В течаща течност има статично наляганеи динамично налягане. Причината за статичното налягане, както в случая на неподвижна течност, е компресията на течността. Статичното налягане се проявява в натиска върху стената на тръбата, през която тече течността.

Динамичното налягане се определя от скоростта на потока на флуида. За да се открие това налягане, е необходимо да се забави течността и тогава е, както и. статичното налягане ще се прояви под формата на натиск.

Сумата от статичното и динамичното налягане се нарича общо налягане.

В покой флуид динамичното налягане е нула; следователно, статичното налягане е равно на общото налягане и може да бъде измерено с всеки манометър.

Измерването на налягането в движеща се течност е изпълнено с редица трудности. Факт е, че манометър, потопен в движеща се течност, променя скоростта на течността на мястото, където се намира. В този случай, разбира се, стойността на измереното налягане също се променя. За да може манометър, потопен в течност, изобщо да не променя скоростта на течността, той трябва да се движи с течността. Въпреки това е изключително неудобно да се измерва налягането вътре в течност по този начин. Тази трудност се заобикаля чрез придаване на тръбата, свързана към манометъра, опростена форма, при която тя почти не променя скоростта на флуида. На практика тръбите с тесен габарит се използват за измерване на налягането в движеща се течност или газ.

Статичното налягане се измерва с помощта на манометърна тръба, равнината на отвора на която е успоредна на линиите на тока. Ако течността в тръбата е под налягане, тогава в манометричната тръба течността се издига до определена височина, съответстваща на статичното налягане в дадена точка в тръбата.

Общото налягане се измерва с тръба, чиято равнина на отвора е перпендикулярна на линиите на тока. Такова устройство се нарича тръба на Пито. След като влезе в отвора на тръбата на Пито, течността спира. Височина на колоната на течността ( зпълен) в манометъра ще съответства на общото налягане на течността в дадено място в тръбата.

По-нататък ще ни интересува само статичното налягане, което просто ще наречем налягането в движеща се течност или газ.?

Ако измерим статичното налягане в движеща се течност в различни части на тръба с променливо сечение, ще се окаже, че в тясната част на тръбата то е по-малко, отколкото в широката й част.

Но скоростите на потока на течността са обратно пропорционални на площите на напречното сечение на тръбата; следователно налягането в движеща се течност зависи от скоростта на нейния поток.

На места, където течността се движи по-бързо (тесни места в тръбата), налягането е по-малко, отколкото където тази течност се движи по-бавно (широки места в тръбата).

Този факт може да се обясни на базата на общите закони на механиката.

Да приемем, че течността преминава от широката част на тръбата към тясната. В този случай частиците на течността увеличават скоростта си, т.е. те се движат с ускорения в посоката на движение. Пренебрегвайки триенето, въз основа на втория закон на Нютон, може да се твърди, че резултантната на силите, действащи върху всяка частица от течността, също е насочена в посоката на движение на течността. Но тази резултантна сила се създава от сили на натиск, които действат върху всяка дадена частица от околните флуидни частици и е насочена напред, в посоката на движение на течността. Това означава, че по-голям натиск действа върху частицата отзад, отколкото отпред. Следователно, както показва опитът, налягането в широката част на тръбата е по-голямо, отколкото в тясната част.

Ако течността тече от тясна към широка част на тръбата, тогава, очевидно, в този случай частиците на течността се забавят. Резултатът от силите, действащи върху всяка частица от течността от заобикалящите я частици, е насочена в посока, обратна на движението. Този резултат се определя от разликата в налягането в тесния и широкия канал. Следователно, течна частица, преминавайки от тясна към широка част на тръбата, се движи от места с по-малко налягане към места с по-голямо налягане.

Така че, по време на неподвижно движение в местата на стесняване на каналите, налягането на течността се намалява, в местата на разширение се увеличава.

Скоростите на потока на флуида обикновено се представят от плътността на линиите на тока. Следователно, в онези части на стационарния флуиден поток, където налягането е по-малко, линиите на тока трябва да са по-плътни и обратно, където налягането е по-голямо, линиите на тока трябва да са по-рядки. Същото важи и за изображението на газовия поток.

Отоплителните системи трябва да бъдат тествани за устойчивост на налягане

От тази статия ще научите какво е статично и динамично налягане на отоплителната система, защо е необходимо и как се различава. Ще бъдат разгледани и причините за неговото увеличаване и намаляване и начините за тяхното отстраняване. Освен това ще говорим за това как се тестват различни отоплителни системи под налягане и методите за този тест.

