U tekućini koja teče, postoje statički pritisak i dinamički pritisak. Uzrok statičkog pritiska, kao iu slučaju nepokretne tečnosti, je kompresija fluida. Statički pritisak se manifestuje pritiskom na zid cijevi kroz koju teče tekućina.

Dinamički pritisak je određen brzinom protoka fluida. Da bi se otkrio ovaj pritisak, potrebno je usporiti tečnost, a onda i jeste. statički pritisak će se manifestovati u obliku pritiska.

Zbir statičkog i dinamičkog pritiska naziva se ukupni pritisak.

U fluidu koji miruje, dinamički pritisak je nula; stoga je statički pritisak jednak ukupnom pritisku i može se izmeriti bilo kojim manometrom.

Mjerenje pritiska u fluidu koji se kreće je ispunjeno brojnim poteškoćama. Činjenica je da manometar uronjen u tekućinu koja se kreće mijenja brzinu tečnosti na mjestu gdje se nalazi. U ovom slučaju se, naravno, mijenja i vrijednost izmjerenog tlaka. Da manometar uronjen u tečnost uopšte ne bi promenio brzinu tečnosti, mora se kretati sa tečnošću. Međutim, izuzetno je nezgodno meriti pritisak unutar tečnosti na ovaj način. Ova poteškoća se zaobilazi davanjem cijevi spojenoj na manometar aerodinamičnog oblika, u kojem gotovo ne mijenja brzinu fluida. U praksi se cijevi uskog kolosijeka koriste za mjerenje tlaka unutar tekućine ili plina u pokretu.

Statički pritisak se mjeri pomoću manometarske cijevi, čija je ravnina rupe paralelna sa strujnim linijama. Ako je tečnost u cevi pod pritiskom, tada se u manometrijskoj cevi tečnost podiže na određenu visinu koja odgovara statičkom pritisku u datoj tački cevi.

Ukupni pritisak se mjeri pomoću cijevi čija je ravnina otvora okomita na strujne linije. Takav uređaj se naziva Pitotova cijev. Kada uđe u otvor Pitotove cijevi, tekućina se zaustavlja. Visina stupca tečnosti ( h pun) u mjernoj cijevi će odgovarati ukupnom pritisku tekućine na datom mjestu u cijevi.

U nastavku će nas zanimati samo statički pritisak, koji ćemo jednostavno nazvati pritiskom unutar tekućine ili plina u pokretu.?

Ako mjerimo statički pritisak u fluidu koji se kreće u različitim dijelovima cijevi promjenjivog poprečnog presjeka, ispostavit će se da je u uskom dijelu cijevi manji nego u širem dijelu.

Ali brzine protoka fluida su obrnuto proporcionalne površinama poprečnog presjeka cijevi; dakle, pritisak u fluidu koji se kreće zavisi od brzine njegovog protoka.

Na mjestima gdje se tekućina kreće brže (uska mjesta u cijevi), pritisak je manji nego gdje se ovaj fluid kreće sporije (široka mjesta u cijevi).

Ova činjenica se može objasniti na osnovu opštih zakona mehanike.

Pretpostavimo da tečnost prelazi iz širokog dela cevi u uski. U tom slučaju čestice tekućine povećavaju svoju brzinu, odnosno kreću se ubrzano u smjeru kretanja. Zanemarujući trenje, na osnovu drugog Newtonovog zakona, može se tvrditi da je rezultanta sila koje djeluju na svaku česticu fluida također usmjerena u smjeru kretanja fluida. Ali ova rezultujuća sila je stvorena silama pritiska koje deluju na svaku datu česticu iz okolnih čestica fluida, i usmerena je napred, u pravcu kretanja fluida. To znači da na česticu djeluje više pritiska odostraga nego sprijeda. Posljedično, kako iskustvo također pokazuje, pritisak u širokom dijelu cijevi je veći nego u uskom dijelu.

