الضغط المطلق والمقاييس. ارتفاع قياس الضغط والفراغ

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 بارتفاع 10 أمتار ؛

1 مم زئبق فن. هو 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.

أجهزة 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 نطاق -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 ، ينفك 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 ... 100 كيلو باسكال. 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 النفوذ

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 الجزء الأمامي من 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 التلامس 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) ، الفضة والبلاديوم (Ag70Pd30) ، سبائك الذهب والفضة (Au80Ag20) ، البلاتين 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 لإجراء 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.

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.

يتم تحديد القيمة العددية للضغط ليس فقط من خلال نظام الوحدات المعتمد ، ولكن أيضًا من خلال النقطة المرجعية المختارة. تاريخياً ، كانت هناك ثلاثة أنظمة مرجعية للضغط: مطلق ، مقياس وفراغ (الشكل 2.2).

أرز. 2.2. موازين الضغط. العلاقة بين الضغط المطلق ومقياس الضغط والفراغ

يقاس الضغط المطلق من الصفر المطلق (الشكل 2.2). في هذا النظام ، الضغط الجوي . لذلك ، فإن الضغط المطلق هو

.

الضغط المطلق دائما موجب.

الضغط الزائديقاس من الضغط الجوي ، أي من الصفر الشرطي. للتبديل من الضغط المطلق إلى الضغط الزائد ، من الضروري طرح الضغط الجوي من الضغط المطلق ، والذي في الحسابات التقريبية يمكن اعتباره يساوي 1 في:

.

في بعض الأحيان يسمى الضغط الزائد مقياس الضغط.

ضغط الفراغ أو الفراغيسمى نقص الضغط الجوي

.

يشير الضغط الزائد إلى زيادة فوق الضغط الجوي أو نقص في الضغط الجوي. من الواضح أن الفراغ يمكن تمثيله كضغط زائد سلبي

.

كما يتضح ، تختلف مقاييس الضغط الثلاثة هذه عن بعضها البعض إما في البداية أو في اتجاه القراءة ، على الرغم من أن القراءة نفسها يمكن إجراؤها في نفس نظام الوحدات. إذا تم تحديد الضغط في الأجواء التقنية ، فسيتم تعيين وحدة الضغط ( في) يتم تعيين حرف آخر ، اعتمادًا على الضغط الذي يتم اعتباره "صفرًا" وفي أي اتجاه يتم أخذ عدد موجب.

علي سبيل المثال:

- الضغط المطلق يساوي 1.5 كجم / سم 2 ؛

- الضغط الزائد يساوي 0.5 كجم / سم 2 ؛

- الفراغ 0.1 كجم / سم 2.

في أغلب الأحيان ، لا يهتم المهندس بالضغط المطلق ، بل يهتم باختلافه عن الضغط الجوي ، لأن جدران الهياكل (الخزان ، خط الأنابيب ، إلخ) عادة ما يكون لها تأثير الاختلاف في هذه الضغوط. لذلك ، في معظم الحالات ، تُظهر أدوات قياس الضغط (مقاييس الضغط ، ومقاييس الفراغ) بشكل مباشر الضغط الزائد (المقياس) أو الفراغ.

وحدات الضغط.على النحو التالي من تعريف الضغط ، يتطابق بعده مع بُعد الإجهاد ، أي هو بُعد القوة مقسومًا على بُعد المنطقة.

وحدة الضغط في النظام الدولي للوحدات (SI) هي الباسكال ، وهو الضغط الناتج عن قوة موزعة بشكل موحد على مساحة سطح طبيعية لها ، أي. . إلى جانب وحدة الضغط هذه ، يتم استخدام الوحدات الموسعة: كيلوباسكال (كيلو باسكال) وميجا باسكال (ميجا باسكال).

الضغط المقاس من الصفر المطلق يسمى الضغط المطلق ويشار إليه صعضلات المعدة. الضغط الصفري المطلق يعني الغياب التام لضغوط الانضغاط.

