निरपेक्ष और गेज दबाव। पीजोमेट्रिक और वैक्यूम ऊंचाई

प्रश्न 21. दाब मापने वाले उपकरणों का वर्गीकरण। इलेक्ट्रोकॉन्टैक्ट प्रेशर गेज का उपकरण, इसके सत्यापन के तरीके।

कई तकनीकी प्रक्रियाओं में, दबाव मुख्य मापदंडों में से एक है जो उनके पाठ्यक्रम को निर्धारित करता है। इनमें शामिल हैं: आटोक्लेव और स्टीमिंग चैंबर्स में दबाव, प्रक्रिया पाइपलाइनों में हवा का दबाव आदि।

दबाव मूल्य का निर्धारण

दबावएक मात्रा है जो प्रति इकाई क्षेत्र में बल के प्रभाव की विशेषता है।

दबाव के परिमाण का निर्धारण करते समय, निरपेक्ष, वायुमंडलीय, अतिरिक्त और वैक्यूम दबाव के बीच अंतर करने की प्रथा है।

निरपेक्ष दबाव (पी ए ) - यह किसी भी प्रणाली के अंदर का दबाव है, जिसके तहत एक गैस, वाष्प या तरल होता है, जिसे निरपेक्ष शून्य से मापा जाता है।

वायुमंडलीय दबाव (पी में ) पृथ्वी के वायुमंडल के वायु स्तंभ के द्रव्यमान द्वारा निर्मित। समुद्र तल से क्षेत्र की ऊंचाई, भौगोलिक अक्षांश और मौसम संबंधी स्थितियों के आधार पर इसका एक परिवर्तनशील मान होता है।

उच्च्दाबावनिरपेक्ष दबाव (p a) और वायुमंडलीय दबाव (p b) के बीच के अंतर से निर्धारित होता है:

r izb \u003d r a - r c.

वैक्यूम (वैक्यूम)गैस की वह अवस्था है जिसमें उसका दाब वायुमंडलीय दाब से कम होता है। मात्रात्मक रूप से, वैक्यूम दबाव वायुमंडलीय दबाव और वैक्यूम सिस्टम के अंदर पूर्ण दबाव के बीच के अंतर से निर्धारित होता है:

पी वाक \u003d पी इन - पी ए

चलती मीडिया में दबाव को मापते समय, दबाव की अवधारणा को स्थिर और गतिशील दबाव के रूप में समझा जाता है।

स्थैतिक दबाव (पी अनुसूचित जनजाति ) गैस या तरल माध्यम की संभावित ऊर्जा के आधार पर दबाव है; स्थिर दबाव द्वारा निर्धारित। यह अतिरिक्त या निर्वात हो सकता है, किसी विशेष मामले में यह वायुमंडलीय के बराबर हो सकता है।

गतिशील दबाव (पी डी ) एक गैस या तरल के प्रवाह की गति के कारण दबाव है।

कुल दबाव (पी पी ) गतिमान माध्यम स्थिर (p st) और गतिशील (p d) दबावों से बना होता है:

आर पी \u003d आर सेंट + आर डी।

दबाव इकाइयाँ

इकाइयों की एसआई प्रणाली में, दबाव की इकाई को 1 वर्ग मीटर, यानी 1 पा (पास्कल) के क्षेत्र पर 1 एच (न्यूटन) के बल की क्रिया माना जाता है। चूँकि यह इकाई बहुत छोटी है, व्यावहारिक माप के लिए किलोपास्कल (kPa = 10 3 Pa) या मेगापास्कल (MPa = 10 6 Pa) का उपयोग किया जाता है।

इसके अलावा, अभ्यास में निम्नलिखित दबाव इकाइयों का उपयोग किया जाता है:

पानी के स्तंभ का मिलीमीटर (मिमी पानी का स्तंभ);

पारा का मिलीमीटर (मिमी एचजी);

वातावरण;

प्रति वर्ग सेंटीमीटर किलोग्राम बल (किलो s/cm²);

इन राशियों के बीच संबंध इस प्रकार है:

1 पा = 1 एन/एम²

1 किलो s/cm² = 0.0981 एमपीए = 1 एटीएम

1 मिमी डब्ल्यू.सी. कला। \u003d 9.81 पा \u003d 10 -4 किग्रा s / cm² \u003d 10 -4 एटीएम

1 मिमीएचजी कला। = 133.332 पा

1 बार = 100,000 पा = 750 mmHg कला।

माप की कुछ इकाइयों की भौतिक व्याख्या:

1 किलो s / cm² 10 मीटर ऊंचे पानी के स्तंभ का दबाव है;

1 मिमीएचजी कला। प्रत्येक 10 मीटर ऊंचाई के लिए दबाव में कमी की मात्रा है।

दबाव मापन के तरीके

तकनीकी प्रक्रियाओं में दबाव, इसके अंतर और दुर्लभता का व्यापक उपयोग दबाव को मापने और नियंत्रित करने के लिए विभिन्न तरीकों और साधनों को लागू करना आवश्यक बनाता है।

दबाव मापने के तरीके मापा दबाव के बलों की तुलना बलों के साथ करने पर आधारित होते हैं:

इसी ऊंचाई के एक तरल स्तंभ (पारा, पानी) का दबाव;

लोचदार तत्वों (स्प्रिंग्स, झिल्ली, मैनोमेट्रिक बॉक्स, धौंकनी और मैनोमेट्रिक ट्यूब) के विरूपण के दौरान विकसित;