Ako tečnost teče iz uskog u široki dio cijevi, tada se, očito, u ovom slučaju čestice tekućine usporavaju. Rezultanta sila koje djeluju na svaku česticu tekućine od čestica koje je okružuju usmjerena je u smjeru suprotnom kretanju. Ova rezultanta je određena razlikom pritiska u uskim i širokim kanalima. Posljedično, čestica tekućine, prelazeći iz uskog u široki dio cijevi, kreće se od mjesta sa manjim pritiskom na mjesta sa većim pritiskom.

Dakle, tokom stacionarnog kretanja na mjestima suženja kanala, pritisak tekućine se smanjuje, a na mjestima ekspanzije povećava.

Brzine protoka fluida se obično predstavljaju gustinom strujnih linija. Stoga, u onim dijelovima stacionarnog toka fluida gdje je pritisak manji, strujne linije bi trebale biti gušće, i obrnuto, gdje je pritisak veći, strujne linije bi trebale biti rjeđe. Isto važi i za sliku toka gasa.

Sistemi grijanja moraju biti ispitani na otpornost na pritisak

Iz ovog članka ćete naučiti šta je statički i dinamički pritisak sistema grijanja, zašto je potreban i po čemu se razlikuje. Razmotriće se i razlozi njegovog povećanja i smanjenja i načini njihovog otklanjanja. Osim toga, govorit ćemo o tome kako se testiraju različiti sistemi grijanja pod pritiskom i metode za ovo ispitivanje.

Vrste pritisaka u sistemu grijanja

Postoje dvije vrste:

• statistički;
• dinamičan.

Koliki je statički pritisak sistema za grejanje? To je ono što nastaje pod uticajem gravitacije. Voda pod sopstvenom težinom pritiska na zidove sistema silom proporcionalnom visini do koje se diže. Od 10 metara ovaj pokazatelj je jednak 1 atmosferi. U statističkim sistemima se ne koriste protočne puhalice, a rashladna tečnost cirkuliše kroz cevi i radijatore gravitacijom. Ovo su otvoreni sistemi. Maksimalni pritisak u otvorenom sistemu grijanja je oko 1,5 atmosfere. U modernoj gradnji takve se metode praktički ne koriste, čak ni pri ugradnji autonomnih kontura seoskih kuća. To je zbog činjenice da je za takvu shemu cirkulacije potrebno koristiti cijevi velikog promjera. Nije estetski ugodan i skup.

Dinamički pritisak u sistemu grijanja može se podesiti

Dinamički pritisak u zatvorenom sistemu grijanja stvara se umjetnim povećanjem protoka rashladne tekućine pomoću električne pumpe. Na primjer, ako govorimo o visokim zgradama ili velikim autoputevima. Iako se sada čak iu privatnim kućama koriste pumpe prilikom ugradnje grijanja.

Bitan! Govorimo o viškom tlaka bez uzimanja u obzir atmosferskog tlaka.

Svaki od sistema grijanja ima svoju dopuštenu vlačnu čvrstoću. Drugim riječima, može izdržati različito opterećenje. Da biste saznali koliki je radni pritisak u zatvorenom sistemu grijanja, potrebno je statičnom koji stvara stub vode dodati dinamički, koji pumpaju pumpe. Da bi sistem ispravno funkcionisao, očitavanja manometra moraju biti stabilna. Manometar je mehanički uređaj koji mjeri silu kojom se voda kreće u sistemu grijanja. Sastoji se od opruge, strelice i vage. Mjerila su instalirana na ključnim lokacijama. Zahvaljujući njima možete saznati koliki je radni pritisak u sistemu grijanja, kao i identificirati kvarove u cjevovodu tokom dijagnostike.

Pritisak pada

Za kompenzaciju padova, dodatna oprema je ugrađena u krug:

1. ekspanzioni rezervoar;
2. ventil za ispuštanje rashladne tečnosti u nuždi;
3. otvore za vazduh.

Vazdušni test - probni pritisak sistema za grejanje se povećava na 1,5 bara, zatim spušta na 1 bar i ostavlja pet minuta. U tom slučaju gubici ne bi trebali prelaziti 0,1 bar.

Ispitivanje vodom - pritisak se povećava na najmanje 2 bara. Možda i više. Zavisi od radnog pritiska. Maksimalni radni pritisak sistema grejanja mora se pomnožiti sa 1,5. Za pet minuta gubitak ne bi trebao biti veći od 0,2 bara.

panel

Hladno hidrostatičko ispitivanje - 15 minuta pri pritisku od 10 bara, gubitak ne veći od 0,1 bara. Toplo testiranje - podizanje temperature u krugu na 60 stepeni tokom sedam sati.

Testirano sa vodom, pumpanje 2,5 bara. Dodatno se provjeravaju bojleri (3-4 bara) i pumpne jedinice.

Mreža grijanja

Dozvoljeni pritisak u sistemu grejanja postepeno se povećava na nivo veći od radnog za 1,25, ali ne manji od 16 bara.

Na osnovu rezultata ispitivanja sastavlja se akt, koji je dokument koji potvrđuje karakteristike performansi navedene u njemu. To uključuje, posebno, radni pritisak.

Bernoullijeva jednadžba. Statički i dinamički pritisak.

Idealno se naziva nestišljivim i nema unutrašnje trenje, ili viskozitet; Stacionarni ili stacionarni tok je tok u kojem se brzine čestica fluida u svakoj tački toka ne mijenjaju s vremenom. Stalni tok karakteriziraju strujne linije - imaginarne linije koje se poklapaju sa putanjama čestica. Dio toka fluida, omeđen sa svih strana strujnim linijama, formira strujnu cijev ili mlaz. Izdvojimo strujnu cijev koja je toliko uska da se brzine čestica V u bilo kojem njenom presjeku S, okomito na os cijevi, mogu smatrati istim na cijelom presjeku. Tada volumen tekućine koja teče kroz bilo koji dio cijevi u jedinici vremena ostaje konstantan, jer se kretanje čestica u tekućini događa samo duž osi cijevi: . Ovaj omjer se zove uslov kontinuiteta mlaza. To implicira da za stvarni fluid sa stabilnim protokom kroz cijev promjenjivog poprečnog presjeka, količina Q fluida koja teče u jedinici vremena kroz bilo koji dio cijevi ostaje konstantna (Q = const) i prosječne brzine protoka u različitim dijelovima cijevi su inverzne proporcionalno površinama ovih sekcija: itd.

Izdvojimo strujnu cijev u strujanju idealnog fluida, a u njoj dovoljno mali volumen fluida mase , koji se tokom strujanja fluida pomiče iz pozicije ALI na poziciju B.

Zbog male zapremine možemo pretpostaviti da su sve čestice tečnosti u njoj u jednakim uslovima: u položaju ALI imaju brzinu pritiska i nalaze se na visini h 1 od nultog nivoa; trudna AT- odnosno . Poprečni presjeci strujne cijevi su S 1 i S 2, respektivno.

Fluid pod pritiskom ima unutrašnju potencijalnu energiju (energija pritiska), zahvaljujući kojoj može da radi. Ova energija Wp mjereno umnoškom pritiska i zapremine V tečnosti: . U ovom slučaju, kretanje mase fluida nastaje pod dejstvom razlike sila pritiska u sekcijama Si i S2. Posao obavljen u ovome A r jednaka je razlici potencijalnih energija pritiska u tačkama . Ovaj rad se troši na rad na prevazilaženju efekta gravitacije i o promjeni kinetičke energije mase

tečnosti:

dakle, A p \u003d A h + A D

Preuređivanjem članova jednačine dobijamo

Pravila A i B biraju se proizvoljno, pa se može tvrditi da je na bilo kojem mjestu duž potočne cijevi uvjet

dijeleći ovu jednačinu sa , dobivamo

gdje - gustina tečnosti.

To je ono što je Bernoullijeva jednadžba. Svi članovi jednačine, kao što možete lako vidjeti, imaju dimenziju pritiska i nazivaju se: statistički: hidrostatički: - dinamički. Tada se Bernulijeva jednačina može formulirati na sljedeći način:

u stacionarnom toku idealnog fluida, ukupni pritisak jednak zbiru statičkog, hidrostatskog i dinamičkog pritiska ostaje konstantan u bilo kom poprečnom preseku toka.

Za horizontalnu strujnu cijev, hidrostatički tlak ostaje konstantan i može se uputiti na desnu stranu jednačine, koja tada poprima oblik

statički pritisak određuje potencijalnu energiju fluida (energija pritiska), dinamički pritisak - kinetički.

Iz ove jednadžbe slijedi izvođenje nazvano Bernoullijevo pravilo:

Statički pritisak neviscidne tekućine kada teče kroz horizontalnu cijev raste tamo gdje se njena brzina smanjuje, i obrnuto.

Viskozitet fluida

Reologija je nauka o deformaciji i fluidnosti materije. Pod reologijom krvi (hemoreologija) podrazumijevamo proučavanje biofizičkih karakteristika krvi kao viskozne tekućine. U pravoj tečnosti između molekula deluju sile međusobnog privlačenja, uzrokujući unutrašnjeg trenja. Unutrašnje trenje, na primjer, uzrokuje otpornu silu kada se tekućina miješa, usporavanje pada tijela koja su u nju bačena, a također, pod određenim uvjetima, laminarni tok.

Newton je otkrio da sila F B unutrašnjeg trenja između dva sloja fluida koji se kreću različitim brzinama zavisi od prirode fluida i direktno je proporcionalna površini S dodirnih slojeva i gradijentu brzine dv/dz između njih F = Sdv/dz gdje je koeficijent proporcionalnosti, nazvan koeficijent viskoznosti, ili jednostavno viskozitet tečnost i zavisno od njegove prirode.

Force FB djeluje tangencijalno na površinu slojeva fluida u kontaktu i usmjeren je na takav način da ubrzava sporije kretanje sloja, usporava brže kretanje sloja.

Gradijent brzine u ovom slučaju karakterizira brzinu promjene brzine između slojeva tekućine, odnosno u smjeru okomitom na smjer strujanja tekućine. Za konačne vrijednosti je jednako .

Jedinica koeficijenta viskoznosti u , u CGS sistemu - , ova jedinica se zove staloženost(P). Odnos između njih: .

U praksi, viskoznost tečnosti karakteriše relativni viskozitet, što se podrazumijeva kao omjer koeficijenta viskoznosti date tekućine i koeficijenta viskoznosti vode na istoj temperaturi:

Za većinu tekućina (voda, niskomolekularna organska jedinjenja, pravi rastvori, rastopljeni metali i njihove soli) koeficijent viskoznosti zavisi samo od prirode tečnosti i temperature (sa povećanjem temperature koeficijent viskoznosti opada). Takve tečnosti se nazivaju Newtonian.

Za neke tečnosti, pretežno visokomolekularne (npr. rastvori polimera) ili koje predstavljaju dispergovane sisteme (suspenzije i emulzije), koeficijent viskoznosti zavisi i od režima strujanja – gradijenta pritiska i brzine. S njihovim povećanjem, viskoznost tekućine se smanjuje zbog kršenja unutrašnje strukture toka tekućine. Takve tekućine nazivaju se strukturno viskoznim ili nenjutnovski. Njihovu viskoznost karakteriše tzv uslovni koeficijent viskoznosti,što se odnosi na određene uslove strujanja fluida (pritisak, brzina).

Krv je suspenzija formiranih elemenata u proteinskoj otopini - plazmi. Plazma je praktično Njutnova tečnost. Budući da su 93% formiranih elemenata eritrociti, onda je, pojednostavljeno, krv suspenzija eritrocita u fiziološkoj otopini. Stoga, strogo govoreći, krv se mora klasifikovati kao nenjutnova tečnost. Osim toga, tokom protoka krvi kroz žile, uočava se koncentracija formiranih elemenata u središnjem dijelu toka, gdje se shodno tome povećava i viskozitet. Ali kako viskoznost krvi nije tako velika, ove pojave se zanemaruju i njen koeficijent viskoznosti se smatra konstantnom vrijednošću.

Relativni viskozitet krvi je normalno 4,2-6. U patološkim stanjima može se smanjiti na 2-3 (sa anemijom) ili povećati na 15-20 (sa policitemijom), što utiče na brzinu sedimentacije eritrocita (ESR). Promjena viskoznosti krvi jedan je od razloga za promjenu brzine sedimentacije eritrocita (ESR). Viskoznost krvi je od dijagnostičke vrijednosti. Neke zarazne bolesti povećavaju viskozitet, dok ga druge, poput trbušnog tifusa i tuberkuloze, smanjuju.