في الأوعية أو الخزانات المفتوحة ، يكون الضغط على السطح مساويًا للغلاف الجوي صماكينة الصراف الآلي. الفرق بين الضغط المطلق صالقيمة المطلقة والغلاف الجوي صيُطلق على أجهزة الصراف الآلي الضغط الزائد

صكوخ = صعضلات المعدة - صماكينة الصراف الآلي.

عندما يكون الضغط في أي نقطة موجودة في حجم السائل أكبر من الضغط الجوي ، أي يكون الضغط الزائد موجبًا ويسمى مانومتري.

إذا كان الضغط في أي نقطة أقل من الضغط الجوي ، أي يكون الضغط الزائد سالبًا. في هذه الحالة يطلق عليه الفراغأو مقياس الفراغالضغط. تؤخذ قيمة الندرة أو الفراغ على أنها نقص في الضغط الجوي:

صالصديق = صماكينة الصراف الآلي - صعضلات المعدة؛

ص izb = - صبطالة.

أقصى فراغ ممكن إذا أصبح الضغط المطلق مساوياً لضغط البخار المشبع ، أي صالقيمة المطلقة = صن. ثم

صواك ماكس = صماكينة الصراف الآلي - صن.

إذا كان من الممكن إهمال ضغط بخار التشبع ، فلدينا ذلك

صواك ماكس = صماكينة الصراف الآلي.

وحدة الضغط في النظام الدولي للوحدات هي باسكال (1 باسكال = 1 نيوتن / م 2) ، في النظام التقني - الغلاف الجوي التقني (1 عند = 1 كجم / سم 2 = 98.1 كيلو باسكال). عند حل المشكلات الفنية ، يُفترض أن يكون الضغط الجوي 1 عند = 98.1 كيلو باسكال.

غالبًا ما يتم قياس ضغط المقياس (الزائد) والفراغ (الفراغي) باستخدام أنابيب زجاجية مفتوحة من الأعلى - مقاييس ضغط متصلة بموقع قياس الضغط (الشكل 2.5).

تقيس أجهزة قياس الضغط الضغط بوحدات ارتفاع السائل في الأنبوب. دع أنبوب مقياس الضغط متصلاً بالخزان على عمق حواحد . يتم تحديد ارتفاع ارتفاع السائل في أنبوب مقياس الضغط عن طريق ضغط السائل عند نقطة الاتصال. الضغط في الخزان في العمق ح 1 يتحدد من القانون الأساسي للهيدروستاتيكا في شكل (2.5)

,

أين هو الضغط المطلق عند نقطة اتصال مقياس الضغط ؛

هو الضغط المطلق على السطح الحر للسائل.

الضغط في أنبوب مقياس الضغط (مفتوح من الأعلى) في العمق حيساوي

.

من حالة مساواة الضغوط عند نقطة التوصيل على جانب الخزان وفي الأنبوب البيزومتري ، نحصل على

.

(2.6)

إذا كان الضغط المطلق على السطح الحر للسائل أكبر من الضغط الجوي ( ص 0 > ص atm) (الشكل 2.5. أ) ، عندها سيكون الضغط الزائد قياس الضغط ، وارتفاع السائل في أنبوب مقياس الضغط ح > حواحد . في هذه الحالة ، يسمى ارتفاع ارتفاع السائل في أنبوب مقياس الضغط مانومتريأو ارتفاع قياس الضغط.

يتم تعريف قياس الضغط في هذه الحالة على أنه

إذا كان الضغط المطلق على السطح الحر في الخزان أقل من الضغط الجوي (الشكل 2.5. ب) ، ووفقًا للصيغة (2.6) ، ارتفاع السائل في أنبوب مقياس الضغط حسيكون هناك عمق أقل حواحد . يتم استدعاء المقدار الذي ينخفض ​​به مستوى السائل في مقياس الضغط بالنسبة للسطح الحر للسائل في الخزان ارتفاع الفراغ حواك (الشكل 2.5. ب).