कार्गो वजन;

कुछ सामग्रियों के विरूपण और विद्युत प्रभाव पैदा करने से उत्पन्न लोचदार बल।

दबाव मापने वाले उपकरणों का वर्गीकरण

कार्रवाई के सिद्धांत के अनुसार वर्गीकरण

इन विधियों के अनुसार, ऑपरेशन के सिद्धांत के अनुसार, दबाव मापने वाले उपकरणों को विभाजित किया जा सकता है:

तरल;

विरूपण;

कार्गो पिस्टन;

विद्युत।

उद्योग में सबसे व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले विरूपण माप उपकरण हैं। बाकी, अधिकांश भाग के लिए, प्रयोगशाला स्थितियों में अनुकरणीय या शोध के रूप में आवेदन मिला है।

मापा मूल्य के आधार पर वर्गीकरण

मापा मूल्य के आधार पर, दबाव मापने वाले उपकरणों को विभाजित किया जाता है:

दबाव नापने का यंत्र - अतिरिक्त दबाव (वायुमंडलीय दबाव से ऊपर दबाव) को मापने के लिए;

माइक्रोमैनोमीटर (दबाव मीटर) - छोटे अतिरिक्त दबाव (40 kPa तक) को मापने के लिए;

बैरोमीटर - वायुमंडलीय दबाव को मापने के लिए;

माइक्रोवैक्यूम मीटर (थ्रस्ट गेज) - छोटे वैक्यूम (-40 kPa तक) को मापने के लिए;

वैक्यूम गेज - वैक्यूम दबाव को मापने के लिए;

दबाव और वैक्यूम गेज - अतिरिक्त और वैक्यूम दबाव को मापने के लिए;

दबाव नापने का यंत्र - अतिरिक्त (40 kPa तक) और वैक्यूम दबाव (-40 kPa तक) को मापने के लिए;

निरपेक्ष दबाव नापने का यंत्र - दबाव को मापने के लिए, निरपेक्ष शून्य से मापा जाता है;

अंतर दबाव गेज - अंतर (अंतर) दबाव को मापने के लिए।

तरल दबाव मापने के उपकरण

द्रव मापने वाले यंत्रों की क्रिया हाइड्रोस्टेटिक सिद्धांत पर आधारित होती है, जिसमें मापा गया दबाव बैरियर (कार्यशील) द्रव स्तंभ के दबाव से संतुलित होता है। तरल के घनत्व के आधार पर स्तरों में अंतर दबाव का एक माप है।

यू-आकार का मैनोमीटर- यह दबाव या दबाव के अंतर को मापने का सबसे सरल उपकरण है। यह एक मुड़ी हुई कांच की नली होती है जो कार्यशील द्रव (पारा या पानी) से भरी होती है और एक स्केल के साथ एक पैनल से जुड़ी होती है। ट्यूब का एक सिरा वायुमंडल से जुड़ा होता है, और दूसरा उस वस्तु से जुड़ा होता है जहां दबाव मापा जाता है।

दो-पाइप दबाव गेज की माप की ऊपरी सीमा 0.2 ... 2% की माप त्रुटि के साथ 1 ... 10 kPa है। इस उपकरण द्वारा दबाव माप की सटीकता एच (तरल स्तर में अंतर का मूल्य) पढ़ने की सटीकता से निर्धारित की जाएगी, काम कर रहे तरल पदार्थ के घनत्व को निर्धारित करने की सटीकता और क्रॉस सेक्शन पर निर्भर नहीं होगी ट्यूब का।

तरल दबाव मापने वाले उपकरणों को रीडिंग के रिमोट ट्रांसमिशन की अनुपस्थिति, छोटी माप सीमा और कम ताकत की विशेषता है। साथ ही, उनकी सादगी, कम लागत और अपेक्षाकृत उच्च माप सटीकता के कारण, वे प्रयोगशालाओं में व्यापक रूप से और उद्योग में कम बार उपयोग किए जाते हैं।

विरूपण दबाव मापने के उपकरण

वे विभिन्न प्रकार के लोचदार तत्वों के लोचदार विकृतियों की ताकतों के साथ संवेदनशील तत्व पर नियंत्रित माध्यम के दबाव या वैक्यूम द्वारा बनाए गए बल को संतुलित करने पर आधारित होते हैं। रैखिक या कोणीय विस्थापन के रूप में यह विकृति एक रिकॉर्डिंग डिवाइस (संकेत या रिकॉर्डिंग) को प्रेषित की जाती है या रिमोट ट्रांसमिशन के लिए विद्युत (वायवीय) सिग्नल में परिवर्तित हो जाती है।

संवेदनशील तत्वों के रूप में, सिंगल-टर्न ट्यूबलर स्प्रिंग्स, मल्टी-टर्न ट्यूबलर स्प्रिंग्स, लोचदार झिल्ली, धौंकनी और स्प्रिंग-बेलो का उपयोग किया जाता है।

झिल्लियों के निर्माण के लिए, धौंकनी और ट्यूबलर स्प्रिंग्स, कांस्य, पीतल, क्रोमियम-निकल मिश्र धातुओं का उपयोग किया जाता है, जो पर्याप्त रूप से उच्च लोच, विरोधी जंग, तापमान परिवर्तन पर मापदंडों की कम निर्भरता की विशेषता है।