Видове налягане в отоплителната система

Има два вида:

• статистически;
• динамичен.

Какво е статичното налягане на отоплителната система? Това е, което се създава под въздействието на гравитацията. Водата под собственото си тегло притиска стените на системата със сила, пропорционална на височината, до която се издига. От 10 метра този индикатор е равен на 1 атмосфера. В статистическите системи не се използват проточни вентилатори, а охлаждащата течност циркулира през тръби и радиатори чрез гравитация. Това са отворени системи. Максималното налягане в отворена отоплителна система е около 1,5 атмосфери. В съвременното строителство такива методи практически не се използват, дори при инсталиране на автономни контури на селски къщи. Това се дължи на факта, че за такава схема на циркулация е необходимо да се използват тръби с голям диаметър. Не е естетически и скъпо.

Динамичното налягане в отоплителната система може да се регулира

Динамичното налягане в затворена отоплителна система се създава чрез изкуствено увеличаване на дебита на охлаждащата течност с помощта на електрическа помпа. Например, ако говорим за високи сгради или големи магистрали. Въпреки че сега дори в частни домове помпите се използват при инсталиране на отопление.

Важно! Говорим за свръхналягане, без да се отчита атмосферното налягане.

Всяка от отоплителните системи има своя собствена допустима якост на опън. С други думи, може да издържи различно натоварване. За да разберете какво е работното налягане в затворена отоплителна система, е необходимо да добавите динамично, изпомпвано от помпи, към статичното, създадено от воден стълб. За да работи системата правилно, показанията на манометъра трябва да са стабилни. Манометърът е механично устройство, което измерва силата, с която водата се движи в отоплителната система. Състои се от пружина, стрелка и везна. Габарити са монтирани на ключови места. Благодарение на тях можете да разберете какво е работното налягане в отоплителната система, както и да идентифицирате неизправности в тръбопровода по време на диагностика.

Налягането пада

За да се компенсират капките, във веригата е вградено допълнително оборудване:

1. разширителен резервоар;
2. клапан за аварийно освобождаване на охлаждащата течност;
3. изходи за въздух.

Въздушен тест - тестовото налягане на отоплителната система се повишава до 1,5 бара, след което се понижава до 1 бар и се оставя за пет минути. В този случай загубите не трябва да надвишават 0,1 bar.

Тестване с вода - налягането се повишава до минимум 2 бара. Може би повече. Зависи от работното налягане. Максималното работно налягане на отоплителната система трябва да се умножи по 1,5. За пет минути загубата не трябва да надвишава 0,2 бара.

панел

Студено хидростатично изпитване - 15 минути при налягане 10 bar, загуба на не повече от 0,1 bar. Горещо тестване - повишаване на температурата във веригата до 60 градуса за седем часа.

Тестван с вода, изпомпване 2,5 бара. Допълнително се проверяват бойлерите (3-4 бара) и помпените агрегати.

Отоплителна мрежа

Допустимото налягане в отоплителната система постепенно се повишава до ниво, по-високо от работното с 1,25, но не по-малко от 16 bar.

Въз основа на резултатите от изпитването се съставя акт, който е документ, потвърждаващ декларираните в него експлоатационни характеристики. Те включват по-специално работното налягане.

уравнение на Бернули. Статично и динамично налягане.

Идеален се нарича несвиваем и няма вътрешно триене или вискозитет; Стационарен или постоянен поток е поток, при който скоростите на частиците на течността във всяка точка на потока не се променят с времето. Постоянният поток се характеризира с линии на тока - въображаеми линии, съвпадащи с траекториите на частиците. Част от потока на флуида, ограничен от всички страни с линии на тока, образува потокова тръба или струя. Нека отделим една потокова тръба, толкова тясна, че скоростите на частиците V във всеки от нейните участъци S, перпендикулярни на оста на тръбата, могат да се считат за еднакви в целия участък. Тогава обемът на течността, протичаща през която и да е част от тръбата за единица време, остава постоянен, тъй като движението на частиците в течността се извършва само по оста на тръбата: . Това съотношение се нарича условието за непрекъснатост на струята.Това означава, че за реален флуид с постоянен поток през тръба с променливо напречно сечение, количеството Q течност, протичащо за единица време през която и да е секция на тръбата, остава постоянно (Q = const) и средните скорости на потока в различни тръбни секции са обратно обратни пропорционално на площите на тези секции: и т.н.

Нека отделим токова тръба в потока на идеален флуид и в него достатъчно малък обем течност с маса , който по време на потока на течността се движи от позицията НОдо позиция Б.

Поради малкия обем можем да приемем, че всички частици на течността в него са в равни условия: в положение НОимат скорост на налягане и са на височина h 1 от нулевото ниво; бременна AT- съответно . Напречните сечения на токовата тръба са съответно S 1 и S 2.

Течността под налягане има вътрешна потенциална енергия (енергия на налягането), поради която може да върши работа. Тази енергия Wpизмерено чрез произведението на налягането и обема Vтечности: . В този случай движението на течната маса се осъществява под действието на разликата в силите на налягането в секциите Siи S2.Работата, извършена в това A rе равна на разликата между потенциалните енергии на налягането в точките . Тази работа се изразходва за работа за преодоляване на ефекта на гравитацията и върху промяната в кинетичната енергия на масата

течности:

следователно, A p \u003d A h + A D

Пренареждайки членовете на уравнението, получаваме

Регламенти А и Бсе избират произволно; следователно може да се твърди, че на всяко място по протежение на тръбата на потока условието

разделяйки това уравнение на , получаваме

където - плътност на течността.

Ето какво е уравнение на Бернули.Всички членове на уравнението, както лесно можете да видите, имат измерението на налягането и се наричат: статистически: хидростатични: - динамични. Тогава уравнението на Бернули може да се формулира, както следва:

в стационарен поток от идеален флуид, общото налягане, равно на сумата от статичното, хидростатичното и динамичното налягане, остава постоянно във всяко напречно сечение на потока.

За тръба с хоризонтален поток хидростатичното налягане остава постоянно и може да бъде отнесено към дясната страна на уравнението, което след това приема формата

статичното налягане определя потенциалната енергия на флуида (енергията на налягането), динамичното налягане - кинетично.

От това уравнение следва извод, наречен правилото на Бернули:

Статичното налягане на невиждаем флуид, когато тече през хоризонтална тръба, се увеличава, когато скоростта му намалява, и обратно.

Вискозитет на течността

реологияе науката за деформацията и течливостта на материята. Под реология на кръвта (хеморология) имаме предвид изследването на биофизичните характеристики на кръвта като вискозна течност. В реална течност между молекулите действат сили на взаимно привличане, причинявайки вътрешно триене.Вътрешното триене, например, причинява сила на съпротивление при разбъркване на течност, забавяне на скоростта на падащи тела, хвърлени в нея, а също и, при определени условия, ламинарен поток.

Нютон установи, че силата F B на вътрешно триене между два слоя флуид, движещи се с различни скорости, зависи от естеството на флуида и е право пропорционална на площта S на контактуващите слоеве и градиента на скоростта dv/dzмежду тях F = Sdv/dzкъдето е коефициентът на пропорционалност, наречен коефициент на вискозитет или просто вискозитеттечност и в зависимост от нейния характер.

Сила FBдейства тангенциално към повърхността на слоевете течност в контакт и е насочена по такъв начин, че ускорява движещия се по-бавно слой, забавя движението на слоя по-бързо.

Градиентът на скоростта в този случай характеризира скоростта на промяна на скоростта между слоевете на течността, т.е. в посока, перпендикулярна на посоката на потока на течността. За крайни стойности е равно на .

Единица за коефициент на вискозитет в , в системата CGS - , това устройство се нарича уравновесеност(Р). Съотношението между тях: .

На практика вискозитетът на течността се характеризира с относителен вискозитет, което се разбира като съотношението на коефициента на вискозитет на дадена течност към коефициента на вискозитет на водата при същата температура:

За повечето течности (вода, нискомолекулни органични съединения, истински разтвори, стопени метали и техните соли) коефициентът на вискозитет зависи само от естеството на течността и температурата (с повишаване на температурата коефициентът на вискозитет намалява). Такива течности се наричат Нютонов.