Relativni viskozitet krvnog seruma je normalno 1,64-1,69, a u patologiji 1,5-2,0. Kao i kod svake tečnosti, viskoznost krvi raste sa smanjenjem temperature. S povećanjem krutosti membrane eritrocita, na primjer, s aterosklerozom, povećava se i viskoznost krvi, što dovodi do povećanja opterećenja na srcu. Viskoznost krvi nije ista u širokim i uskim sudovima, a uticaj prečnika krvnog suda na viskozitet počinje da utiče kada je lumen manji od 1 mm. U posudama tanjim od 0,5 mm, viskoznost opada u direktnoj proporciji sa skraćivanjem prečnika, jer se u njima eritrociti poredaju duž ose u lanac poput zmije i okruženi su slojem plazme koji izoluje "zmiju" od vaskularnog zida.

DRŽAVNI MEDICINSKI UNIVERZITET U SEMEJU

Metodološki vodič na temu:

Proučavanje reoloških svojstava bioloških tekućina.

Metode za proučavanje cirkulacije krvi.

Reografija.

Sastavio: Predavač

Kovaleva L.V.

Glavna pitanja teme:

1. Bernoullijeva jednadžba. Statički i dinamički pritisak.
2. Reološka svojstva krvi. Viskoznost.
3. Njutnova formula.
4. Reynoldsov broj.
5. Njutnovska i nenjutnova tečnost
6. laminarni tok.
7. turbulentno strujanje.
8. Određivanje viskoziteta krvi pomoću medicinskog viskozimetra.
9. Poiseuilleov zakon.
10. Određivanje brzine protoka krvi.
11. ukupna otpornost tjelesnog tkiva. Fizičke osnove reografije. Reoencefalografija
12. Fizičke osnove balistokardiografije.

Bernoullijeva jednadžba. Statički i dinamički pritisak.

Idealno se naziva nestišljivim i nema unutrašnje trenje, ili viskozitet; Stacionarni ili stacionarni tok je tok u kojem se brzine čestica fluida u svakoj tački toka ne mijenjaju s vremenom. Stalni tok karakteriziraju strujne linije - imaginarne linije koje se poklapaju sa putanjama čestica. Dio toka fluida, omeđen sa svih strana strujnim linijama, formira strujnu cijev ili mlaz. Izdvojimo strujnu cijev koja je toliko uska da se brzine čestica V u bilo kojem njenom presjeku S, okomito na os cijevi, mogu smatrati istim na cijelom presjeku. Tada volumen tekućine koja teče kroz bilo koji dio cijevi u jedinici vremena ostaje konstantan, jer se kretanje čestica u tekućini događa samo duž osi cijevi: . Ovaj omjer se zove uslov kontinuiteta mlaza. To implicira da za stvarni fluid sa stabilnim protokom kroz cijev promjenjivog poprečnog presjeka, količina Q fluida koja teče u jedinici vremena kroz bilo koji dio cijevi ostaje konstantna (Q = const) i prosječne brzine protoka u različitim dijelovima cijevi su inverzne proporcionalno površinama ovih sekcija: itd.

Izdvojimo strujnu cijev u strujanju idealnog fluida, a u njoj dovoljno mali volumen fluida mase , koji se tokom strujanja fluida pomiče iz pozicije ALI na poziciju B.

Zbog male zapremine možemo pretpostaviti da su sve čestice tečnosti u njoj u jednakim uslovima: u položaju ALI imaju brzinu pritiska i nalaze se na visini h 1 od nultog nivoa; trudna AT- odnosno . Poprečni presjeci strujne cijevi su S 1 i S 2, respektivno.

Fluid pod pritiskom ima unutrašnju potencijalnu energiju (energija pritiska), zahvaljujući kojoj može da radi. Ova energija Wp mjereno umnoškom pritiska i zapremine V tečnosti: . U ovom slučaju, kretanje mase fluida nastaje pod dejstvom razlike sila pritiska u sekcijama Si i S2. Posao obavljen u ovome A r jednaka je razlici potencijalnih energija pritiska u tačkama . Ovaj rad se troši na rad na prevazilaženju efekta gravitacije i o promjeni kinetičke energije mase

tečnosti:

dakle, A p \u003d A h + A D

Preuređivanjem članova jednačine dobijamo

Pravila A i B biraju se proizvoljno, pa se može tvrditi da je na bilo kojem mjestu duž potočne cijevi uvjet

dijeleći ovu jednačinu sa , dobivamo

gdje - gustina tečnosti.

To je ono što je Bernoullijeva jednadžba. Svi članovi jednačine, kao što možete lako vidjeti, imaju dimenziju pritiska i nazivaju se: statistički: hidrostatički: - dinamički. Tada se Bernulijeva jednačina može formulirati na sljedeći način:

u stacionarnom toku idealnog fluida, ukupni pritisak jednak zbiru statičkog, hidrostatskog i dinamičkog pritiska ostaje konstantan u bilo kom poprečnom preseku toka.

Za horizontalnu strujnu cijev, hidrostatički tlak ostaje konstantan i može se uputiti na desnu stranu jednačine, koja tada poprima oblik

statički pritisak određuje potencijalnu energiju fluida (energija pritiska), dinamički pritisak - kinetički.

Iz ove jednadžbe slijedi izvođenje nazvano Bernoullijevo pravilo:

Statički pritisak neviscidne tekućine kada teče kroz horizontalnu cijev raste tamo gdje se njena brzina smanjuje, i obrnuto.

Vrste pritisaka

Statički pritisak

Statički pritisak je pritisak stacionarne tečnosti. Statički pritisak = nivo iznad odgovarajuće merne tačke + početni pritisak u ekspanzionoj posudi.

dinamički pritisak

dinamički pritisak je pritisak fluida koji se kreće.

Pritisak pumpe

Radni pritisak

Pritisak prisutan u sistemu kada pumpa radi.

Dozvoljeni radni pritisak

Maksimalna dozvoljena vrednost radnog pritiska iz uslova bezbednog rada pumpe i sistema.

Pritisak- fizička veličina koja karakterizira intenzitet normalnih (upravnih na površinu) sila kojima jedno tijelo djeluje na površinu drugog (na primjer, temelj zgrade na tlu, tekućina na stijenkama posude, plin u cilindar motora na klipu itd.). Ako su sile ravnomjerno raspoređene duž površine, tada je pritisak R na bilo kom delu površine p = f/s, gdje S- površina ovog dela, F je zbir sila primijenjenih okomito na njega. Uz neravnomjernu raspodjelu sila, ova jednakost određuje prosječan pritisak na datoj površini, a u granici, kada vrijednost teži S na nulu, je pritisak u datoj tački. U slučaju ravnomjerne raspodjele sila pritisak na svim tačkama površine je isti, a u slučaju neravnomjerne raspodjele se mijenja od tačke do tačke.

Za kontinualni medij, slično se uvodi koncept pritiska u svakoj tački medija, koji igra važnu ulogu u mehanici tekućina i plinova. Pritisak u bilo kojoj tački fluida koji miruje je isti u svim smjerovima; ovo važi i za pokretnu tečnost ili gas, ako se mogu smatrati idealnim (bez trenja). U viskoznom fluidu, pritisak u datoj tački se shvata kao prosečna vrednost pritiska u tri međusobno okomita pravca.

Pritisak igra važnu ulogu u fizičkim, hemijskim, mehaničkim, biološkim i drugim pojavama.

Gubitak pritiska

Gubitak pritiska- smanjenje pritiska između ulaza i izlaza konstrukcijskog elementa. Takvi elementi uključuju cjevovode i fitinge. Gubici nastaju zbog turbulencije i trenja. Svaki cevovod i ventil, u zavisnosti od materijala i stepena hrapavosti površine, karakteriše sopstveni faktor gubitka. Za relevantne informacije obratite se njihovim proizvođačima.

Jedinice pritiska

Pritisak je intenzivna fizička veličina. Pritisak u SI sistemu se meri u paskalima; Koriste se i sljedeće jedinice: