Единицы измерения давления. Абсолютное давления. Вакуум.

До настоящего времени единицей измерения давления используется техническая атмосфера, равная давлению в 1 кгс на 1 см². Техническая атмосфера обозначается ат или кгс/см². В качестве единиц измерения давления применяют также метр и миллиметр водяного столба и миллиметр ртутного столба.

Соотношения между этими единицами таковы:

1 кгс/см² = 735,56 мм рт. ст. (при 0 °С);
1 кгс/см² = 10 м вод. ст. (при 4 °С);
1 кгс/см² = 10 000 мм вод. ст. = 10 000 кгс/м².

В науке, а иногда и в технике за единицу давления принимается физическая атмосфера, обозначаемая атм и равная давлению столба ртути высотой 760 мм рт. ст. при 0 °С.

Соотношения между технической и физической атмосферами следующие:

1 кгс/см² = 0,9678 атм;
1 атм = 1,0332 кгс/см² = 10,332 м вод. ст.

В системе СИ основной единицей измерения давления является Паскаль (Н/м²). Так как величина паскаль для практических целей часто слишком мала, то допускается применение внесистемной единицы давления — бар, которая равна 100 000 Па.

Абсолютное давление p_абс - это сумма атмосферного давления p_атм и избыточного давления p_изб. В полном вакууме, абсолютное давление равно 0 бар абс. В атмосфере на уровне моря, абсолютное давление составляет 1 бар абс.

Pабс=Ратм+Ризб

Ва́куум — среда, содержащая газ при давлениях значительно ниже атмосферного. Вакуум характеризуется соотношением между длиной свободного пробега молекул газа λ и характерным размером процесса d. Под d может приниматься расстояние между стенками вакуумной камеры, диаметр вакуумного трубопровода и т.д. В зависимости от величины соотношения λ/d различают низкий (λ/d<<1), средний (λ/d~1) и высокий (λ/d>>1) вакуум.

На практике сильно разреженный газ называют техническим вакуумом.

Под физическим вакуумом в современной физике понимают полностью лишённое вещества пространство.

 

 

Уравнение Д.Бернули для элементарной струйки.

Для двух произвольных сечений и потока идеальной жидкости уравнение Бернулли имеет следующий вид:

С энергетической точки зрения каждый член уравнения представляет собой определенные виды энергии: z1 и z2 - удельные энергии положения, характеризующие потенциальную энергию в сечениях;
- удельные энергии давления, характеризующие потенциальную энергию давления в тех же сечениях;
- удельные кинетические энергии в тех же сечениях.

Следовательно, согласно уравнению Бернулли, полная удельная энергия идеальной жидкости в любом сечении постоянна.

Уравнение Бернулли можно истолковать и чисто геометрически. каждый член уравнения имеет линейную размерность. z1 и z2 - геометрические высоты сечений над плоскостью сравнения; - пьезометрические высоты; - скоростные высоты в указанных сечениях.

В этом случае уравнение Бернулли можно прочитать так: сумма геометрической, пьезометрической и скоростной высоты для идеальной жидкости есть величина постоянная.

Уравнение Бернулли для реальной жидкости будет иметь вид:

в уравнении появились еще два коэффициента α₁ и α₂, которые называются коэффициентами Кориолиса и зависят от режима течения жидкости (α = 2 для ламинарного режима, α = 1 для турбулентного режима).

Потерянная высота складывается из линейных потерь, вызванных силой трения между слоями жидкости, и потерь, вызванных местными сопротивлениями

 

 

Классификация видов движения жидкости.

Движение жидкости может быть 2 видов: ламинарный режим и турбулентный.

При ламинарном режиме отдельные слои жидкости скользят относительно друг друга, не смешиваясь между собой, а частицы жидкости движутся прямолинейно по параллельным друг другу траекториям. При этом режиме движения скорости в каждой точке потока не изменяются во времени ни по величине, ни по направлению. Наблюдается в тонких капиллярных трубках.

Турбулентный режим характерно постоянное перемешивание жидкости и изменение во времени местных скоростей потока по величине и направлению – пульсацией скоростей; при этом частицы жидкости движутся по сложным и все время изменяющимся траекториям.