За някои течности, предимно високомолекулни (например полимерни разтвори) или представляващи дисперсни системи (суспензии и емулсии), коефициентът на вискозитет зависи и от режима на потока – градиент на налягането и скоростта. С тяхното увеличаване вискозитетът на течността намалява поради нарушаване на вътрешната структура на течния поток. Такива течности се наричат ​​структурно вискозни или ненютонов.Техният вискозитет се характеризира с т.нар условен коефициент на вискозитет,което се отнася до определени условия на потока на флуида (налягане, скорост).

Кръвта е суспензия от формени елементи в протеинов разтвор - плазма. Плазмата е практически нютонова течност. Тъй като 93% от образуваните елементи са еритроцити, тогава, в опростен изглед, кръвта е суспензия на еритроцити във физиологичен разтвор. Следователно, строго погледнато, кръвта трябва да се класифицира като ненютонова течност. Освен това по време на потока на кръвта през съдовете се наблюдава концентрация на формирани елементи в централната част на потока, където вискозитетът съответно се увеличава. Но тъй като вискозитетът на кръвта не е толкова голям, тези явления се пренебрегват и нейният вискозитетен коефициент се счита за постоянна стойност.

Относителният вискозитет на кръвта обикновено е 4,2-6. При патологични състояния може да намалее до 2-3 (при анемия) или да се увеличи до 15-20 (при полицитемия), което влияе върху скоростта на утаяване на еритроцитите (ESR). Промяната в вискозитета на кръвта е една от причините за промяната в скоростта на утаяване на еритроцитите (ESR). Вискозитетът на кръвта е от диагностична стойност. Някои инфекциозни заболявания повишават вискозитета, докато други, като коремен тиф и туберкулоза, го намаляват.

Относителният вискозитет на кръвния серум е нормално 1,64-1,69, а при патология 1,5-2,0. Както при всяка течност, вискозитетът на кръвта се увеличава с понижаване на температурата. С увеличаване на твърдостта на еритроцитната мембрана, например при атеросклероза, вискозитетът на кръвта също се увеличава, което води до увеличаване на натоварването на сърцето. Вискозитетът на кръвта не е еднакъв в широките и тесните съдове и ефектът от диаметъра на кръвоносния съд върху вискозитета започва да се отразява, когато луменът е по-малък от 1 mm. В съдове, по-тънки от 0,5 mm, вискозитетът намалява право пропорционално на скъсяването на диаметъра, тъй като в тях еритроцитите се подреждат по оста във верига като змия и са заобиколени от слой плазма, който изолира "змията" от съдовата стена.

ДЪРЖАВЕН МЕДИЦИНСКИ УНИВЕРСИТЕТ СЕМЕЙ

Методическо ръководство по темата:

Изследване на реологичните свойства на биологичните течности.

Методи за изследване на кръвообращението.

Реография.

Съставител: Преп

Ковалева Л.В.

Основните въпроси на темата:

1. уравнение на Бернули. Статично и динамично налягане.
2. Реологични свойства на кръвта. вискозитет.
3. Формулата на Нютон.
4. Числото на Рейнолдс.
5. Нютонова и ненютонова течност
6. ламинарен поток.
7. турбулентен поток.
8. Определяне на вискозитета на кръвта с помощта на медицински вискозиметър.
9. Законът на Поазой.
10. Определяне на скоростта на кръвния поток.
11. обща съпротива на телесната тъкан. Физически основи на реографията. Реоенцефалография
12. Физическа основа на балистокардиографията.

уравнение на Бернули. Статично и динамично налягане.

Идеален се нарича несвиваем и няма вътрешно триене или вискозитет; Стационарен или постоянен поток е поток, при който скоростите на частиците на течността във всяка точка на потока не се променят с времето. Постоянният поток се характеризира с линии на тока - въображаеми линии, съвпадащи с траекториите на частиците. Част от потока на флуида, ограничен от всички страни с линии на тока, образува потокова тръба или струя. Нека отделим една потокова тръба, толкова тясна, че скоростите на частиците V във всеки от нейните участъци S, перпендикулярни на оста на тръбата, могат да се считат за еднакви в целия участък. Тогава обемът на течността, протичаща през която и да е част от тръбата за единица време, остава постоянен, тъй като движението на частиците в течността се извършва само по оста на тръбата: . Това съотношение се нарича условието за непрекъснатост на струята.Това означава, че за реален флуид с постоянен поток през тръба с променливо напречно сечение, количеството Q течност, протичащо за единица време през която и да е секция на тръбата, остава постоянно (Q = const) и средните скорости на потока в различни тръбни секции са обратно обратни пропорционално на площите на тези секции: и т.н.