ضع في اعتبارك تجربة أخرى مثيرة للاهتمام. يتم توصيل أنبوبين زجاجيين عموديين بالسائل في خزان مغلق بنفس العمق: يفتحان من الأعلى (مقياس ضغط الدم) ويغلقان من الأعلى (الشكل 2.6). سنفترض أنه يتم إنشاء فراغ كامل في الأنبوب المختوم ، أي أن الضغط على سطح السائل في الأنبوب المختوم يساوي صفرًا. (بالمعنى الدقيق للكلمة ، الضغط فوق السطح الحر للسائل في أنبوب مغلق يساوي ضغط البخار المشبع ، ولكن نظرًا لصغره في درجات الحرارة العادية ، يمكن إهمال هذا الضغط).

وفقًا للصيغة (2.6) ، سيرتفع السائل الموجود في الأنبوب المحكم الغلق إلى ارتفاع يتوافق مع الضغط المطلق في العمق ح 1:

.

والسائل الموجود في مقياس الضغط ، كما هو موضح سابقًا ، سيرتفع إلى ارتفاع يتوافق مع الضغط الزائد في العمق ح 1 .

لنعد إلى المعادلة الأساسية للهيدروستاتيكا (2.4). قيمة حيساوي

اتصل الضغط البيزومتري.

كما يلي من الصيغ (2.7) ، (2.8) ، يتم قياس الرأس بالأمتار.

وفقًا للمعادلة الأساسية للهيدروستاتيكا (2.4) ، فإن كل من الرؤوس الهيدروستاتيكية والقياسية الانضغاطية في سائل في حالة سكون بالنسبة إلى مستوى مقارنة تم اختياره عشوائيًا تكون ثابتة. بالنسبة لجميع النقاط في حجم السائل عند الراحة ، يكون الرأس الهيدروستاتيكي هو نفسه. يمكن قول الشيء نفسه عن رأس قياس الضغط.

هذا يعني أنه إذا تم توصيل أجهزة قياس الضغط بخزان به سائل عند السكون على ارتفاعات مختلفة ، فسيتم ضبط مستويات السائل في جميع أجهزة قياس الضغط على نفس الارتفاع في مستوى أفقي واحد ، يسمى مستوى قياس الضغط.

أسطح المستوى

في العديد من المشكلات العملية ، من المهم تحديد نوع ومعادلة سطح المستوى.

مستوى السطحأو سطح ضغط متساوٍيسمى هذا السطح في السائل ، والضغط في جميع نقاطه هو نفسه ، أي على مثل هذا السطح موانئ دبي = 0.

نظرًا لأن الضغط هو وظيفة معينة للإحداثيات ، أي ص = و (س ، ص ، ض)، إذن ستكون معادلة سطح الضغط المتساوي:

إعطاء ثابت جقيم مختلفة ، سوف نحصل على أسطح مختلفة المستوى. المعادلة (2.9) هي معادلة لعائلة من الأسطح المستوية.

سطح الحرةهي الواجهة بين إسقاط السائل والغاز ، على وجه الخصوص ، مع الهواء. عادة ، يتحدث المرء عن سطح حر فقط للسوائل غير القابلة للضغط (المتساقطة). من الواضح أن السطح الحر هو أيضًا سطح له ضغط متساوٍ ، قيمته تساوي ضغط الغاز (عند الواجهة).

عن طريق القياس مع سطح المستوى ، يتم تقديم المفهوم الأسطح ذات الإمكانات المتساويةأو سطح متساوي الجهدهو سطح في جميع النقاط يكون لدالة القوة نفس القيمة. هذا هو ، على مثل هذا السطح

يو =مقدار ثابت

ثم سيكون لمعادلة عائلة الأسطح متساوية الجهد الشكل

يو(س ، ص ، ض)= ج,

أين الثابت جيأخذ على قيم مختلفة للأسطح المختلفة.

من الشكل المتكامل لمعادلات أويلر (المعادلات (2.3)) يتبع ذلك

من هذه العلاقة ، يمكننا أن نستنتج أن الأسطح ذات الضغط المتساوي والأسطح ذات الإمكانات المتساوية تتطابق ، لأن في موانئ دبي = 0 ط دو = 0.

أهم خصائص الأسطح ذات الضغط المتساوي والإمكانات المتساوية هي كما يلي: يتم توجيه قوة الجسم المؤثرة على الجسيم السائل الموجود في أي نقطة على طول المستوى الطبيعي إلى السطح المستوي الذي يمر عبر هذه النقطة.

دعنا نثبت هذه الخاصية.

دع جسيم سائل يتحرك من نقطة ذات إحداثيات على طول سطح متساوي الجهد إلى نقطة ذات إحداثيات. عمل قوى الجسم على هذا الإزاحة سيكون مساويًا لـ

ولكن ، بما أن الجسيم السائل يتحرك على طول السطح متساوي الجهد ، دو = 0. هذا يعني أن عمل قوى الجسم المؤثرة على الجسيم يساوي صفرًا. القوى لا تساوي صفرًا ، والإزاحة لا تساوي صفرًا ، وبالتالي يمكن أن يكون الشغل مساويًا للصفر فقط إذا كانت القوى متعامدة مع الإزاحة. وهذا يعني أن قوى الجسم طبيعية على سطح المستوى.

دعونا ننتبه إلى حقيقة أنه في المعادلة الرئيسية للهيدروستاتيكا المكتوبة للحالة عندما يعمل نوع واحد فقط من قوى الجسم على السائل - الجاذبية (انظر المعادلة (2.5))

,

ضخامة ص 0 ليس بالضرورة الضغط على سطح السائل. يمكن أن يكون ضغطًا في أي وقت نعرفه فيه. ثم حهو فرق العمق (في الاتجاه عموديًا لأسفل) بين النقطة التي يُعرف فيها الضغط والنقطة التي نريد تحديدها. وبالتالي ، باستخدام هذه المعادلة ، يمكنك تحديد قيمة الضغط صفي أي وقت من خلال ضغط معروف عند نقطة معروفة - ص 0 .

لاحظ أن القيمة لا تعتمد على ص 0. ثم من المعادلة (2.5) يتبع الاستنتاج: إلى أي مدى سيتغير الضغط ص 0 ، فإن الضغط عند أي نقطة من حجم السائل سوف يتغير بنفس الطريقة ص. منذ النقاط التي نصلحها صو ص 0 يتم اختياره بشكل تعسفي ، مما يعني ذلك ينتقل الضغط الناتج في أي نقطة من السائل عند السكون إلى جميع نقاط الحجم المشغول للسائل دون تغيير قيمته.

كما تعلم ، هذا هو قانون باسكال.

يمكن استخدام المعادلة (2.5) لتحديد شكل أسطح مستوى السائل عند السكون. لهذا عليك أن تضع ص= ثابت. ويترتب على المعادلة أنه لا يمكن القيام بذلك إلا إذا ح= ثابت. هذا يعني أنه عندما تعمل قوى الجاذبية فقط على سائل من القوى الحجمية ، فإن سطوح المستوى تكون مستويات أفقية.

سيكون السطح الحر للسائل الساكن أيضًا على نفس المستوى الأفقي.

في التطبيقات التقنية ، عادة ما يشار إلى الضغط باسم ضغط مطلق. أيضا ، أدخل اتصلالضغط الزائد والفراغ ، ويتم تعريفهما فيما يتعلق بالضغط الجوي.

إذا كان الضغط أكبر من الضغط الجوي () ، فإن الضغط الزائد فوق الغلاف الجوي يسمى متكررالضغط:

;

إذا كان الضغط أقل من الضغط الجوي ، فإن نقص الضغط على الغلاف الجوي يسمى مكنسة كهرباء(أو مكنسة كهرباءالضغط):

.

من الواضح أن كلا الكميتين موجبتين. على سبيل المثال ، إذا قالوا: الضغط الزائد هو 2 ماكينة الصراف الآلي. ، هذا يعني أن الضغط المطلق هو. إذا قالوا أن الفراغ في الوعاء هو 0.3 ماكينة الصراف الآلي. ، فهذا يعني أن الضغط المطلق في الوعاء متساوي ، إلخ.

السوائل. علم السوائل

الخصائص الفيزيائية للسوائل

إسقاط السوائل عبارة عن أنظمة معقدة لها العديد من الخصائص الفيزيائية والكيميائية. تتعامل صناعة النفط والبتروكيماويات ، بالإضافة إلى الماء ، مع السوائل مثل النفط الخام ومنتجات النفط الخفيف (البنزين ، والكيروسين ، والديزل وزيوت التدفئة ، إلخ) ، والزيوت المختلفة ، فضلاً عن السوائل الأخرى التي تنتج عن تكرير النفط. . دعونا نتناول أولاً وقبل كل شيء خصائص السائل التي تعتبر مهمة لدراسة المشاكل الهيدروليكية لنقل وتخزين النفط ومنتجات النفط.

كثافة السوائل. خصائص الانضغاط

والتمدد الحراري

كل سائل تحت ظروف معيارية معينة (على سبيل المثال ، الضغط الجوي ودرجة الحرارة 20 درجة مئوية) له كثافة اسمية. على سبيل المثال ، الكثافة الاسمية للمياه العذبة هي 1000 كجم / م 3 ، كثافة الزئبق 13590 كجم / م 3 ، زيوت خام 840-890 كجم / م 3 ، البنزين 730-750 كجم / م 3 ، وقود الديزل 840-860 كجم / م 3. في نفس الوقت ، كثافة الهواء كجم / م 3 والغاز الطبيعي كجم / م 3 .

ومع ذلك ، مع تغير الضغط ودرجة الحرارة ، تتغير كثافة السائل: كقاعدة عامة ، عندما يزداد الضغط أو تنخفض درجة الحرارة ، تزداد ، وعندما ينخفض ​​الضغط أو ترتفع درجة الحرارة ، تنخفض.

السوائل المرنة

عادة ما تكون التغييرات في كثافة السوائل المتساقطة صغيرة مقارنة بالقيمة الاسمية () ، لذلك ، في بعض الحالات ، يتم استخدام النموذج لوصف خصائص قابلية انضغاطها المرنالسوائل. في هذا النموذج ، تعتمد كثافة السائل على الضغط وفقًا للصيغة

الذي يسمى المعامل عامل الانضغاطية؛ كثافة السائل عند الضغط الاسمي. توضح هذه الصيغة أن الضغط الزائد أعلاه يؤدي إلى زيادة كثافة السائل ، في الحالة المعاكسة - إلى الانخفاض.

تستخدم أيضا معامل المرونة K.(بنسلفانيا) ، وهو ما يساوي. في هذه الحالة ، تتم كتابة الصيغة (2.1) كـ

. (2.2)

متوسط ​​قيم معامل مرونة الماء بنسلفانياوالنفط والمنتجات النفطية بنسلفانيا. ويترتب على ذلك أن الانحرافات كثافة السائل من الكثافة الاسمية صغيرة للغاية. على سبيل المثال ، إذا الآلام والكروب الذهنية(atm.) ، ثم للسائل مع كلغ/م 3 الانحراف سيكون 2.8 كلغ/م 3 .

السوائل ذات التمدد الحراري

تؤخذ حقيقة أن الوسائط المختلفة تتمدد عند تسخينها وتتقلص عند تبريدها في الاعتبار في نموذج المائع مع التمدد الحجمي. في هذا النموذج ، تعتبر الكثافة دالة لدرجة الحرارة ، لذلك:

حيث () هو معامل التمدد الحجمي ، وهي الكثافة الاسمية ودرجة حرارة السائل. بالنسبة للمياه والنفط والمنتجات النفطية ، ترد قيم المعامل في الجدول 2.1.

من الصيغة (2.3) يتبع ، على وجه الخصوص ، ذلك عند تسخينه ، أي في الحالات التي يتوسع فيها السائل ؛ وفي الحالات التي يتم فيها ضغط السائل.

الجدول 2.1

معامل التمدد الحجمي

مثال 1. كثافة البنزين عند 20 درجة مئوية هي 745 كجم / م 3 . ما كثافة نفس البنزين عند درجة حرارة 10 0 س؟

قرار.باستخدام الصيغة (2.3) والجدول 1 ، لدينا:

كجم / م 3 , هؤلاء. زادت هذه الكثافة بنسبة 8.3 كجم / م 3.

يستخدم نموذج المائع أيضًا الذي يأخذ في الاعتبار كل من الضغط والتمدد الحراري. في هذا النموذج ، ومعادلة الحالة التالية صالحة:

. (2.4)

مثال 2. كثافة البنزين عند 20 درجة مئوية والضغط الجوي(الآلام والكروب الذهنية)يساوي 745 كجم / م 3 . ما كثافة نفس البنزين عند درجة حرارة 10 ْم وضغط 6.5 ميجا باسكال؟

قرار.باستخدام الصيغة (2.4) والجدول 2.1 ، لدينا:

كلغ/م 3 ، أي زادت هذه الكثافة بمقدار 12 كلغ/م 3 .

سائل غير قابل للضغط

في تلك الحالات التي يمكن فيها إهمال التغييرات في كثافة الجزيئات السائلة ، نموذج لما يسمى غير قابل للضغطالسوائل. تظل كثافة كل جسيم من هذا السائل الافتراضي ثابتة طوال فترة الحركة (بمعنى آخر ، المشتق الكلي) ، على الرغم من أنها قد تكون مختلفة بالنسبة للجسيمات المختلفة (على سبيل المثال ، في مستحلبات الزيت والماء). إذا كان السائل غير القابل للضغط متجانسًا ، إذن

نؤكد أن السائل غير القابل للضغط هو فقط نموذج، والتي يمكن استخدامها في الحالات التي يكون فيها التغيير في كثافة السائل أقل بكثير من قيمة الكثافة نفسها ، لذلك.

لزوجة السوائل

إذا تحركت طبقات من السوائل بالنسبة إلى بعضها البعض ، عندها تنشأ قوى الاحتكاك بينها. تسمى هذه القوات بالقوى لزجالاحتكاك ، وخاصية مقاومة الحركة النسبية للطبقات - اللزوجةالسوائل.

دعنا ، على سبيل المثال ، تتحرك الطبقات السائلة كما هو موضح في الشكل. 2.1.

أرز. 2.1.حول تعريف الاحتكاك اللزج

هنا هو توزيع السرعات في التدفق ، والاتجاه الطبيعي للموقع هو. تتحرك الطبقات العليا بشكل أسرع من الطبقات السفلية ، وبالتالي ، من جانب الأولى ، تعمل قوة الاحتكاك ، وتسحب الطبقة الثانية إلى الأمام على طول التدفق , ومن جانب الطبقات السفلية ، هناك قوة احتكاك تعمل على تثبيط حركة الطبقات العليا. القيمة x- مكون من قوة الاحتكاك بين طبقات المائع مفصولة بمنصة عادية ذمحسوبة لكل وحدة مساحة.

إذا أدخلنا المشتق في الاعتبار ، فسوف يميز معدل القص ، أي الفرق في سرعات الطبقات السائلة محسوبًا بوحدة المسافة بينهما. اتضح أنه بالنسبة للعديد من السوائل يكون القانون صالحًا وفقًا لذلك يتناسب إجهاد القص بين الطبقات مع الاختلاف في سرعات هذه الطبقات ، محسوبًا لكل وحدة مسافة بينهما:

ومعنى هذا القانون واضح: كلما زادت السرعة النسبية لطبقات المائع (معدل القص) ، زادت قوة الاحتكاك بين الطبقات.

يسمى السائل الذي ينطبق عليه القانون (2.5) سائل لزج نيوتن. العديد من السوائل المتساقطة تفي بهذا القانون ، ومع ذلك ، فإن معامل التناسب المتضمن فيه يختلف باختلاف السوائل. يقال إن هذه السوائل نيوتونية ، لكن بدرجات لزوجة مختلفة.

معامل التناسب الوارد في القانون (2.5) يسمى معامل اللزوجة الديناميكية.

أبعاد هذا المعامل هو

.

في نظام SI ، يتم قياسه والتعبير عنه بـ اتزان(Pz). تم تقديم هذه الوحدة تكريما لـ جان لويس ماري بويزيول، (1799-1869) - طبيب وعالم فيزيائي فرنسي بارز فعل الكثير لدراسة حركة السوائل (على وجه الخصوص ، الدم) في أنبوب.

يتم تعريف الاتزان على النحو التالي: 1 Pz= 0.1. للحصول على فكرة عن القيمة 1 Pz، نلاحظ أن معامل اللزوجة الديناميكية للماء أقل مائة مرة من 1 Pz ، أي 0.01 Pz= 0.001 = سنتي بويز. لزوجة البنزين 0.4-0.5 Pz ، وقود الديزل 4 - 8 Pz، زيت - 5-30 Pzو اكثر.

لوصف الخصائص اللزجة للسائل ، فإن المعامل الآخر مهم أيضًا ، وهو نسبة معامل اللزوجة الديناميكية إلى كثافة السائل ، أي. يتم الإشارة إلى هذا المعامل واستدعائه معامل اللزوجة الحركية.

أبعاد معامل اللزوجة الحركية كما يلي:

= .

في نظام SI ، يتم قياسه م 2 / ثانيةويعبر عنها آل ستوكس ( جورج غابرييل ستوكس(1819-1903) - عالم رياضيات وفيزيائي وميكانيكي مائي إنجليزي بارز):

1 شارع= 10 -4 م 2 / ثانية.

مع هذا التعريف للزوجة الحركية للمياه ، لدينا:

بمعنى آخر ، يتم اختيار وحدات قياس اللزوجة الديناميكية والحركية بحيث يكون كلاهما للمياه يساوي 0.01 وحدة: 1 cpsفي الحالة الأولى و 1 cSt- في الثانية.

كمرجع ، نشير إلى أن اللزوجة الحركية للبنزين تقارب 0.6 cSt ؛ديزل - cSt ؛زيت منخفض اللزوجة - cStإلخ.

اللزوجة مقابل درجة الحرارة. تعتمد لزوجة العديد من السوائل - الماء والزيت وجميع المنتجات البترولية تقريبًا - على درجة الحرارة. مع ارتفاع درجة الحرارة ، تنخفض اللزوجة ؛ مع انخفاض درجة الحرارة ، تزداد. لحساب اعتماد اللزوجة ، على سبيل المثال ، الحركية على درجة الحرارة ، يتم استخدام صيغ مختلفة ، بما في ذلك صيغة O. رينولدز - P. A. Filonov

قرار.وفقًا للصيغة (2.7) نحسب المعامل:. وفقًا للصيغة (2.6) نجد اللزوجة المرغوبة: cSt.

سائل مثالي

إذا كانت قوى الاحتكاك بين طبقات السائل أقل بكثير من قوى (الضغط) العادية ، إذن نموذجما يسمى سائل مثالي. في هذا النموذج ، يُفترض أن القوى العرضية للاحتكاك بين الجسيمات المفصولة بمنصة غائبة أيضًا أثناء تدفق السائل ، وليس فقط في حالة السكون (انظر تعريف السائل في القسم 1.9). تبين أن مثل هذا التخطيط للسائل مفيد جدًا في الحالات التي تكون فيها المكونات العرضية لقوى التفاعل (قوى الاحتكاك) أصغر بكثير من مكوناتها الطبيعية (قوى الضغط). في حالات أخرى ، عندما تكون قوى الاحتكاك قابلة للمقارنة مع قوى الضغط أو حتى تتجاوزها ، فإن نموذج السائل المثالي يصبح غير قابل للتطبيق.

نظرًا لوجود ضغوط طبيعية فقط في سائل مثالي ، فإن متجه الإجهاد في أي منطقة ذات حجم طبيعي يكون عموديًا على هذه المنطقة . بتكرار إنشاءات البند 1.9 ، يمكننا أن نستنتج أنه في مائع مثالي ، تكون جميع الضغوط العادية متساوية في الحجم وسلبية ( ). لذلك ، في السائل المثالي هناك متغير يسمى الضغط: ، ومصفوفة الإجهاد لها الشكل:

. (2.8)