ضغط- الكمية الفيزيائية التي تميز شدة القوى المؤثرة على طول سطح الجسم الطبيعي والمتعلقة بوحدة مساحة هذا السطح.

هناك أنواع الضغط التالية:

• بارومتري (جوي)
• عادي
• مطلق
• مقياس (مقياس)
• اكوميتريك (التفريغ)

تُستخدم وحدات مختلفة لقياس الضغط: باسكال (باسكال) ، بار ، الغلاف الجوي التقني أو ببساطة الغلاف الجوي ، ملليمتر من الزئبق أو عمود الماء ، والتي تكون بالنسب التالية:

1 باسكال \ u003d 10 ^ -5 بار \ u003d 1.02 * 10 ^ -5 كجم / سم 2 \ u003d 7.5024 * 10 ^ -2 مم زئبق. فن.

الضغط الجوييعتمد على كتلة طبقة الهواء. تم تسجيل أعلى ضغط جوي عند مستوى سطح البحر وبلغ 809 ملم زئبق. الفن ، وأدنى - 684 ملم زئبق. فن. يتم التعبير عن الضغط الجوي بارتفاع عمود الزئبق بالملليمتر ، مخفضًا إلى 0 درجة مئوية.

ضغط عادي- هذه هي القيمة المتوسطة لضغط الهواء للسنة عند مستوى سطح البحر ، والتي يتم تحديدها بواسطة مقياس الزئبق عند درجة حرارة الزئبق 273 كلفن وهي حوالي 101.3 كيلو باسكال (750 مم زئبق). وهذا يعني أن الضغط الطبيعي يسمى الضغط الجوي ، وهو ما يساوي جوًا ماديًا واحدًا وهو حالة خاصة من الضغط الجوي.

ضغط مطلقيسمى ضغط الغازات والسوائل في الأحجام المغلقة. لا تعتمد على حالة البيئة.

قياس الضغطهو الفرق بين الضغط المطلق والضغط الجوي إذا كان الأول أكبر من الأخير.

مقياس الضغط هو جهاز يقيس الضغط في وعاء مغلق ، كونه خارج هذا الوعاء ، فإنه يتعرض للضغط من جانب البيئة ومن جانب الوعاء. لذلك ، فإن الضغط الكلي أو المطلق للغاز في الوعاء يساوي مجموع ضغط المقياس والضغط الجوي.

ضغط الفراغهو الفرق بين الضغط الجوي والضغط المطلق إذا كان الأخير أقل من الأول.

السؤال 21. تصنيف أدوات قياس الضغط. جهاز مقياس ضغط التلامس الكهربائي ، طرق التحقق منه.

في العديد من العمليات التكنولوجية ، يعد الضغط أحد العوامل الرئيسية التي تحدد مسارها. وتشمل هذه: الضغط في الأوتوكلاف وغرف التبخير ، وضغط الهواء في خطوط الأنابيب العملية ، إلخ.

تحديد قيمة الضغط

ضغطهي الكمية التي تميز تأثير القوة لكل وحدة مساحة.

عند تحديد حجم الضغط ، من المعتاد التمييز بين الضغط المطلق والجوي والزائد والضغط الفراغي.

الضغط المطلق (ص أ ) - هذا هو الضغط داخل أي نظام ، يوجد تحته غاز أو بخار أو سائل ، مقيسًا من الصفر المطلق.

الضغط الجوي (ص في ) تم إنشاؤه بواسطة كتلة عمود الهواء في الغلاف الجوي للأرض. لها قيمة متغيرة اعتمادًا على ارتفاع المنطقة فوق مستوى سطح البحر وخط العرض الجغرافي وظروف الأرصاد الجوية.

الضغط الزائديتم تحديده بالفرق بين الضغط المطلق (ص أ) والضغط الجوي (ص ب):

ص izb \ u003d r أ - ص ج.

فراغ (فراغ)هي حالة الغاز التي يكون ضغطها فيها أقل من الضغط الجوي. من الناحية الكمية ، يتم تحديد ضغط الفراغ بالاختلاف بين الضغط الجوي والضغط المطلق داخل نظام التفريغ:

ص فاك \ u003d ف في - ص أ

عند قياس الضغط في الوسائط المتحركة ، يُفهم مفهوم الضغط على أنه ضغط ثابت وديناميكي.

ضغط ثابت (ص شارع ) هو الضغط الذي يعتمد على الطاقة الكامنة للغاز أو الوسط السائل ؛ يحدده ضغط ثابت. يمكن أن تكون زائدة أو فراغ ، في حالة معينة يمكن أن تكون مساوية للغلاف الجوي.

الضغط الديناميكي (ص د ) هو الضغط الناتج عن سرعة تدفق الغاز أو السائل.

الضغط الكلي (ص ص ) يتكون الوسط المتحرك من ضغوط ثابتة (p st) وديناميكية (p d):

ص ص \ u003d ص ش + ص د.

وحدات الضغط

في نظام الوحدات SI ، تعتبر وحدة الضغط بمثابة عمل قوة مقدارها 1 H (نيوتن) على مساحة 1 متر مربع ، أي 1 باسكال (باسكال). نظرًا لأن هذه الوحدة صغيرة جدًا ، يتم استخدام كيلوباسكال (kPa = 10 3 Pa) أو Megapascal (MPa = 10 6 Pa) للقياسات العملية.

بالإضافة إلى ذلك ، يتم استخدام وحدات الضغط التالية في الممارسة:

ملليمتر من عمود الماء (مم عمود الماء) ؛

ملليمتر من الزئبق (مم زئبق) ؛

الغلاف الجوي؛

قوة الكيلوغرام لكل سنتيمتر مربع (كجم / سم²) ؛

العلاقة بين هذه الكميات كما يلي:

1 باسكال = 1 نيوتن / متر مربع

1 كجم ق / سم 2 = 0.0981 ميجا باسكال = 1 ضغط جوي

1 ملم مرحاض فن. \ u003d 9.81 باسكال \ u003d 10-4 كجم ث / سم² \ u003d 10-4 ضغط جوي

1 مم زئبق فن. = 133.332 باسكال

1 بار = 100000 باسكال = 750 مم زئبق فن.

شرح مادي لبعض وحدات القياس:

1 كجم ث / سم 2 هو ضغط عمود مائي يبلغ ارتفاعه 10 أمتار ؛

1 مم زئبق فن. هي مقدار خفض الضغط لكل 10 أمتار من الارتفاع.

طرق قياس الضغط

إن الاستخدام الواسع النطاق للضغط وتمايزه وخلوده في العمليات التكنولوجية يجعل من الضروري تطبيق مجموعة متنوعة من الأساليب والوسائل لقياس الضغط والتحكم فيه.

تعتمد طرق قياس الضغط على مقارنة قوى الضغط المقاس بالقوى:

ضغط عمود السائل (الزئبق والماء) بالارتفاع المقابل ؛

تم تطويرها أثناء تشوه العناصر المرنة (الينابيع والأغشية والصناديق المانومترية والمنافخ والأنابيب المانومترية) ؛

وزن الحمولة

القوى المرنة الناتجة عن تشوه بعض المواد والتسبب في تأثيرات كهربائية.

تصنيف أدوات قياس الضغط

التصنيف حسب مبدأ العمل

وفقًا لهذه الطرق ، يمكن تقسيم أدوات قياس الضغط ، وفقًا لمبدأ التشغيل ، إلى:

سائل

تشوه.

مكبس البضائع

الكهرباء.

الأكثر استخدامًا في الصناعة هي أدوات قياس التشوه. أما الباقي ، فقد وجد في معظمه أن التطبيق في ظروف المختبر نموذجي أو بحثي.

التصنيف حسب القيمة المقاسة

اعتمادًا على القيمة المقاسة ، تنقسم أدوات قياس الضغط إلى:

مقاييس الضغط - لقياس الضغط الزائد (الضغط فوق الضغط الجوي) ؛

مقاييس ميكرومترية (عدادات الضغط) - لقياس الضغوط الزائدة الصغيرة (حتى 40 كيلو باسكال) ؛

بارومترات - لقياس الضغط الجوي.

مقاييس الفراغ الدقيق (مقاييس الدفع) - لقياس الفراغات الصغيرة (حتى -40 كيلو باسكال) ؛

مقاييس الفراغ - لقياس ضغط الفراغ ؛

مقاييس الضغط والفراغ - لقياس الضغط الزائد وضغط الفراغ ؛

مقاييس الضغط - لقياس الفائض (حتى 40 كيلو باسكال) وضغط الفراغ (حتى -40 كيلو باسكال) ؛

مقاييس الضغط المطلق - لقياس الضغط ، يقاس من الصفر المطلق ؛

مقاييس الضغط التفاضلي - لقياس فرق الضغط (التفاضلية).

أجهزة قياس ضغط السائل

يعتمد عمل أدوات قياس السائل على المبدأ الهيدروستاتيكي ، حيث يتم موازنة الضغط المقاس بضغط عمود السائل الحاجز (العامل). الفرق في المستويات اعتمادًا على كثافة السائل هو مقياس للضغط.

يومقياس ضغط على شكل- هذا هو أبسط جهاز لقياس الضغط أو فرق الضغط. وهو عبارة عن أنبوب زجاجي منحني مملوء بسائل عامل (زئبق أو ماء) ومرفق بلوح بمقياس. أحد طرفي الأنبوب متصل بالجو ، والآخر متصل بالجسم الذي يُقاس فيه الضغط.

الحد الأعلى لمقاييس ضغط الأنبوبين هو 1 ... 10 كيلو باسكال مع خطأ قياس منخفض قدره 0.2 ... 2٪. سيتم تحديد دقة قياس الضغط بواسطة هذه الأداة من خلال دقة قراءة القيمة h (قيمة الاختلاف في مستوى السائل) ، ودقة تحديد كثافة مائع العمل ρ ولن تعتمد على المقطع العرضي من الأنبوب.

تتميز أدوات قياس ضغط السائل بغياب الإرسال عن بعد للقراءات وحدود القياس الصغيرة والقوة المنخفضة. في الوقت نفسه ، نظرًا لبساطتها وتكلفتها المنخفضة ودقتها العالية نسبيًا في القياس ، فهي تُستخدم على نطاق واسع في المختبرات وأقل تكرارًا في الصناعة.

أدوات قياس ضغط التشوه

إنها تستند إلى موازنة القوة الناتجة عن الضغط أو الفراغ للوسط المتحكم فيه على العنصر الحساس مع قوى التشوهات المرنة لأنواع مختلفة من العناصر المرنة. يتم إرسال هذا التشوه في شكل إزاحات خطية أو زاوية إلى جهاز تسجيل (يشير أو تسجيل) أو يتم تحويله إلى إشارة كهربائية (هوائية) للإرسال عن بُعد.

كعناصر حساسة ، يتم استخدام الينابيع الأنبوبية أحادية الدوران ، والينابيع الأنبوبية متعددة الدورات ، والأغشية المرنة ، والمنفاخ ، ومنفاخ الزنبرك.

لتصنيع الأغشية ، المنفاخ والينابيع الأنبوبية ، يتم استخدام سبائك البرونز والنحاس والكروم والنيكل ، والتي تتميز بمرونة عالية بما فيه الكفاية ، ومضادة للتآكل ، واعتماد منخفض للمعلمات على التغيرات في درجات الحرارة.

أدوات الغشاءتستخدم لقياس الضغوط المنخفضة (حتى 40 كيلو باسكال) للوسائط الغازية المحايدة.

أجهزة منفاخمصممة لقياس الضغط الزائد والفراغ للغازات غير العدوانية مع حدود قياس تصل إلى 40 كيلو باسكال ، حتى 400 كيلو باسكال (كمقاييس ضغط) ، حتى 100 كيلو باسكال (كمقاييس فراغ) ، في النطاق -100 ... + 300 كيلو باسكال (كمقاييس ضغط وفراغ مدمجة).

أجهزة الربيع الأنبوبيمن بين أجهزة قياس الضغط ومقاييس الفراغ ومقاييس الضغط والفراغ المشتركة.

الزنبرك الأنبوبي عبارة عن نوابض رقيقة الجدران ، منحنية في قوس دائري ، أنبوب (فردي أو متعدد الدورات) بنهاية واحدة مختومة ، وهي مصنوعة من سبائك النحاس أو الفولاذ المقاوم للصدأ. عندما يزداد الضغط داخل الأنبوب أو ينقص ، يرتفع الزنبرك أو يلتف بزاوية معينة.

يتم إنتاج مقاييس الضغط من النوع المدروس لحدود القياس العليا البالغة 60 ... 160 كيلو باسكال. يتم إنتاج مقاييس الفراغ بمقياس 0 ... 100kPa. مقاييس ضغط الفراغ لها حدود قياس: من -100 كيلو باسكال إلى + (60 كيلو باسكال ... 2.4 ميجا باسكال). فئة الدقة لمقاييس ضغط العمل 0.6 ... 4 ، للمثالية - 0.16 ؛ 0.25 ؛ 0.4

أجهزة اختبار الوزن الثقيلتستخدم كأجهزة للتحقق من التحكم الميكانيكي ومقاييس الضغط النموذجية للضغط المتوسط ​​والعالي. يتم تحديد الضغط فيها من خلال الأوزان المعايرة الموضوعة على المكبس. يستخدم الكيروسين أو المحولات أو زيت الخروع كسائل عامل. فئة الدقة لمقاييس ضغط الوزن الساكن هي 0.05 و 0.02٪.

مقاييس الضغط الكهربائية ومقاييس الفراغ

يعتمد تشغيل الأجهزة في هذه المجموعة على خاصية بعض المواد لتغيير معلماتها الكهربائية تحت الضغط.

مقاييس ضغط كهرضغطيةيستخدم لقياس ضغط النبض عالي التردد في الآليات ذات الحمل المسموح به على العنصر الحساس حتى 8 · 10 3 جيجا باسكال. العنصر الحساس في أجهزة قياس الضغط الكهرضغطية ، والذي يحول الضغوط الميكانيكية إلى تذبذبات للتيار الكهربائي ، عبارة عن ألواح أسطوانية أو مستطيلة بسمك بضعة ملليمترات مصنوعة من الكوارتز أو تيتانات الباريوم أو سيراميك PZT (زركونات الرصاص تيتونات).

مقاييس الضغطلها أبعاد شاملة صغيرة وجهاز بسيط ودقة عالية وموثوقية في التشغيل. الحد الأعلى للقراءات هو 0.1 ... 40 ميجا باسكال ، فئة الدقة 0.6 ؛ 1 و 1.5. يتم استخدامها في ظروف الإنتاج الصعبة.

كعنصر حساس في مقاييس الإجهاد ، يتم استخدام مقاييس الإجهاد ، والتي يعتمد مبدأ التشغيل على تغيير المقاومة تحت تأثير التشوه.

يتم قياس الضغط في المقياس بواسطة دائرة جسر غير متوازنة.

نتيجة لتشوه الغشاء بلوحة الياقوت ومقاييس الإجهاد ، يحدث عدم توازن في الجسر على شكل جهد ، والذي يتم تحويله بواسطة مكبر للصوت إلى إشارة خرج تتناسب مع الضغط المقاس.

مقاييس الضغط التفاضلي

يتم تطبيقها لقياس فرق (فرق) ضغط السوائل والغازات. يمكن استخدامها لقياس تدفق الغازات والسوائل ، ومستوى السائل ، وكذلك لقياس الفائض الصغير وضغط الفراغ.

مقاييس الضغط التفاضلي الغشائيهي أجهزة قياس أولية غير ابن آوى مصممة لقياس ضغط الوسائط غير العدوانية ، وتحويل القيمة المقاسة إلى إشارة DC تناظرية موحدة 0 ... 5 مللي أمبير.

يتم إنتاج مقاييس الضغط التفاضلي من النوع DM للحد من انخفاض الضغط بمقدار 1.6 ... 630 كيلو باسكال.

مقاييس الضغط التفاضلي منفاخيتم إنتاجها للحد من قطرات الضغط بمقدار 1 ... 4 كيلو باسكال ، وهي مصممة لأقصى ضغط تشغيل زائد مسموح به يبلغ 25 كيلو باسكال.

جهاز مقياس ضغط التلامس الكهربائي ، طرق التحقق منه

جهاز قياس الضغط الكهربائي

الشكل - الرسوم التخطيطية لمقاييس ضغط الاتصال الكهربائي: أ- اتصال واحد لدائرة كهربائية قصيرة ؛ ب- فتح جهة اتصال واحدة ؛ ج - فتح اتصالين مفتوحين ؛ جي- اتصالين لدائرة كهربائية قصيرة - ماس كهربائى ؛ د- فتح وإغلاق اتصالين ؛ ه- اتصالين لفتح الفتح ؛ 1 - سهم المؤشر ؛ 2 و 3 - ملامسات القاعدة الكهربائية ؛ 4 و 5 - مناطق التلامس المغلقة والمفتوحة ، على التوالي ؛ 6 و 7 - كائنات نفوذ

يمكن توضيح مخطط نموذجي لتشغيل مقياس ضغط التلامس الكهربائي في الشكل ( أ). مع زيادة الضغط والوصول إلى قيمة معينة يكون مؤشر السهم 1 مع الاتصال الكهربائي يدخل المنطقة 4 ويغلق بملامسة القاعدة 2 الدائرة الكهربائية للجهاز. يؤدي إغلاق الدائرة بدوره إلى بدء تشغيل موضوع التأثير 6.

في الدائرة الافتتاحية (الشكل. . ب) في حالة عدم وجود ضغط ، الاتصالات الكهربائية لسهم الفهرس 1 والاتصال الأساسي 2 مغلق. تحت الجهد يوفي الدائرة الكهربائية للجهاز وموضوع التأثير. عندما يرتفع الضغط ويمر المؤشر عبر منطقة التلامس المغلقة ، تنقطع الدائرة الكهربائية للجهاز ، وبالتالي تنقطع الإشارة الكهربائية الموجهة إلى الشيء المؤثر.

غالبًا في ظروف الإنتاج ، يتم استخدام مقاييس الضغط ذات الدوائر الكهربائية ثنائية التلامس: أحدهما يستخدم للإشارة الصوتية أو الضوئية ، والثاني يستخدم لتنظيم عمل أنظمة أنواع مختلفة من التحكم. وهكذا ، فإن دائرة الفتح والإغلاق (الشكل. د) يسمح لقناة واحدة بفتح دائرة كهربائية واحدة عند الوصول إلى ضغط معين واستقبال إشارة تأثير على الجسم 7 ، ووفقًا للثاني - باستخدام جهة الاتصال الأساسية 3 أغلق الدائرة الكهربائية الثانية المفتوحة.

دائرة الفتح الختامي (الشكل. . ه) يسمح ، مع زيادة الضغط ، بإغلاق دائرة واحدة ، والثانية - لفتح.

دارات ثنائية التلامس لإغلاق الإغلاق (الشكل. جي) وفتح الفتح (الشكل. في) تؤمن ، عندما يرتفع الضغط ويصل إلى نفس القيم أو قيم مختلفة ، إغلاق كلتا الدائرتين الكهربائيتين أو ، وفقًا لذلك ، فتحهما.

يمكن أن يكون جزء التلامس الكهربائي لمقياس الضغط إما متكاملًا ، أو مدمجًا مباشرة مع آلية العداد ، أو متصلًا في شكل مجموعة ملامسة كهربائية مثبتة في مقدمة الجهاز. يستخدم المصنعون تقليديًا التصميمات التي تم فيها تركيب قضبان مجموعة التلامس الكهربائي على محور الأنبوب. في بعض الأجهزة ، كقاعدة عامة ، يتم تثبيت مجموعة ملامسة كهربائية متصلة بالعنصر الحساس من خلال سهم الفهرس لمقياس الضغط. لقد أتقن بعض المصنّعين مقياس ضغط التلامس الكهربائي باستخدام المحولات الدقيقة ، والتي يتم تثبيتها على آلية نقل العداد.

يتم إنتاج مقاييس ضغط التلامس الكهربائي بملامسات ميكانيكية ، وملامسات مع تحميل مغناطيسي مسبق ، وزوج حثي ، ومفاتيح دقيقة.

تعتبر مجموعة الاتصال الكهربائي ذات الملامسات الميكانيكية هي الأبسط من الناحية الهيكلية. يتم تثبيت جهة اتصال أساسية على القاعدة العازلة ، وهي عبارة عن سهم إضافي به وصلة كهربائية مثبتة عليه ومتصلة بدائرة كهربائية. موصل دائرة كهربائية آخر متصل بجهة اتصال تتحرك بواسطة سهم مؤشر. وبالتالي ، مع زيادة الضغط ، يقوم سهم الفهرس بإزاحة جهة الاتصال المنقولة حتى يتم توصيلها بجهة الاتصال الثانية المثبتة على السهم الإضافي. الملامسات الميكانيكية المصنوعة على شكل بتلات أو رفوف مصنوعة من سبائك الفضة والنيكل (Ar80Ni20) والبلاديوم الفضي (Ag70Pd30) والذهب والفضة (Au80Ag20) والبلاتين الإيريديوم (Pt75Ir25) ، إلخ.

تم تصميم الأجهزة ذات الملامسات الميكانيكية لجهود تصل إلى 250 فولت وتتحمل أقصى قوة كسر تصل إلى 10 وات تيار مستمر أو حتى 20 فولت × أمبير. توفر قدرات التكسير الصغيرة لجهات الاتصال دقة استجابة عالية بما فيه الكفاية (تصل إلى 0.5٪ من قيمة المقياس الكامل).

يتم توفير اتصال كهربائي أقوى من خلال جهات الاتصال مع التحميل المسبق المغناطيسي. اختلافهم عن الميكانيكي هو أن المغناطيسات الصغيرة مثبتة على الجانب الخلفي من جهات الاتصال (بالغراء أو البراغي) ، مما يعزز قوة الاتصال الميكانيكي. تصل القدرة القصوى لكسر الملامسات مع التحميل المسبق المغناطيسي إلى 30 واط تيار مستمر أو حتى 50 فولت × أمبير تيار متردد والجهد يصل إلى 380 فولت. نظرًا لوجود مغناطيس في نظام التلامس ، لا تتجاوز فئة الدقة 2.5.

طرق التحقق من تخطيط القلب

يجب التحقق بشكل دوري من مقاييس ضغط التلامس الكهربائي ، وكذلك أجهزة استشعار الضغط.

يمكن فحص مقاييس ضغط الاتصال الكهربائي في الميدان وظروف المختبر بثلاث طرق:

التحقق من نقطة الصفر: عند إزالة الضغط ، يجب أن يعود المؤشر إلى علامة "0" ، ويجب ألا يتجاوز نقص المؤشر نصف تفاوت خطأ الجهاز ؛

التحقق من نقطة العمل: يتم توصيل مقياس ضغط التحكم بالجهاز قيد الاختبار ويتم مقارنة قراءات كلا الجهازين ؛

التحقق (المعايرة): التحقق من الجهاز وفقًا لإجراءات التحقق (المعايرة) لهذا النوع من الأجهزة.

يتم فحص مقاييس ضغط التلامس الكهربائي ومفاتيح الضغط للتأكد من دقة تشغيل جهات اتصال الإشارة ، ويجب ألا يكون خطأ التشغيل أعلى من خطأ في جواز السفر.

إجراء التحقق

القيام بصيانة جهاز الضغط:

تحقق من العلامات وسلامة الأختام ؛

وجود الغطاء وقوته.

لا سلك أرضي مكسور

عدم وجود خدوش وأضرار مرئية وغبار وأوساخ على العلبة ؛

قوة جهاز الاستشعار (العمل في الموقع) ؛

سلامة عزل الكابلات (العمل في الموقع) ؛

موثوقية تثبيت الكابلات في جهاز الماء (العمل في مكان التشغيل) ؛

تحقق من شد السحابات (العمل في الموقع) ؛

بالنسبة لأجهزة الاتصال ، تحقق من مقاومة العزل ضد الغلاف.

قم بتجميع دائرة لأجهزة ضغط التلامس.

زيادة الضغط تدريجيًا عند المدخل ، خذ قراءات للأداة النموذجية أثناء الشوط الأمامي والخلفي (تقليل الضغط). يجب إعداد التقارير في 5 نقاط متباعدة بشكل متساوٍ من نطاق القياس.

تحقق من دقة عملية جهات الاتصال وفقًا للإعدادات.

¾ أجهزة قياس الضغط ،

¾ مانومترات ،

¾ مقاييس الفراغ.

مقاييس الضغط ومقاييس الضغط تقيس الضغط الزائد (المقياس)، أي أنها تعمل إذا تجاوز الضغط الكلي في السائل قيمة مساوية لجو واحد ع = 1kgf / سم 2 = 0,1الآلام والكروب الذهنية ص ع رجل ص الصراف الآلي ع atm = = 101325 » 100000بنسلفانيا .

حصان ,

أين حصان م.

حصان .

الآلام والكروب الذهنيةأو كيلو باسكال(انظر ص 54). ومع ذلك ، فإن مقاييس الضغط القديمة بمقياس كجم ق / سم 2، فهي مريحة من حيث أن هذه الوحدة تساوي جوًا واحدًا (انظر ص 8). القراءة الصفرية لأي مقياس ضغط تتوافق مع الضغط الكامل صيساوي جو واحد.

مقياس الفراغيشبه في مظهره مقياس ضغط الدم ، لكنه يُظهر جزء الضغط الذي يكمل الضغط الكلي في السائل بقيمة الغلاف الجوي الواحد. الفراغ في السائل ليس فراغًا ، ولكن مثل هذه الحالة للسائل عندما يكون الضغط الكلي فيه أقل من الضغط الجوي بمقدار ما دبوسدبوس

.

قيمة الفراغ الكهروضوئيةلا يمكن أن يكون أكثر من 1 في دبوس " 100000بنسلفانيا

عرض بيزومتر ح ع = 160انظر aq. فن. ع est = 16000بنسلفانياو ع = 100000+16000=116000بنسلفانيا;

مقياس الضغط مع القراءات ع رجل = 2,5كجم ق / سم 2 ح ع = 25 موالضغط الكلي في النظام الدولي للوحدات ع = 0,35الآلام والكروب الذهنية;

عرض قياس الفراغ ع في = 0,04الآلام والكروب الذهنية ع = 100000-40000=60000بنسلفانيا

إذا تم قياس الضغط P من الصفر المطلق ، فسيتم استدعاؤه ربس الضغط المطلق. إذا تم حساب الضغط من الغلاف الجوي ، فإنه يسمى فائض (قياس الضغط) Pizb. يقاس بمقياس ضغط. الضغط الجوي ثابت Ratm = 103 كيلو باسكال (الشكل 1.5). ضغط الفراغ Рvac - نقص الضغط على الضغط الجوي.

6- المعادلة الأساسية للهيدروستاتيكا (خاتمة). قانون باسكال. التناقض الهيدروستاتيكي. نوافير مالك الحزين ، الجهاز ، مبدأ التشغيل.

المعادلة الأساسية للهيدروستاتيكاينص على أن الضغط الكلي في السائل صيساوي مجموع الضغط الخارجي على السائل صوضغط وزن عمود السائل ص ث، اين هذا ح- ارتفاع عمود السائل فوق النقطة (عمق غمره) ، حيث يتم تحديد الضغط. يستنتج من المعادلة أن الضغط في السائل يزداد مع العمق والاعتماد خطي.

في الحالة الخاصة للخزانات المفتوحة التي تتواصل مع الغلاف الجوي (الشكل 2) ، يكون الضغط الخارجي على السائل مساويًا للضغط الجوي صس = ص الصراف الآلي= 101325 بنسلفانيا 1 في. ثم تأخذ المعادلة الأساسية للهيدروستاتيكا الشكل

.

مقياس الضغط (المقياس) هو الفرق بين الضغط الكلي والضغط الجوي. من المعادلة الأخيرة ، نحصل على أنه بالنسبة للخزانات المفتوحة ، فإن الضغط الزائد يساوي ضغط عمود السائل

قانون باسكاليبدو كالتالي: الضغط الخارجي المطبق على سائل في خزان مغلق ينتقل داخل السائل إلى جميع نقاطه دون تغيير. يعتمد تشغيل العديد من الأجهزة الهيدروليكية على هذا القانون: الرافعات الهيدروليكية ، والمكابس الهيدروليكية ، والمحركات الهيدروليكية للآلات ، وأنظمة فرامل السيارات.

التناقض الهيدروستاتيكي- خاصية السوائل ، والتي تتمثل في حقيقة أن قوة الجاذبية لسائل يصب في وعاء قد تختلف عن القوة التي يعمل بها هذا السائل في قاع الوعاء.

نوافير مالك الحزين. توصل عالم العصور القديمة الشهير مالك الحزين بالإسكندرية إلى التصميم الأصلي للنافورة ، والتي لا تزال مستخدمة حتى اليوم.

كانت المعجزة الرئيسية لهذه النافورة أن الماء من النافورة يضرب على نفسه ، دون استخدام أي مصدر خارجي للمياه. يظهر مبدأ تشغيل النافورة بوضوح في الشكل.

رسم تخطيطي لنافورة مالك الحزين

تتكون نافورة مالك الحزين من وعاء مفتوح ووعائين محكمين يقعان تحت الوعاء. من الوعاء العلوي إلى الحاوية السفلية ، يوجد أنبوب مغلق تمامًا. إذا صببت الماء في الوعاء العلوي ، يبدأ الماء في التدفق عبر الأنبوب إلى الحاوية السفلية ، مما يؤدي إلى إزاحة الهواء من هناك. نظرًا لأن الحاوية السفلية نفسها مغلقة تمامًا ، فإن الهواء المدفوع بواسطة الماء ، عبر أنبوب مغلق ، ينقل ضغط الهواء إلى الوعاء الأوسط. يبدأ ضغط الهواء في الخزان الأوسط في دفع الماء للخارج وتبدأ النافورة في العمل. لبدء العمل ، كان من الضروري سكب الماء في الوعاء العلوي ، ثم لمزيد من تشغيل النافورة ، تم بالفعل استخدام الماء الذي سقط في الوعاء من الحاوية الوسطى. كما ترى ، فإن جهاز النافورة بسيط للغاية ، لكن هذا فقط للوهلة الأولى.

يتم صعود الماء إلى الوعاء العلوي بسبب ضغط الماء بارتفاع H1 ، بينما ترفع النافورة الماء إلى ارتفاع أكبر بكثير H2 ، والذي يبدو للوهلة الأولى مستحيلاً. بعد كل شيء ، هذا يجب أن يتطلب المزيد من الضغط. يجب ألا تعمل النافورة. لكن تبين أن معرفة الإغريق القدماء كانت عالية جدًا لدرجة أنهم خمنوا نقل ضغط الماء من الوعاء السفلي إلى الوعاء الأوسط ، ليس بالماء ، ولكن بالهواء. نظرًا لأن وزن الهواء أقل بكثير من وزن الماء ، فإن فقدان الضغط في هذه المنطقة صغير جدًا ، وتنطلق النافورة من الوعاء إلى ارتفاع H3. سيكون ارتفاع النافورة النفاثة H3 ، دون مراعاة فقد الضغط في الأنابيب ، مساوياً لارتفاع ضغط الماء H1.

وبالتالي ، من أجل أن تصل مياه النافورة إلى أعلى مستوى ممكن ، من الضروري جعل هيكل النافورة أعلى ارتفاع ممكن ، وبالتالي زيادة المسافة H1. بالإضافة إلى ذلك ، تحتاج إلى رفع الوعاء الأوسط إلى أعلى مستوى ممكن. أما بالنسبة لقانون الفيزياء في الحفاظ على الطاقة ، فيحظى باحترام كامل. يتدفق الماء من الوعاء الأوسط ، تحت تأثير الجاذبية ، إلى الوعاء السفلي. حقيقة أنها تشق هذا الطريق من خلال الوعاء العلوي ، وفي نفس الوقت تنبض هناك بالنافورة ، لا يتعارض على الأقل مع قانون الحفاظ على الطاقة. عندما تتدفق كل المياه من الوعاء الأوسط إلى الوعاء السفلي ، تتوقف النافورة عن العمل.

7. الأدوات المستخدمة لقياس الضغط (الضغط الجوي ، الزائد ، الفراغ). الجهاز ، مبدأ التشغيل. فئة دقة الجهاز.

يقاس الضغط في السائل بالأدوات:

¾ أجهزة قياس الضغط ،

¾ مانومترات ،

¾ مقاييس الفراغ.

تعمل أجهزة قياس الضغط ومقاييس الضغط على قياس الضغط الزائد (المقياس) ، أي أنها تعمل إذا تجاوز الضغط الكلي في السائل قيمة تساوي ضغطًا جويًا واحدًا ع = 1kgf / سم 2 = 0,1الآلام والكروب الذهنية. تظهر هذه الأدوات نسبة الضغط فوق الغلاف الجوي. للقياس في الضغط الكلي السائل صمطلوب لقياس الضغط ع رجلأضف الضغط الجوي ص الصراف الآليمأخوذة من البارومتر. في الممارسة العملية ، في علم السوائل ، يعتبر الضغط الجوي قيمة ثابتة. ع atm = = 101325 » 100000بنسلفانيا.

عادة ما يكون مقياس الضغط هو أنبوب زجاجي رأسي ، يتصل الجزء السفلي منه بالنقطة قيد الدراسة في السائل حيث يجب قياس الضغط (على سبيل المثال ، النقطة A في الشكل 2) ، ويكون الجزء العلوي منه مفتوحًا على الغلاف الجوي. ارتفاع عمود السائل في مقياس الضغط الحجاجي حصانهو مؤشر على هذا الجهاز ويسمح لك بقياس الضغط الزائد (المقياس) عند نقطة وفقًا للنسبة

أين حصان- رأس قياس الضغط (الارتفاع) ، م.

تستخدم أجهزة قياس الضغط المذكورة بشكل أساسي في الأبحاث المختبرية. يقتصر الحد الأعلى للقياس على ارتفاع يصل إلى 5 أمتار ، ومع ذلك ، فإن ميزتها على مقاييس الضغط هي القياس المباشر للضغط باستخدام الارتفاع البيزومتري لعمود السائل بدون آليات نقل وسيطة.

يمكن استخدام أي بئر أو حفرة أو بئر بالمياه أو حتى أي قياس لعمق المياه في خزان مفتوح كمقياس ضغط ، لأنه يعطينا القيمة حصان .

غالبًا ما تستخدم أجهزة قياس الضغط ميكانيكيًا ، وغالبًا ما تكون سائلة. لا تقيس جميع مقاييس الضغط الضغط الكامل ، ولكن قياس الضغط.

مزاياها على أجهزة قياس الضغط هي حدود قياس أوسع ، ولكن هناك أيضًا عيبًا: فهي تتطلب مراقبة قراءاتها. مقاييس الضغط المنتجة حديثًا متدرجة في وحدات النظام الدولي (SI): الآلام والكروب الذهنيةأو كيلو باسكال. ومع ذلك ، فإن مقاييس الضغط القديمة بمقياس كجم ق / سم 2، فهي مريحة من حيث أن هذه الوحدة تساوي جوًا واحدًا. القراءة الصفرية لأي مقياس ضغط تتوافق مع الضغط الكامل صيساوي جو واحد.

يشبه مقياس الفراغ في مظهره مقياس ضغط الدم ، لكنه يُظهر جزء الضغط الذي يكمل الضغط الكلي في السائل بقيمة الغلاف الجوي الواحد. الفراغ في السائل ليس فراغًا ، ولكن مثل هذه الحالة للسائل عندما يكون الضغط الكلي فيه أقل من الضغط الجوي بمقدار ما دبوسوالتي يتم قياسها بمقياس الفراغ. ضغط الفراغ دبوس، موضح بالجهاز ، يتعلق بالمجموع والغلاف الجوي على النحو التالي: .

قيمة الفراغ الكهروضوئيةلا يمكن أن يكون أكثر من 1 في، أي القيمة الحدية دبوس " 100000بنسلفانيا، لأن الضغط الكلي لا يمكن أن يكون أقل من الصفر المطلق.

فيما يلي أمثلة لأخذ القراءات من الأجهزة:

عرض بيزومتر ح ع = 160انظر aq. فن.، يتوافق مع الضغوط في النظام الدولي للوحدات ع est = 16000بنسلفانياو ع = 100000+16000=116000بنسلفانيا;

مقياس الضغط مع القراءات ع رجل = 2,5كجم ق / سم 2يتوافق مع عمود الماء ح ع = 25 موالضغط الكلي في النظام الدولي للوحدات ع = 0,35الآلام والكروب الذهنية;

عرض قياس الفراغ ع في = 0,04الآلام والكروب الذهنية، يتوافق مع الضغط الكلي ع = 100000-40000=60000بنسلفانيا، وهو 60٪ من الغلاف الجوي.

8. المعادلات التفاضلية للسائل المثالي عند السكون (معادلات L. Euler). اشتقاق المعادلات مثال لتطبيق المعادلات لحل مسائل عملية.

ضع في اعتبارك حركة السائل المثالي. دعونا نخصص بعض الحجم بداخله الخامس. وفقًا لقانون نيوتن الثاني ، فإن تسارع مركز كتلة هذا الحجم يتناسب طرديًا مع إجمالي القوة المؤثرة عليه. في حالة وجود سائل مثالي ، يتم تقليل هذه القوة إلى ضغط السائل المحيط بالحجم ، وربما إلى تأثير مجالات القوة الخارجية. لنفترض أن هذا المجال يمثل قوى القصور الذاتي أو الجاذبية ، بحيث تتناسب هذه القوة مع شدة المجال وكتلة عنصر الحجم. ثم

,

أين س- سطح الحجم المحدد ، ز- شدة المجال. المرور ، وفقًا لصيغة Gauss - Ostrogradsky ، من السطح مكملًا للحجم الأول مع الأخذ في الاعتبار أنه ، حيث توجد كثافة السائل عند نقطة معينة ، نحصل على:

بسبب التعسف في الحجم الخامسيجب أن تكون التكاملات متساوية في أي وقت:

التعبير عن المشتق الكلي من حيث المشتق الحراري والمشتق الجزئي:

نحن نحصل معادلة أويلر لحركة مائع مثالي في مجال الجاذبية:

أين كثافة السائل؟
هو الضغط في السائل ،
هو متجه سرعة السائل ،
- قوة مجال قوة ناقلات ،

مشغل نبلة للفضاء ثلاثي الابعاد.

تحديد قوة الضغط الهيدروستاتيكي على جدار مسطح يقع بزاوية مع الأفق. مركز الضغط. موضع مركز الضغط في حالة المنصة المستطيلة التي تقع حافتها العلوية عند مستوى السطح الحر.

نستخدم المعادلة الأساسية للهيدروستاتيكا (2.1) لإيجاد القوة الكلية لضغط المائع على جدار مسطح يميل إلى الأفق بزاوية عشوائية أ (الشكل 2.6).

أرز. 2.6

دعونا نحسب إجمالي القوة P للضغط الذي يعمل من جانب السائل على جزء معين من الجدار قيد الدراسة ، يحده كفاف عشوائي ومساحة مساوية لـ S.

يتم توجيه المحور 0x على طول خط تقاطع مستوى الجدار مع السطح الحر للسائل ، ويكون المحور 0y عموديًا على هذا الخط في مستوى الجدار.

دعونا أولاً نعبر عن قوة الضغط الأولية المطبقة على مساحة صغيرة غير محدودة dS:
,
حيث p0 هو الضغط على السطح الحر ؛
ح هو عمق موقع الموقع dS.
لتحديد القوة الكلية P ، نقوم بالتكامل على المنطقة بأكملها S.
,
حيث y هو إحداثيات مركز الموقع dS.

التكامل الأخير ، كما هو معروف من الميكانيكا ، هو لحظة ثابتة للمنطقة S حول المحور 0xويساوي ناتج هذه المنطقة من خلال إحداثيات مركز ثقلها (النقطة C) ، أي

لذلك،

(هنا hc هو عمق مركز ثقل المنطقة S) ، أو
(2.6)

أي أن القوة الكلية لضغط السائل على جدار مسطح تساوي ناتج منطقة الجدار والضغط الهيدروستاتيكي في مركز ثقل هذه المنطقة.

أوجد موضع مركز الضغط. نظرًا لأن الضغط الخارجي p0 ينتقل إلى جميع نقاط المنطقة S بالتساوي ، فسيتم تطبيق نتيجة هذا الضغط في مركز ثقل المنطقة S. لإيجاد نقطة تطبيق قوة الضغط الزائدة للسائل (النقطة D) ، نطبق معادلة الميكانيكا ، والتي بموجبها تكون لحظة قوة الضغط الناتجة بالنسبة لمحور 0x مساوية لمجموع لحظات القوى المكونة ، أي

حيث yD هو إحداثيات نقطة تطبيق القوة Pex.

بالتعبير عن Pex و dPex بدلالة yc و y وتحديد yD ، نحصل عليها

أين - لحظة القصور الذاتي في المنطقة S حول المحور 0x.
بشرط
(Jx0 هي لحظة القصور الذاتي للمنطقة S حول المحور المركزي الموازي لـ 0 x) ، نحصل عليها
(2.7)
وبالتالي ، فإن نقطة تطبيق القوة Pex تقع أسفل مركز ثقل منطقة الجدار ؛ المسافة بينهما

إذا كان الضغط p0 مساويًا للغلاف الجوي ، وكان يعمل على جانبي الجدار ، فإن النقطة D ستكون مركز الضغط. عندما يكون p0 أعلى من الغلاف الجوي ، فإن مركز الضغط يقع وفقًا لقواعد الميكانيكا كنقطة لتطبيق ناتج قوتين: hcgS و p0S. في هذه الحالة ، كلما زادت القوة الثانية مقارنة بالقوة الأولى ، كلما اقترب مركز الضغط من مركز ثقل المنطقة S.

في الحالة الخاصة عندما يكون للجدار شكل مستطيل ، ويتزامن أحد جوانب المستطيل مع السطح الحر للسائل ، يتم العثور على موضع مركز الضغط من الاعتبارات الهندسية. نظرًا لأن الرسم التخطيطي لضغط السائل على الحائط مُصوَّر بمثلث قائم الزاوية (الشكل 2.7) ، يكون مركز جاذبيته 1/3 من ارتفاع المثلث ب من القاعدة ، فسيتم تحديد موقع ضغط المائع على نفس المسافة من القاعدة.

أرز. 2.7

في الهندسة الميكانيكية ، غالبًا ما يتعين على المرء أن يتعامل مع تأثير قوة الضغط على الجدران المسطحة ، على سبيل المثال ، على جدران المكابس أو أسطوانات الآلات الهيدروليكية. في هذه الحالة ، يكون p0 مرتفعًا جدًا بحيث يمكن اعتبار مركز الضغط متزامنًا مع مركز ثقل منطقة الجدار.

مركز الضغط

النقطة التي يتقاطع عندها خط تأثير ناتج قوى الضغط في البيئة (سائل ، غاز) المطبق على جسم مستريح أو متحرك مع مستوى مرسوم في الجسم. على سبيل المثال ، لجناح الطائرة ( أرز. ) C. د. تعرف بأنها نقطة تقاطع خط عمل القوة الديناميكية الهوائية مع مستوى أوتار الجناح ؛ لجسم ثورة (جسم صاروخ ، منطاد ، لغم ، إلخ) - كنقطة تقاطع للقوة الديناميكية الهوائية مع مستوى تناظر الجسم ، عموديًا على المستوى الذي يمر عبر محور التناظر والسرعة ناقلات مركز ثقل الجسم.

يعتمد موضع مركز الثقل على شكل الجسم ، وبالنسبة للجسم المتحرك يمكن أن يعتمد أيضًا على اتجاه الحركة وخصائص البيئة (قابليتها للانضغاط). وهكذا ، في جناح الطائرة ، اعتمادًا على شكل الجنيح ، قد يتغير موضع الجنيح المركزي مع تغير زاوية الهجوم α ، أو قد يظل دون تغيير ("ملف جانبي به جناح مركزي ثابت" ) ؛ في الحالة الأخيرة x cd ≈ 0,25ب (أرز. ). عند التحرك بسرعة تفوق سرعة الصوت ، يتحول مركز الثقل بشكل كبير نحو الذيل بسبب تأثير انضغاط الهواء.

يؤثر التغيير في موضع المحرك المركزي للأجسام المتحركة (الطائرات ، والصواريخ ، والألغام ، وما إلى ذلك) بشكل كبير على استقرار حركتها. من أجل أن تكون حركتهم مستقرة في حالة حدوث تغيير عشوائي في زاوية الهجوم أ ، يجب أن يتحول الهواء المركزي بحيث تؤدي لحظة القوة الديناميكية الهوائية حول مركز الجاذبية إلى عودة الجسم إلى موضعه الأصلي (من أجل على سبيل المثال ، مع زيادة أ ، يجب أن يتحول الهواء المركزي نحو الذيل). لضمان الاستقرار ، غالبًا ما يكون الكائن مزودًا بوحدة ذيل مناسبة.

أشعل.: Loitsyansky L.G ، ميكانيكا السائل والغاز ، الطبعة الثالثة ، M. ، 1970 ؛ Golubev V.V. ، محاضرات حول نظرية الجناح ، M. - L. ، 1949.

موضع مركز ضغط التدفق على الجناح: ب - وتر ؛ α - زاوية الهجوم ؛ ν - متجه سرعة التدفق ؛ x dc - مسافة مركز الضغط من أنف الجسم.

10. تحديد قوة الضغط الهيدروستاتيكي على سطح منحن. غرابة. حجم ضغط الجسم.

تتضمن المعادلة الحرارية للحالة ، كما هو الحال في معظم التعبيرات التحليلية التي تصف القوانين الفيزيائية ، الضغط المطلق ، بسبب النظرية الحركية الجزيئية. هناك أجهزة تسمح بقياس حجم هذا الضغط ، ومع ذلك ، فإن أجهزتها معقدة للغاية ، والتكلفة مرتفعة. من الناحية العملية ، من الأسهل تنظيم القياس ليس للقيمة المطلقة للضغط ، ولكن للفرق بين ضغوطتين: الضغط المطلوب والغلاف الجوي (البارومتري). إن معرفة قيمة الضغط الجوي ، المقاس باستخدام نوع أو نوع آخر من البارومتر ، يجعل من السهل الحصول على قيمة الضغط المطلق. غالبًا ما يتم توفير دقة كافية من خلال معرفة متوسط ​​قيمة الضغط الجوي. إذا كانت القيمة المحددة للضغط أكبر من الضغط الجوي ، فسيتم استدعاء القيمة الإيجابية لفرق الضغط الضغط الزائد ،والتي تقاس بأنواع مختلفة من أجهزة قياس الضغط. إذا كانت قيمة الضغط المقاس أقل من الضغط الجوي ، فإن الضغط الزائد يكون قيمة سالبة. يتم استدعاء القيمة المطلقة لفرق الضغط في هذه الحالة ضغط الفراغ؛ يمكن قياسه بمقاييس فراغ من أنواع مختلفة.

إذا كان الضغط المقاس أكبر من الضغط الجوي ، فسيكون Rabe = Risb. + الجرذ. إذا كان الضغط المقاس أقل من الضغط الجوي ،

لراب. = Ratm. - رفا * و رفاق = - رجب.

أبعاد الضغط [p] = ML - | تي "2. وحدة الضغط في النظام الدولي للوحدات تسمى باسكال(باسكال). باسكال يساوي الضغط الناتج عن قوة 1 نيوتن ، موزعة بشكل موحد على سطح عادي لها بمساحة 1 م 2: 1 باسكال \ u003d 1 نانومتر -2 \ u003d 1 كجم م 1ج "2. في الولايات المتحدة الأمريكية وبريطانيا العظمى وبعض البلدان الأخرى ، من الناحية العملية ، يُقاس الضغط بالجنيه لكل بوصة مربعة (رطل / بوصة مربعة أو رطل لكل بوصة مربعة).! bar \ u003d 10 5 Pa \ u003d 14.5 psi.

يسمى الأنبوب الطويل (حوالي 1 متر) ، المحكم من طرف واحد ، والمملوء بالزئبق والمنخفض بنهاية مفتوحة في وعاء به زئبق ، يتصل بالغلاف الجوي ، بارومتر الزئبق.يسمح لك بتحديد ضغط الغلاف الجوي بارتفاع عمود الزئبق الذي يملأ الأنبوب. تم وصف الجهاز لأول مرة بواسطة E. Torricelli في عام 1644. وقد اقترح ديكارت إجراء قياسات كمية منتظمة للضغط الجوي باستخدام مقياس الزئبق في عام 1647. ويستند تشغيل الجهاز إلى حقيقة أن الضغط في المنطقة فوق السطح الزئبق في الأنبوب ضئيل (يسمى حجم الفضاء فوق الزئبق في الأنبوب توريشيللي باطل).في هذه الحالة ، من شروط التوازن الميكانيكي للزئبق ، فإن العلاقة بين الضغط الجوي وارتفاع عمود الزئبق هي التالية: ro = pgh. ضغط بخار الزئبق في فراغ توريسيللي عند درجة حرارة T = 273 كلفن هو 0.025 باسكال.

يعتمد الضغط الجوي (أو الضغط الجوي) على ارتفاع موقع المراقبة والظروف الجوية. في ظل الظروف العادية عند مستوى سطح البحر ، يبلغ ارتفاع عمود الزئبق حوالي 76 سم وينخفض ​​مع ارتفاع البارومتر.

في الجيوفيزياء ، تم اعتماد النموذج جو قياسي، حيث يتوافق مستوى سطح البحر مع درجة الحرارة تي= 288.15 كلفن (15 درجة مئوية) والضغط ص = 101325.0 باسكال. حالة غاز مع نفس الضغط عند درجة حرارة تي= 273.15 كلفن (0 درجة مئوية الظروف الطبيعية.تستخدم القيم القريبة من قيمة الضغط الجوي p = 9.81 10 4 Pa ​​، p in = 10 5 Pa and pp = 1.01 ZLO 5 Pa في العلوم الطبيعية والتكنولوجيا لقياس الضغط وتسمى الجو الفني(RT) ، شريط(rv) و الجو المادي(ص ص).

عند درجة حرارة ثابتة للغلاف الجوي ، يتم وصف التغير في الضغط بارتفاع L بواسطة صيغة بارومتريةمع مراعاة انضغاطية الهواء:

ص _ _ „-TsvI / YAT

هنا c هي الكتلة المولية للهواء p \ u003d 29 \ u003d 10 "3 kg mol زهي تسارع السقوط الحر بالقرب من سطح الأرض ، و T هي درجة الحرارة المطلقة ، و R هي ثابت الغاز الموليأنا \ u003d 8.31 J K "1 مول".

مهام متعددة

أوجد القوة / التي يجب أن تطبق على القضيب لتحريك المكبس بسرعة ثابتة. تجاهل الاحتكاك.

أنا = 20 مم ، (أنا مم.

الجرذ =750مم زئبق ش [tt Hg

• 4.3.1. ف = 2 بار ص 2 = 6 كوخ بار.
• 4.3.2. ص ( = 0,5 بار واك. ص 2 = 5,5 كوخ بار
• 4.33. ص x - 80 rі fav r 2 = 10 rvi izb
• 4.3.4. ص ، \ u003d 6-10 5 با كوخع 2 = 30 psig
• 4.3.5. ص = 10 psi بطالة.

ضع في اعتبارك خزانًا مغلقًا يشكل السائل فيه سطحًا حرًا (الشكل 2.4 ، أ). دعونا نربط أنبوبًا زجاجيًا منحنيًا مفتوحًا في الغلاف الجوي بالسطح الجانبي للخزان. إذا كان الضغط الجوي يعمل على السطح الحر ( ص 0 = صفي) ، فوفقًا لقانون الأوعية المتصلة لسائل متجانس في الخزان وفي الأنبوب الزجاجي ، ستكون أسطح السوائل على نفس المستوى. من مستوى السائل في الأنبوب الزجاجي ، يمكن تحديد قيمة الضغط على مستوى وصلة الأنبوب ، وكذلك قيمة الضغط التي تعمل على السطح الحر للسائل. يسمى هذا الأنبوب الزجاجي بيزومتر.

مقياس الضغط هو أداة من النوع السائل مصممة لقياس الضغط.

أ) ب) في)

أرز. 2.4مخطط لتحديد الضغط

دعنا نوفر كمية معينة من الهواء لخزان مغلق (الشكل 2.4 ، ب). في هذه الحالة ، سيتجاوز الضغط على السطح الحر للسائل الضغط الجوي ( ص 0 > صفي) ، فإن مستوى السائل في مقياس الضغط سوف يتجاوز مستوى السائل في الخزان. طائرة م– ن، التي يتصل بها مقياس الضغط ، هو سطح له ضغوط متساوية ، أي مساءً = ص ن. وفقًا للمعادلة الأساسية للهيدروستاتيكا (2.2):

,

,

المعادلة (2.5) تبين الضغط الذي عنده الضغط ص 0 يتجاوز الغلاف الجوي ، ويوازنه الضغط الناتج عن عمود السائل ( حف - ح) في مقياس الضغط الحجاجي.

يسمى الضغط فوق الضغط الجوي الضغط الزائد أو قياس الضغط.يتم قياس الضغط الزائد (المقياس) بواسطة جهاز ميكانيكي - مقياس ضغط ، ولا يأخذ في الاعتبار الضغط الجوي. للحالة المبينة في الشكل. 2.4 ، ب، قياس الضغط:

.

ضغط ص 0 من المعادلة (2.5) سيساوي:

يسمى الضغط الذي يتم تحديده مع مراعاة الضغط الجوي بالضغط المطلق.

نقوم بضخ كمية معينة من الهواء من خزان مغلق (الشكل 2.4. في) ، مما يتسبب في انخفاض مستوى السائل في مقياس الضغط عن مستوى السائل في الخزان. دعونا نؤلف المعادلة الأساسية للهيدروستاتيكا بشكل مشابه للحالة السابقة. مع الأخذ في الاعتبار حقيقة أن ص 0 < صفي ، نحصل على:

توضح المعادلة (2.6) أن نقص الضغط على الضغط الجوي يوازنه وزن عمود السائل ( ح – حن) في الخزان.

الضغط الذي يميز نقص الضغط على الضغط الجوي يسمى ضغط الفراغ..

العلاقة بين المقياس والفراغ والضغط المطلق موضحة في الشكل. 2.5

أرز. 2.5العلاقة بين المقياس ، مقياس الفراغ

والضغط المطلق

يوجد نظامان لقياس الضغط:

إذا تم أخذ الضغط الجوي كنقطة مرجعية ، فيمكن أن يكون الضغط في هذه الحالة إما موجبًا (زائدًا) أو سالبًا (فراغ). ضغط وزن عمود السائل ص = ρ ز حزائدة عن الحاجة

إذا تم أخذ ضغط الصفر المطلق كنقطة مرجعية ، في هذه الحالة يسمى الضغط المطلق ، ويمكن أن يكون موجبًا فقط.

ارتفاع عمود السائل في مقياس الضغط الحجاجي حن يسمى ارتفاع ضغط الدم، والذي يستخدم لتحديد الضغط الزائد عند نقطة اتصال مقياس الضغط الحجاجي:

في علم السوائل ، تسمى الطاقة النوعية للسائل الضغط. نظرًا لأن الضغط يقاس بالأمتار ، يُطلق عليه الارتفاع - الارتفاع الهندسي ، الارتفاع البيزومتري. في حالة ضغط الفراغ ، يُطلق على الفرق بين مستوى السطح الحر للسائل ومستوى السائل في مقياس ضغط الهواء ارتفاع الفراغ.