Нека отделим токова тръба в потока на идеален флуид и в него достатъчно малък обем течност с маса , който по време на потока на течността се движи от позицията НОдо позиция Б.

Поради малкия обем можем да приемем, че всички частици на течността в него са в равни условия: в положение НОимат скорост на налягане и са на височина h 1 от нулевото ниво; бременна AT- съответно . Напречните сечения на токовата тръба са съответно S 1 и S 2.

Течността под налягане има вътрешна потенциална енергия (енергия на налягането), поради която може да върши работа. Тази енергия Wpизмерено чрез произведението на налягането и обема Vтечности: . В този случай движението на течната маса се осъществява под действието на разликата в силите на налягането в секциите Siи S2.Работата, извършена в това A rе равна на разликата между потенциалните енергии на налягането в точките . Тази работа се изразходва за работа за преодоляване на ефекта на гравитацията и върху промяната в кинетичната енергия на масата

течности:

следователно, A p \u003d A h + A D

Пренареждайки членовете на уравнението, получаваме

Регламенти А и Бсе избират произволно; следователно може да се твърди, че на всяко място по протежение на тръбата на потока условието

разделяйки това уравнение на , получаваме

където - плътност на течността.

Ето какво е уравнение на Бернули.Всички членове на уравнението, както лесно можете да видите, имат измерението на налягането и се наричат: статистически: хидростатични: - динамични. Тогава уравнението на Бернули може да се формулира, както следва:

в стационарен поток от идеален флуид, общото налягане, равно на сумата от статичното, хидростатичното и динамичното налягане, остава постоянно във всяко напречно сечение на потока.

За тръба с хоризонтален поток хидростатичното налягане остава постоянно и може да бъде отнесено към дясната страна на уравнението, което след това приема формата

статичното налягане определя потенциалната енергия на флуида (енергията на налягането), динамичното налягане - кинетично.

От това уравнение следва извод, наречен правилото на Бернули:

Статичното налягане на невиждаем флуид, когато тече през хоризонтална тръба, се увеличава, когато скоростта му намалява, и обратно.

Видове натиск

Статично налягане

Статично наляганее налягането на неподвижна течност. Статично налягане = ниво над съответната точка на измерване + начално налягане в разширителния съд.

динамично налягане

динамично наляганее налягането на движещата се течност.

Изходно налягане на помпата

Работно налягане

Налягането в системата, когато помпата работи.

Допустимо работно налягане

Максималната допустима стойност на работното налягане от условията на безопасна работа на помпата и системата.

налягане- физическа величина, която характеризира интензитета на нормалните (перпендикулярни на повърхността) сили, с които едно тяло действа върху повърхността на друго (например фундамент на сграда на земята, течност по стените на съд, газ в цилиндър на двигател на бутало и др.). Ако силите са равномерно разпределени по повърхността, тогава налягането Рна всяка част от повърхността p = f/s, където С- площта на тази част, Фе сумата от силите, приложени перпендикулярно към него. При неравномерно разпределение на силите това равенство определя средното налягане върху дадена площ и в границата, когато стойността клони Сдо нула е налягането в дадена точка. При равномерно разпределение на силите налягането във всички точки на повърхността е еднакво, а при неравномерно разпределение се променя от точка до точка.

За непрекъсната среда по подобен начин се въвежда понятието налягане във всяка точка на средата, което играе важна роля в механиката на течности и газове. Налягането във всяка точка на флуид в покой е еднакво във всички посоки; това важи и за движеща се течност или газ, ако те могат да се считат за идеални (без триене). Във вискозна течност налягането в дадена точка се разбира като средна стойност на налягането в три взаимно перпендикулярни посоки.

Налягането играе важна роля във физически, химични, механични, биологични и други явления.

Загуба на налягане

Загуба на налягане- намаляване на налягането между входа и изхода на конструктивния елемент. Такива елементи включват тръбопроводи и фитинги. Загубите възникват поради турбуленция и триене. Всеки тръбопровод и вентил, в зависимост от материала и степента на грапавост на повърхността, се характеризира със собствен коефициент на загуба. За подходяща информация, моля, свържете се с техните производители.

Единици за налягане

Налягането е интензивна физическа величина. Налягането в системата SI се измерва в паскали; Използват се и следните единици: