg получаем:

Указанное уравнение можно также получить, составив условие равновесия для точек, расположенных в любой горизонтальной плоскости, например в плоскости ОО

(см. рисунок). Примем за начало шкалы отсчета пьезометра плоскость
ОО
и из полученного уравнения найдем высоту столба воды в пьезометре
h.
Высота h

равна:

= 0,6 метра

Пьезометр измеряет величину манометрического давления, выраженного высотой столба жидкости.

Ответ: h = 0,6 метра

Задача 3.

Определить высоту, на которую поднимается вода в вакуумметре, если абсолютное давление воздуха внутри баллона р’в=0,95
ат
(рис. 1-11). Сформулировать, какое давление измеряет вакуумметр.

Решение

:

Составим условие равновесия относительно горизонтальной плоскости О-О:

гидростатическое давление, действующее изнутри:

Гидростатическое давление в плоскости О

—
О,
действующее с внешней стороны,

Так как система находится в равновесии, то

т. е. вакуумметр измеряет недостаток давления до атмосферного или вакуум, выраженный высотой столба жидкости.

Высота, на которую поднимается жидкость, при γ=9810 Н/м3

Ответ: h = 0,5 метра

Задача 4.

Определить манометрическое давление в точке
А
трубопровода, если высота столба ртути по пьезометру h2=25 см. Центр трубопровода расположен на h1 =40 см ниже линии раздела между водой и ртутью (рисунок к задаче).

Решение:

Находим давление в точке В:
р’В=р’А
-γ
h1,
так как точка
В
расположена выше точки
А
на величину
h1.
В точке С давление будет такое же, как в точке
В,
так как давление столба воды
h
взаимно уравновешивается, т. е.

Определим давление в точке С справа с учетом атмосферного давления, т. е.

Приравнивая оба уравнения, получаем:

отсюда манометрическое давление:

Подставляя числовые значения,

получаем:

р’А-ратм

=37278
Па
Ответ: р’А-ратм

=37278
Па
ЗАДАЧИ

Задача 1.1.

Канистра, заполненная бензином и не содержащая воздуха, нагрелась на солнце до температуры 50 °С. На сколько повысилось бы давление бензина внутри канистры, если бы она была абсолютно жесткой? Начальная температура бензина 20 0С. Модуль объемной упругости бензина принять равным K=1300 МПа, коэффициент температурного расширения β = 8.10-4 1/град.

Задача 1.2.

Определить избыточное давление на дне океана, глубина которого h=10 км, приняв плотность морской воды ρ=1030 кг/м3 и считая ее несжимаемой. Определить плотность воды на той же глубине с учетом сжимаемости и приняв модуль объемной упругости K = 2.103 МПа.

Задача 1.3.

Найти закон изменения давления
р
атмосферного воздуха по высоте z
,
считая зависимость его плотности от давления изотермической. В действительности до высоты z=11 км температура воздуха падает по линейному закону, т. е.
T=T0-βz,
где β = 6,5 град/км. Определить зависимость
p = f(z)
с учетом действительного изменения температуры воздуха с высотой.

Задача 1.4.

Определить избыточное давление воды в трубе
В,
если показание манометра рм = 0,025 МПа. Соединительная трубка заполнена водой и воздухом, как показано на схеме, причем Н1 = 0,5 м; Н2=3 м.

Как изменится показание манометра, если при том же давлении в трубе всю соединительную трубку заполнить водой (воздух выпустить через кран К)? Высота Н3 = 5 м.

Задача 1.5.

В U-образную трубку налиты вода и бензин. Определить плотность бензина, если hб = 500 мм; hв = = 350 мм. Капиллярный эффект не учитывать.

Задача 1.6.

В цилиндрический бак диаметром D = 2 м до уровня Н=1,5 м налиты вода и бензин. Уровень воды в пьезометре ниже уровня бензина на h = 300 мм. Определить веснаходящегося в баке бензина, если ρб = 700 кг/м3.

Задача 1.7.

Определить абсолютное давление воздуха всосуде, если показание ртутного прибора h = 368 мм, высота H=1 м. Плотность ртути ρ= 13600 кг/м3. Атмосферное давление 736 мм рт. ст.

Определить избыточное давление p0воздуха в напорном баке по показанию манометра, составленного из двух U-образных трубок с ртутью. Соединительные трубки заполнены водой. Отметки уровней даны в метрах. Какой высоты
Н
должен быть пьезометр для измерения того же давления p0 Плотность ртути ρ = 13600 кг/м3.

Задача 1.9.

Определить силу давления жидкости (воды) на крышку люка диаметром D=l м в следующих двух случаях:

1) показание манометра рм = 0,08 МПа; H0=1,5 м;

2) показание ртутного вакуумметра h

= 73,5 мм при
а= 1м
; ρрт= 13600 кг/м3; Н0=1,5 м.

Задача 1.10.

Определить объемный модуль упругости жидкости, если под действием груза
А
массой 250 кг поршень прошел расстояние Δh = 5 мм. Начальная высота положения поршня (без груза) H =1,5 м, диаметры поршня
d = 80
мм н резервуара
D =
300 мм, высота резервуара
h =
1,3 м. Весом поршня пренебречь. Резервуар считать абсолютно жестким.

Задача 1.11.

Для опрессовки водой подземного трубопровода (проверки герметичности) применяется ручной поршневой насос. Определить объем воды (модуль упругости
К
= 2000 МПа), который нужно накачать в трубопровод для повышения избыточного давления в нем от 0 до 1,0 МПа. Считать трубопровод абсолютно жестким. Размеры трубопровода: длина L = 500 м, диаметр d=100 мм. Чему равно усилие на рукоятке насоса в последний момент опрессовки, если диаметр поршня насоса dn = 40 мм, а соотношение плеч рычажного механизма
а/в
= 5?

Задача 1.12

. Определить абсолютное давление воздуха в баке
р1,
еcли при атмосферном давлении, соответствующем hа = 760 мм рт. ст., показание ртутного вакуумметра hрт = = 0,2 м, высота h =1,5 м. Каково при этом показание пружинного вакуумметра? Плотность ртути ρ=13600 кг/м3.

Задача 1.13

. При перекрытом кране трубопровода
К
определить абсолютное давление в резервуаре, зарытом на глубине Н=5 м, если показание вакуумметра, установленного на высоте h=1,7 м, равно рвак = 0,02 МПа. Атмосферное давление соответствует ра = 740 мм рт. ст. Плотность бензина ρб = 700 кг/м3.

Задача 1.14.

Определить давление
р’1
, если показание пьезометра h =0,4
м.
Чему равно манометрическое давление?

Задача 1.15.

Определить вакуум
рвак
и абсолютное давление внутри баллона
р’в
(рис. 1-11), если показание вакуумметра
h =0,7 м вод. ст.
Задача 1.16.

Подсчитать манометрическое и абсолютное давление в баллоне
А
(рисунок) в двух случаях:

1) в баллоне и в левой трубке — вода,

а в правой трубке — ртуть (ρ=13600 кг/м3
);
2) в баллоне и левой трубке — воздух ,

а в правой трубке — вода.

Определить, какой процент составляет давление столба воздуха в трубке от вычисленного во втором случае манометрического давления?

При решении задачи принять h1

= 70
см,h
2= = 50
см.
Задача 1.17.

Чему будет равна высота ртутного столба h2 (рис. к задаче 1.16), если манометрическое давление нефти в баллоне
А pа = 0,5 ат,
а высота столба нефти (ρ=800
кг/м3) h
1=55
см?
Задача 1.18.

Определить высоту столба ртути
h2
, (рисунок), если расположение центра трубопровода
А
повысится по сравнению с указанным на рисунке и станет на
h1 = 40 см
выше линии раздела между водой и ртутью. Манометрическое давление в трубе принять 37 278 Па
.
Задача 1.19.

Определить, на какой высоте
z
установится уровень ртути в пьезометре, если при манометрическом давлении в трубе
РА =39240 Па
и показании h=24
см
система находится в равновесии (см. рисунок).

Задача 1.20.

Определить удельный вес бруса, имеющего сле­дующие размеры: ширину
b=30 см
, высоту
h=20 см
и длину
l = 100 см
, если его осадка
y=16 см
Задача 1.21.

Кусок гранита весит в воздухе 14,72 Н и 10,01 Н в жидкости, имеющей относительный удельный вес 0,8. Определить объем куска гранита, его плотность и удельный вес.

Задача 1.22

Деревянный брус размером 5,0х0,30 м и высотой 0,30м спущен в воду. На какую глубину он погрузится, если от­носительный вес бруса 0,7? Определить, сколько человек могут встать на брус, чтобы верхняя поверхность бруса оказалась бы заподлицо со свободной поверхностью воды, считая, что каждый человек в среднем имеет массу 67,5 кг.

Задача 1.23

Прямоугольная металлическая баржа длиной 60 м, шириной 8 м, высотой 3,5 м, загруженная песком, весит 14126 кН. Определить осадку баржи. Какой объем песка Vп нужно выгрузить, чтобы глубина погружения баржи была 1,2 м, если относительный удельный вес влажного песка равен 2,0?

Задача 1.24.

Объемное водоизмещение подводной лодки 600 м3. С целью погружения лодки отсеки были заполнены морской водой в количестве 80 м3. Относительный удельный вес морской воды 1,025. Определить: какая часть объема лодки (в процентах) будет погружена в воду, если из подводной лодки удалить всю воду и она всплывет; чему равен вес подводной лодки без воды?

Воспользуйтесь поиском по сайту:

Теплоноситель в статическом и динамическом состояниях

Теплоноситель любой системы отопления может находиться в двух состояниях:

• неподвижном (статическом), когда отсутствует нагрев в гравитационной системе (отсутствует естественная циркуляция) или выключен циркуляционный насос в системе с принудительной циркуляцией;
• подвижном (динамическом), вызываемом такими причинами: естественной циркуляцией теплоносителя, побуждаемой градиентом давления вследствие неравномерности прогрева рабочей жидкости вдоль контура гравитационной системы отопления;
• принудительной циркуляцией теплоносителя, побуждаемой циркуляционным насосом;
• тепловым расширением теплоносителя, побуждающим его вытеснять воздух/газ из расширительных баков, занимая освободившиеся объемы.

Неподвижный теплоноситель оказывает на внутренние поверхности элементов системы только (гидро)статическое давление, изучаемое гидростатикой. Движущийся теплоноситель характеризуется (гидро)динамическим давлением, изучаемым гидродинамикой. Оно складывается из статической составляющей, затем части, определяемой тепловым расширением жидкости, наконец составляющей, создаваемой т.наз. скоростным напором движущейся жидкости. Далее, рассматривая движущийся нагретый теплоноситель, будем использовать термин рабочее (результирующее) давление.

Какое число важнее?

Обычно больше внимания уделяется систолическому артериальному давлению (первое число) как главному фактору риска сердечно-сосудистых заболеваний для людей старше 50 лет. У большинства людей систолическое артериальное давление неуклонно повышается с возрастом из-за потери эластичности крупных артерий, увеличения частоты сердечных сокращений и развития сосудистых заболеваний.

Тем не менее, повышенное систолическое или повышенное значение диастолического артериального давления может использоваться для постановки диагноза высокого артериального давления. Риск смерти от ишемической болезни сердца и инсульта удваивается с увеличением систолического давления на 20 мм рт. ст. или диастолического на 10 мм рт. ст. среди людей в возрасте от 40 до 89 лет.

Симптомы пониженного давления

Большинство врачей считают хроническое низкое артериальное давление опасным только в том случае, если оно вызывает заметные признаки и симптомы, такие как:

• Головокружение
• Тошнота
• Обморок
• Обезвоживание и необычная жажда
• Нехватка концентрации
• Затуманенное зрение
• Холодная, липкая, бледная кожа
• Учащенное дыхание
• Усталость
• Депрессия

Единичное отклонение показателей давления от нормы не является поводом для беспокойства, если только вы не испытываете каких-либо других симптомов.

Что означают цветные зоны манометра

Цвета на манометре означают уровни, свидетельствующие о поломке и работоспособности.

Пользователь, зная значение каждого сегмента индикатора, сможет определить состояние огнетушителя.

Стрелка в красной зоне

Красная зона свидетельствует об опасности. Есть два варианта размещения (могут присутствовать одновременно):

1. на стороне нуля: напор слишком низкий, струя слабая, понижается огнетушащая способность, нет срабатывания;
2. зеленая и желтая зона, которая сигнализирует об умеренном уровне опасности, идут перед красной, предупреждающей о критическом уровне неполадок:
   • риск разрыва баллона, поломки ЗПУ;

   сильная отдача;

3. опасное поведение струи.

Стрелка в желтой зоне

Если манометр огнетушителя в желтой зоне – количество МПа превышает норму, информирует о неисправностях, но некритического характера. Значение желтого цвета аналогичное как у светофора – призывает:

1. обратить внимание;
2. провести ТО;
3. быть готовым к неполадкам, к не обязательным, но возможным последствиям.

Редко, когда превышение допустимых рамок следствие неправильной заправки. Чаще всего нарушение возникает при неправильном хранении: нагрев от солнца, приборов отопления.

Стрелка в зеленой зоне

Зеленая зона – рабочее состояние, количество МПа свидетельствует об исправности.

На каких огнетушителях установлен манометр

Виды огнетушителей по величине давления:

1. низкого, до 2,5 Мпа:
   • Порошковые (ОП);

   Пенные (ОВП, ОХП);

2. высокого, от 2,5 Мпа:
   • Газовые, углекислотные (ОГ), хладоновые (ОХ).

Принцип действия огнетушителя – вытеснение ОТВ напором, созданным внутри баллона. Цвет сектора шкалы индикатора и цифровой показатель положения стрелки является основным сигнализатором об исправности.

У некоторых моделей проверка манометром возможна лишь после активации источника холодного газа. Варианты:

Индикатор давления встроенный или же его можно вставлять/вытягивать. Датчик формально не обязателен, но без него обслуживание, мониторинг состояния огнетушителя невозможен. За отсутствие манометра службы пожарного надзора не штрафуют.

Снижение давления теплоносителя ниже нормы – следствие его утечки

Если значение величины, показываемое при отсутствии циркуляции, снизилось от 0,02 бара, причем давление газа в расширительном бачке нормальное, можно начинать искать утечки жидкости. Хорошо, если они визуально проявляются. Малозаметные мелкие утечки выявляют путем пневмоиспытаний системы. Закачав внутрь сжатый воздух, ожидают появления шипения (свиста) в местах разгерметизации. Обычно они наблюдаются в местах соединений трубопроводов с элементами арматуры и отопительными приборами. Хорошей профилактикой появлению утечек теплоносителя является опрессовка системы. Так именуются гидроиспытания повышенным давлением. Для заполнения системы водой используется ручной насос, позволяющий плавно поднимать его величину. Подняв ее до определенного уровня, делают паузу на полчаса, контролируя показания манометра. Спад первоначального значения – явный признак утечки, которую вновь ищут визуально или на слух, проводя пневмоиспытания.

Технология проведения опрессовки.

Технологии проведения ремонтов систем отопления постоянно развиваются. Относительно недавно в России получил распространение метод устранения утечек в трубопроводных системах, включая отопительные, основанный на добавлении внутрь системы (посредством насоса) жидкого герметика. Растворяясь в объеме теплоносителя, герметик в местах утечек реагирует с воздухом, образуя прочный уплотняющий слой, ликвидируя любые течи за 1-7 дней (срок определяется размерами дефектов). Соотношение герметик/теплоноситель для продукта германской марки BCG равно 1:100. Поэтому ремонт системы емкостью 100-200 л обеспечит всего 1-2 л герметика.

Превышение давлением теплоносителя предельной величины

Если процесс эксплуатации сопровождается частыми «подрывами» предохранительного клапана, следует проанализировать возможные причины происходящего:

• заниженная емкость расширительного бачка;
• завышенное настроечное давление газа/воздуха в бачке;
• неправильно выбрано место установки.

Наличие бачка емкостью от 10 % полной емкости системы отопления является практически стопроцентной гарантией исключения первой причины. Впрочем 10 % не являются минимально возможной емкостью. Грамотно спроектированная система может нормально работать и при меньшей величине. Однако определить достаточность емкости бачка сможет только специалист, владеющий методикой соответствующего расчета.

Вторая и третья причины тесно взаимосвязаны между собой. Предположим, что воздух/газ накачан до 1,5 бара, а место установки бачка выбрано вверху системы, где рабочее давление, допустим, всегда ниже 0,5 бара. Газ всегда будет занимать весь объем бачка, а расширяющийся теплоноситель останется снаружи. Внизу системы теплоноситель будет давить на трубы теплообменника котла особенно сильно. Регулярный «подрыв» предохранительного клапана будет обеспечен!