झिल्ली उपकरणतटस्थ गैसीय मीडिया के कम दबाव (40 kPa तक) को मापने के लिए उपयोग किया जाता है।

धौंकनी डिवाइस 40 kPa तक, 400 kPa तक (दबाव गेज के रूप में), 100 kPa तक (वैक्यूम गेज के रूप में), -100 की सीमा में गैर-आक्रामक गैसों के अतिरिक्त और वैक्यूम दबाव को मापने के लिए डिज़ाइन किया गया ... + 300 kPa (संयुक्त दबाव और वैक्यूम गेज के रूप में)।

ट्यूबलर स्प्रिंग डिवाइससबसे आम मैनोमीटर, वैक्यूम गेज और संयुक्त दबाव और वैक्यूम गेज में से हैं।

एक ट्यूबलर स्प्रिंग एक पतली दीवार वाली, एक वृत्त के चाप में मुड़ी हुई, एक सीलबंद एक सिरे वाली ट्यूब (एकल या बहु-मोड़) होती है, जो तांबे की मिश्र धातु या स्टेनलेस स्टील से बनी होती है। जब ट्यूब के अंदर दबाव बढ़ता या घटता है, तो स्प्रिंग एक निश्चित कोण पर खुलती या मुड़ती है।

माना प्रकार के दबाव गेज 60 ... 160 kPa की ऊपरी माप सीमा के लिए निर्मित होते हैं। वैक्यूम गेज का उत्पादन 0…100kPa के पैमाने के साथ किया जाता है। दबाव वैक्यूम गेज की माप सीमाएँ होती हैं: -100 kPa से + (60 kPa ... 2.4 MPa)। काम के दबाव के लिए सटीकता वर्ग 0.6 ... 4, अनुकरणीय के लिए - 0.16; 0.25; 0.4.

डेडवेट परीक्षकयांत्रिक नियंत्रण और मध्यम और उच्च दबाव के अनुकरणीय दबाव गेज के सत्यापन के लिए उपकरणों के रूप में उपयोग किया जाता है। उनमें दबाव पिस्टन पर रखे कैलिब्रेटेड वजन से निर्धारित होता है। मिट्टी के तेल, ट्रांसफार्मर या अरंडी के तेल का उपयोग कार्यशील द्रव के रूप में किया जाता है। डेडवेट प्रेशर गेज की सटीकता वर्ग 0.05 और 0.02% है।

विद्युत दबाव गेज और वैक्यूम गेज

इस समूह में उपकरणों का संचालन दबाव में उनके विद्युत मापदंडों को बदलने के लिए कुछ सामग्रियों की संपत्ति पर आधारित है।

पीजोइलेक्ट्रिक प्रेशर गेज 8·10 3 GPa तक संवेदनशील तत्व पर अनुमेय भार के साथ तंत्र में उच्च आवृत्ति वाले स्पंदनात्मक दबाव को मापने के लिए उपयोग किया जाता है। पीजोइलेक्ट्रिक मैनोमीटर में संवेदनशील तत्व, जो यांत्रिक तनाव को विद्युत प्रवाह दोलनों में परिवर्तित करता है, बेलनाकार या आयताकार प्लेट होते हैं जो क्वार्ट्ज, बेरियम टाइटेनेट या पीजेडटी सिरेमिक (लीड जिरकोनेट-टाइटोनेट) से बने कुछ मिलीमीटर मोटे होते हैं।

स्ट्रेन गेजेसछोटे समग्र आयाम, सरल उपकरण, उच्च सटीकता और संचालन में विश्वसनीयता है। रीडिंग की ऊपरी सीमा 0.1 ... 40 एमपीए, सटीकता वर्ग 0.6 है; 1 और 1.5। उनका उपयोग कठिन उत्पादन स्थितियों में किया जाता है।

स्ट्रेन गेज में एक संवेदनशील तत्व के रूप में, स्ट्रेन गेज का उपयोग किया जाता है, जिसके संचालन का सिद्धांत विरूपण की कार्रवाई के तहत प्रतिरोध में परिवर्तन पर आधारित होता है।

गेज में दबाव एक असंतुलित ब्रिज सर्किट द्वारा मापा जाता है।

नीलम प्लेट और तनाव गेज के साथ झिल्ली के विरूपण के परिणामस्वरूप, पुल का एक असंतुलन वोल्टेज के रूप में होता है, जिसे एम्पलीफायर द्वारा मापा दबाव के आनुपातिक आउटपुट सिग्नल में परिवर्तित किया जाता है।

विभेदक दबाव नापने का यंत्र

तरल पदार्थ और गैसों के दबाव के अंतर (अंतर) को मापने के लिए लागू होते हैं। उनका उपयोग गैसों और तरल पदार्थों के प्रवाह, तरल स्तर को मापने के साथ-साथ छोटे अतिरिक्त और वैक्यूम दबावों को मापने के लिए किया जा सकता है।

डायाफ्राम अंतर दबाव गेजगैर-सियार प्राथमिक मापने वाले उपकरण गैर-आक्रामक मीडिया के दबाव को मापने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं, मापा मान को एकीकृत एनालॉग डीसी सिग्नल 0 ... 5 एमए में परिवर्तित करते हैं।

1.6 ... 630 kPa के दबाव की बूंदों को सीमित करने के लिए DM प्रकार के विभेदक दबाव गेज का उत्पादन किया जाता है।

धौंकनी अंतर दबाव नापने का यंत्र 1…4 kPa के दबाव की बूंदों को सीमित करने के लिए उत्पादित किए जाते हैं, वे 25 kPa के अधिकतम स्वीकार्य ऑपरेटिंग ओवरप्रेशर के लिए डिज़ाइन किए गए हैं।

इलेक्ट्रोकॉन्टैक्ट प्रेशर गेज का उपकरण, इसके सत्यापन के तरीके

इलेक्ट्रोकॉन्टैक्ट प्रेशर गेज डिवाइस

चित्रा - विद्युत संपर्क दबाव गेज के योजनाबद्ध आरेख: ए- शॉर्ट सर्किट के लिए एकल संपर्क; बी- एकल संपर्क उद्घाटन; सी - दो संपर्क खुला खुला; जी- शॉर्ट सर्किट-शॉर्ट सर्किट के लिए दो-संपर्क; डी- दो-संपर्क उद्घाटन-समापन; इ- समापन-उद्घाटन के लिए दो-संपर्क; 1 - सूचक तीर; 2 और 3 - विद्युत आधार संपर्क; 4 और 5 - क्रमशः बंद और खुले संपर्कों के क्षेत्र; 6 और 7 - प्रभाव की वस्तुएं

इलेक्ट्रोकॉन्टैक्ट प्रेशर गेज के संचालन का एक विशिष्ट आरेख चित्र में दिखाया जा सकता है ( ए). दबाव में वृद्धि और एक निश्चित मूल्य तक पहुंचने के साथ, सूचकांक तीर 1 विद्युत संपर्क के साथ क्षेत्र में प्रवेश करता है 4 और आधार संपर्क के साथ बंद हो जाता है 2 डिवाइस का विद्युत सर्किट। सर्किट को बंद करना, बदले में, प्रभाव की वस्तु के चालू होने की ओर जाता है 6.

उद्घाटन सर्किट में (चित्र। . बी) दबाव की अनुपस्थिति में, सूचकांक तीर के विद्युत संपर्क 1 और आधार संपर्क 2 बन्द है। वोल्टेज के तहत यूमें डिवाइस का विद्युत सर्किट और प्रभाव की वस्तु है। जब दबाव बढ़ता है और सूचक बंद संपर्कों के क्षेत्र से गुजरता है, तो डिवाइस का विद्युत सर्किट टूट जाता है और तदनुसार, प्रभाव की वस्तु को निर्देशित विद्युत संकेत बाधित होता है।

सबसे अधिक बार उत्पादन स्थितियों में, दो-संपर्क विद्युत सर्किट के साथ दबाव गेज का उपयोग किया जाता है: एक का उपयोग ध्वनि या प्रकाश संकेत के लिए किया जाता है, और दूसरे का उपयोग विभिन्न प्रकार के नियंत्रण प्रणालियों के कामकाज को व्यवस्थित करने के लिए किया जाता है। इस प्रकार, उद्घाटन-समापन सर्किट (चित्र। डी) एक चैनल को एक विद्युत सर्किट खोलने की अनुमति देता है जब एक निश्चित दबाव पहुंच जाता है और वस्तु पर प्रभाव का संकेत प्राप्त करता है 7 , और दूसरे के अनुसार - आधार संपर्क का उपयोग करना 3 खुला दूसरा विद्युत परिपथ बंद करें।

क्लोजिंग-ओपनिंग सर्किट (चित्र। . इ) अनुमति देता है, बढ़ते दबाव के साथ, एक सर्किट को बंद करने के लिए, और दूसरा - खोलने के लिए।

समापन-समापन के लिए दो-संपर्क सर्किट (चित्र। जी) और उद्घाटन-उद्घाटन (चित्र। में) प्रदान करते हैं, जब दबाव बढ़ जाता है और समान या अलग-अलग मूल्यों तक पहुंच जाता है, दोनों विद्युत सर्किटों को बंद करना या, तदनुसार, उनका उद्घाटन।

दबाव नापने का यंत्र का इलेक्ट्रोकॉन्टैक्ट हिस्सा या तो अभिन्न हो सकता है, सीधे मीटर तंत्र के साथ संयुक्त हो सकता है, या डिवाइस के सामने लगे इलेक्ट्रोकॉन्टैक्ट समूह के रूप में जुड़ा हो सकता है। निर्माता पारंपरिक रूप से ऐसे डिज़ाइनों का उपयोग करते हैं जिनमें इलेक्ट्रोकॉन्टैक्ट समूह की छड़ें ट्यूब की धुरी पर लगाई जाती हैं। कुछ उपकरणों में, एक नियम के रूप में, एक इलेक्ट्रोकॉन्टैक्ट समूह स्थापित होता है, जो दबाव गेज के सूचकांक तीर के माध्यम से संवेदनशील तत्व से जुड़ा होता है। कुछ निर्माताओं ने माइक्रोस्विच के साथ इलेक्ट्रोकॉन्टैक्ट प्रेशर गेज में महारत हासिल की है, जो मीटर के ट्रांसमिशन तंत्र पर स्थापित होते हैं।

इलेक्ट्रोकॉन्टैक्ट प्रेशर गेज यांत्रिक संपर्कों, चुंबकीय प्रीलोड के साथ संपर्क, आगमनात्मक जोड़ी, माइक्रोस्विच के साथ निर्मित होते हैं।

यांत्रिक संपर्कों के साथ विद्युत संपर्क समूह संरचनात्मक रूप से सबसे सरल है। ढांकता हुआ आधार पर एक आधार संपर्क तय किया गया है, जो एक अतिरिक्त तीर है जिस पर एक विद्युत संपर्क तय होता है और एक विद्युत सर्किट से जुड़ा होता है। एक अन्य विद्युत परिपथ कनेक्टर एक संपर्क से जुड़ा है जो एक सूचकांक तीर के साथ चलता है। इस प्रकार, दबाव में वृद्धि के साथ, सूचकांक तीर चल संपर्क को तब तक विस्थापित करता है जब तक कि यह अतिरिक्त तीर पर तय किए गए दूसरे संपर्क से जुड़ा न हो। पंखुड़ियों या रैक के रूप में बने यांत्रिक संपर्क, सिल्वर-निकल (Ar80Ni20), सिल्वर-पैलेडियम (Ag70Pd30), गोल्ड-सिल्वर (Au80Ag20), प्लैटिनम-इरिडियम (Pt75Ir25) मिश्र धातु आदि से बने होते हैं।

यांत्रिक संपर्कों वाले उपकरण 250 वी तक के वोल्टेज के लिए डिज़ाइन किए गए हैं और अधिकतम 10 डब्ल्यू डीसी या 20 वी × ए एसी तक की अधिकतम ब्रेकिंग पावर का सामना कर सकते हैं। संपर्कों की छोटी ब्रेकिंग क्षमता पर्याप्त रूप से उच्च प्रतिक्रिया सटीकता (पूर्ण पैमाने के मूल्य का 0.5% तक) प्रदान करती है।

चुंबकीय प्रीलोड वाले संपर्कों द्वारा एक मजबूत विद्युत कनेक्शन प्रदान किया जाता है। यांत्रिक से उनका अंतर यह है कि संपर्कों के पीछे (गोंद या शिकंजा के साथ) छोटे चुंबक तय किए जाते हैं, जो यांत्रिक कनेक्शन की ताकत को बढ़ाता है। चुंबकीय प्रीलोड के साथ संपर्कों की अधिकतम ब्रेकिंग पावर 30 डब्ल्यू डीसी या 50 वी × ए एसी तक और 380 वी तक वोल्टेज है। संपर्क प्रणाली में चुंबक की उपस्थिति के कारण, सटीकता वर्ग 2.5 से अधिक नहीं होता है।

ईसीजी सत्यापन के तरीके

इलेक्ट्रोकॉन्टैक्ट प्रेशर गेज, साथ ही प्रेशर सेंसर, को समय-समय पर सत्यापित किया जाना चाहिए।

क्षेत्र और प्रयोगशाला स्थितियों में विद्युत संपर्क दबाव गेज को तीन तरीकों से जांचा जा सकता है:

शून्य बिंदु सत्यापन: जब दबाव हटा दिया जाता है, तो सूचक "0" चिह्न पर वापस आ जाना चाहिए, सूचक की कमी आधे से अधिक साधन त्रुटि सहनशीलता नहीं होनी चाहिए;

कार्य बिंदु का सत्यापन: एक नियंत्रण दबाव नापने का यंत्र परीक्षण के तहत डिवाइस से जुड़ा होता है और दोनों उपकरणों की रीडिंग की तुलना की जाती है;

सत्यापन (अंशांकन): इस प्रकार के उपकरण के लिए सत्यापन (अंशांकन) की प्रक्रिया के अनुसार उपकरण का सत्यापन।

सिग्नल संपर्कों के संचालन की सटीकता के लिए इलेक्ट्रोकॉन्टैक्ट प्रेशर गेज और प्रेशर स्विच की जांच की जाती है, ऑपरेशन की त्रुटि पासपोर्ट एक से अधिक नहीं होनी चाहिए।

सत्यापन प्रक्रिया

दबाव उपकरण का रखरखाव करें:

मुहरों के अंकन और सुरक्षा की जाँच करें;

कवर के बन्धन की उपस्थिति और ताकत;

कोई टूटा हुआ जमीन का तार नहीं;

मामले पर डेंट और दृश्य क्षति, धूल और गंदगी की अनुपस्थिति;

सेंसर माउंटिंग की ताकत (साइट पर काम);

केबल इन्सुलेशन की अखंडता (साइट पर काम);

पानी के उपकरण में केबल बन्धन की विश्वसनीयता (ऑपरेशन के स्थान पर काम);

फास्टनरों को कसने की जाँच करें (साइट पर काम);

संपर्क उपकरणों के लिए, आवास के खिलाफ इन्सुलेशन प्रतिरोध की जांच करें।

संपर्क दबाव उपकरणों के लिए एक सर्किट इकट्ठा करें।

धीरे-धीरे इनलेट पर दबाव बढ़ाते हुए, आगे और पीछे (दबाव में कमी) स्ट्रोक के दौरान अनुकरणीय उपकरण की रीडिंग लें। माप सीमा के 5 समान दूरी वाले बिंदुओं पर रिपोर्ट की जानी चाहिए।

सेटिंग्स के अनुसार संपर्क संचालन की सटीकता की जांच करें।

दबाव- भौतिक मात्रा जो शरीर की सतह पर सामान्य रूप से कार्य करने वाली शक्तियों की तीव्रता को दर्शाती है और इस सतह के इकाई क्षेत्र से संबंधित है।

निम्न प्रकार के दबाव हैं:

• बैरोमेट्रिक (वायुमंडलीय)
• सामान्य
• शुद्ध
• गेज (गेज)
• एक्यूमेट्रिक (निर्वहन)

दबाव मापने के लिए विभिन्न इकाइयों का उपयोग किया जाता है: पास्कल (पीए), बार, तकनीकी वातावरण या साधारण वातावरण, पारा का मिलीमीटर या पानी का स्तंभ, जो निम्नलिखित अनुपात में हैं:

1 पा \u003d 10 ^ -5 बार \u003d 1.02 * 10 ^ -5 किग्रा / सेमी 2 \u003d 7.5024 * 10 ^ -2 मिमी एचजी। कला।

बैरोमीटर का दबाववायु परत के द्रव्यमान पर निर्भर करता है। उच्चतम बैरोमीटर का दबाव समुद्र तल पर दर्ज किया गया था और इसकी मात्रा 809 मिमी एचजी थी। कला।, और सबसे कम - 684 मिमी एचजी। कला। बैरोमीटर का दबाव पारा स्तंभ की मिमी में ऊंचाई, 0 डिग्री सेल्सियस तक कम करके व्यक्त किया जाता है।

सामान्य दबाव- यह समुद्र तल पर वर्ष के लिए वायुदाब का औसत मान है, जो पारा बैरोमीटर द्वारा 273 K के पारा तापमान पर निर्धारित किया जाता है। यह लगभग 101.3 kPa (750 mmHg) है। यानी सामान्य दबाव को बैरोमीटर का दबाव कहा जाता है, जो एक भौतिक वातावरण के बराबर होता है और बैरोमेट्रिक दबाव का एक विशेष मामला होता है।

काफी दबावबंद मात्रा में गैसों और तरल पदार्थों का दबाव कहा जाता है। यह पर्यावरण की स्थिति पर निर्भर नहीं करता है।

गेज दबावनिरपेक्ष दबाव और बैरोमीटर के दबाव के बीच का अंतर है यदि पूर्व बाद वाले से अधिक है।

एक मैनोमीटर एक उपकरण है जो एक बंद बर्तन में दबाव को मापता है, इस पोत के बाहर होने के कारण, यह पर्यावरण की ओर से और बर्तन की तरफ से दबाव का अनुभव करता है। इसलिए, बर्तन में गैस का कुल या निरपेक्ष दबाव गेज दबाव और बैरोमीटर के दबाव के योग के बराबर होता है।

निर्वात दबावबैरोमेट्रिक दबाव और निरपेक्ष दबाव के बीच का अंतर है यदि बाद वाला पूर्व से कम है।

दबाव का संख्यात्मक मान न केवल इकाइयों की अपनाई गई प्रणाली द्वारा निर्धारित किया जाता है, बल्कि चुने हुए संदर्भ बिंदु द्वारा भी निर्धारित किया जाता है। ऐतिहासिक रूप से, तीन दबाव संदर्भ प्रणालियाँ रही हैं: निरपेक्ष, गेज और वैक्यूम (चित्र। 2.2)।

चावल। 2.2. दबाव तराजू। निरपेक्ष दबाव, गेज दबाव और वैक्यूम के बीच संबंध

निरपेक्ष दबाव को निरपेक्ष शून्य से मापा जाता है (चित्र 2.2)। इस प्रणाली में, वायुमंडलीय दबाव . इसलिए, निरपेक्ष दबाव है

.

निरपेक्ष दबाव हमेशा सकारात्मक होता है।

उच्च्दाबाववायुमंडलीय दबाव से मापा जाता है, अर्थात। सशर्त शून्य से। निरपेक्ष से अधिक दबाव पर स्विच करने के लिए, वायुमंडलीय दबाव को निरपेक्ष दबाव से घटाना आवश्यक है, जिसे अनुमानित गणना में 1 के बराबर लिया जा सकता है। पर:

.

कभी-कभी अधिक दबाव को गेज दबाव कहा जाता है।

वैक्यूम दबाव या वैक्यूमवायुमंडलीय दबाव की कमी कहा जाता है

.

अतिरिक्त दबाव या तो वायुमंडलीय दबाव से अधिक या वायुमंडलीय दबाव में कमी का संकेत देता है। यह स्पष्ट है कि निर्वात को एक नकारात्मक दबाव के रूप में दर्शाया जा सकता है

.

जैसा कि आप देख सकते हैं, ये तीन दबाव पैमाने एक दूसरे से शुरुआत में या पढ़ने की दिशा में भिन्न होते हैं, हालांकि रीडिंग को एक ही इकाइयों की प्रणाली में किया जा सकता है। यदि तकनीकी वातावरण में दबाव निर्धारित किया जाता है, तो दबाव इकाई का पदनाम ( पर) एक और अक्षर सौंपा गया है, जो इस बात पर निर्भर करता है कि किस दबाव को "शून्य" के रूप में लिया गया है और किस दिशा में सकारात्मक गणना की जाती है।

उदाहरण के लिए:

- निरपेक्ष दबाव 1.5 किग्रा/सेमी 2 के बराबर है;

- अधिक दबाव 0.5 किग्रा/सेमी 2 के बराबर है;

- निर्वात 0.1 किग्रा/सेमी 2 है।

सबसे अधिक बार, एक इंजीनियर पूर्ण दबाव में नहीं, बल्कि वायुमंडलीय दबाव से इसके अंतर में रुचि रखता है, क्योंकि संरचनाओं की दीवारें (टैंक, पाइपलाइन, आदि) आमतौर पर इन दबावों में अंतर के प्रभाव का अनुभव करती हैं। इसलिए, ज्यादातर मामलों में, दबाव मापने के उपकरण (दबाव गेज, वैक्यूम गेज) सीधे अतिरिक्त (गेज) दबाव या वैक्यूम दिखाते हैं।

दबाव की इकाइयाँ।दबाव की परिभाषा के अनुसार, इसका आयाम तनाव के आयाम के साथ मेल खाता है, अर्थात। क्षेत्र के आयाम से विभाजित बल का आयाम है।

इंटरनेशनल सिस्टम ऑफ यूनिट्स (एसआई) में दबाव की इकाई पास्कल है, जो कि एक सामान्य सतह क्षेत्र पर समान रूप से वितरित बल के कारण दबाव है, यानी। . दबाव की इस इकाई के साथ, बढ़े हुए इकाइयों का उपयोग किया जाता है: किलोपास्कल (केपीए) और मेगापास्कल (एमपीए)।

निरपेक्ष शून्य से मापे गए दबाव को निरपेक्ष दबाव कहा जाता है और इसे निरूपित किया जाता है पीपेट निरपेक्ष शून्य दबाव का अर्थ है कंप्रेसिव स्ट्रेस का पूर्ण अभाव।

खुले जहाजों या जलाशयों में, सतह पर दबाव वायुमंडलीय के बराबर होता है पीएटीएम निरपेक्ष दबाव के बीच अंतर पीपेट और वायुमंडलीय पीएटीएम को अतिरिक्त दबाव कहा जाता है

पीझोपड़ी = पीपेट - पीएटीएम

जब द्रव के आयतन में स्थित किसी बिन्दु पर वायुमण्डलीय दाब से अधिक दाब होता है, अर्थात अतिरिक्त दाब धनात्मक होता है और इसे कहते हैं मैनोमेट्रिक.

यदि किसी बिंदु पर दबाव वायुमंडलीय से नीचे है, अर्थात, अतिरिक्त दबाव नकारात्मक है। इस मामले में इसे कहा जाता है विरल करनाया वैक्यूम गेजदबाव। विरलन या निर्वात का मान वायुमंडलीय दबाव की कमी के रूप में लिया जाता है:

पीनिराला =पीएटीएम - पीपेट;

पीआईएसबी = - पीखाली

अधिकतम वैक्यूम संभव है यदि निरपेक्ष दबाव संतृप्त वाष्प दबाव के बराबर हो जाता है, अर्थात। पीपेट = पीएन.पी. फिर

पीवैक मैक्स =पीएटीएम - पीएन.पी.

अगर संतृप्ति वाष्प दबाव की उपेक्षा की जा सकती है, तो हमारे पास है

पीवैक मैक्स =पीएटीएम

एसआई में दबाव की इकाई पास्कल (1 पा = 1 एन / एम 2) है, तकनीकी प्रणाली में - तकनीकी वातावरण (1 पर = 1 किग्रा / सेमी 2 = 98.1 केपीए)। तकनीकी समस्याओं को हल करते समय, वायुमंडलीय दबाव को 1 = 98.1 kPa पर माना जाता है।

गेज (अतिरिक्त) और वैक्यूम (वैक्यूम) दबाव को अक्सर शीर्ष पर खुली कांच की नलियों का उपयोग करके मापा जाता है - दबाव माप स्थल से जुड़े पीज़ोमीटर (चित्र 2.5)।

पीजोमीटर ट्यूब में तरल की ऊंचाई की इकाइयों में दबाव को मापता है। पाईज़ोमीटर ट्यूब को टैंक से गहराई पर कनेक्ट होने दें एचएक । पीजोमीटर ट्यूब में तरल वृद्धि की ऊंचाई कनेक्शन बिंदु पर तरल दबाव से निर्धारित होती है। जलाशय में गहराई पर दबाव एच 1 को हाइड्रोस्टैटिक्स के मूल नियम (2.5) के रूप में निर्धारित किया जाता है

,

पीजोमीटर के कनेक्शन के बिंदु पर पूर्ण दबाव कहां है;

द्रव की मुक्त सतह पर परम दाब है।

पीजोमीटर ट्यूब में दबाव (शीर्ष पर खुला) गहराई पर एचबराबरी

.

टैंक के किनारे और पाईज़ोमेट्रिक ट्यूब में कनेक्शन बिंदु पर दबाव की समानता की स्थिति से, हम प्राप्त करते हैं

.

(2.6)

यदि द्रव की मुक्त सतह पर निरपेक्ष दबाव वायुमंडलीय से अधिक है ( पी 0 > पीएटीएम) (चित्र 2.5। ए), तो अतिरिक्त दबाव मैनोमेट्रिक होगा, और पीजोमीटर ट्यूब में तरल की ऊंचाई होगी एच > एचएक । इस मामले में, पीजोमीटर ट्यूब में तरल वृद्धि की ऊंचाई को कहा जाता है मैनोमेट्रिकया पीजोमेट्रिक ऊंचाई.

इस मामले में गेज दबाव के रूप में परिभाषित किया गया है

यदि टैंक में मुक्त सतह पर पूर्ण दबाव वायुमंडलीय से कम है (चित्र 2.5। बी), फिर, सूत्र (2.6) के अनुसार, पीजोमीटर ट्यूब में तरल की ऊंचाई एचगहराई कम होगी एचएक । टैंक में तरल की मुक्त सतह के सापेक्ष पीजोमीटर में तरल स्तर जिस मात्रा से गिरता है उसे कहा जाता है वैक्यूम ऊंचाई एचवाक (चित्र। 2.5। बी).

एक और दिलचस्प अनुभव पर विचार करें। दो ऊर्ध्वाधर कांच की नलियां एक ही गहराई पर एक बंद जलाशय में तरल से जुड़ी होती हैं: शीर्ष पर खुली (पीजोमीटर) और शीर्ष पर सील (चित्र। 2.6)। हम मान लेंगे कि सीलबंद ट्यूब में एक पूर्ण वैक्यूम बनाया गया है, यानी सीलबंद ट्यूब में तरल सतह पर दबाव शून्य के बराबर है। (सख्ती से बोलते हुए, एक सील ट्यूब में तरल की मुक्त सतह के ऊपर का दबाव संतृप्त वाष्प के दबाव के बराबर होता है, लेकिन सामान्य तापमान पर इसके छोटे होने के कारण, इस दबाव की उपेक्षा की जा सकती है)।

सूत्र (2.6) के अनुसार, सीलबंद ट्यूब में तरल गहराई पर निरपेक्ष दबाव के अनुरूप ऊंचाई तक बढ़ जाएगा एच 1:

.

और पीजोमीटर में तरल, जैसा कि पहले दिखाया गया है, गहराई पर अतिरिक्त दबाव के अनुरूप ऊंचाई तक बढ़ जाएगा एच 1 .

आइए हम जलस्थैतिक (2.4) के मूल समीकरण पर लौटते हैं। मूल्य एचके बराबर

बुलाया पीजोमेट्रिक दबाव.

सूत्रों (2.7), (2.8) के अनुसार, सिर को मीटर में मापा जाता है।

हाइड्रोस्टैटिक्स (2.4) के मूल समीकरण के अनुसार, मनमाने ढंग से चुने गए तुलना विमान के सापेक्ष आराम से द्रव में हाइड्रोस्टैटिक और पीज़ोमेट्रिक हेड दोनों स्थिर होते हैं। विरामावस्था में द्रव के आयतन के सभी बिंदुओं के लिए, हाइड्रोस्टेटिक हेड समान होता है। पीजोमेट्रिक हेड के बारे में भी यही कहा जा सकता है।

इसका मतलब यह है कि यदि पीज़ोमीटर अलग-अलग ऊंचाई पर एक तरल के साथ एक टैंक से जुड़ा हुआ है, तो सभी पीज़ोमीटर में तरल स्तर एक ही ऊंचाई पर एक क्षैतिज विमान में सेट किया जाएगा, जिसे पीज़ोमेट्रिक विमान कहा जाता है।

स्तर की सतह

कई व्यावहारिक समस्याओं में, समतल सतह के प्रकार और समीकरण को निर्धारित करना महत्वपूर्ण है।

समतल सतहया समान दबाव सतहद्रव में ऐसी सतह कहलाती है, जिसके सभी बिंदुओं पर दबाव समान होता है, अर्थात ऐसी सतह पर डीपी = 0.

चूंकि दबाव निर्देशांक का एक निश्चित कार्य है, अर्थात। पी = एफ (एक्स, वाई, जेड), तो समान दबाव की सतह का समीकरण होगा:

स्थिरांक देना सीअलग-अलग मान, हमें अलग-अलग स्तर की सतहें मिलेंगी। समीकरण (2.9) समतल सतहों के परिवार के लिए एक समीकरण है।

मुक्त सतहएक ड्रॉपिंग तरल और एक गैस के बीच का इंटरफ़ेस है, विशेष रूप से, हवा के साथ। आमतौर पर, कोई केवल असंपीड्य (गिरने वाले) तरल पदार्थों के लिए एक मुक्त सतह की बात करता है। यह स्पष्ट है कि मुक्त सतह भी समान दबाव की सतह है, जिसका मान गैस में दबाव (इंटरफ़ेस पर) के बराबर है।

स्तर की सतह के अनुरूप, अवधारणा पेश की जाती है समान क्षमता की सतहेंया समविभव सतहसभी बिंदुओं पर एक सतह है जिसका बल कार्य समान मान रखता है। यानी ऐसी सतह पर

यू =स्थिरांक

तब समविभव सतहों के परिवार के समीकरण का रूप होगा

यू(एक्स, वाई, जेड)=सी,

स्थिरांक कहाँ है सीविभिन्न सतहों के लिए अलग-अलग मान लेता है।

यूलर समीकरण (समीकरण (2.3)) के अभिन्न रूप से यह इस प्रकार है कि

इस संबंध से, हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि समान दबाव वाले पृष्ठ और समान विभव वाले पृष्ठ संपाती होते हैं, क्योंकि at डीपी = 0i डीयू = 0.

समान दाब और समान विभव की सतहों का सबसे महत्वपूर्ण गुण इस प्रकार है: किसी भी बिंदु पर स्थित एक तरल कण पर कार्य करने वाला शरीर बल सामान्य के साथ इस बिंदु से गुजरने वाली समतल सतह की ओर निर्देशित होता है।

आइए इस संपत्ति को साबित करें।

एक द्रव कण को ​​एक समविभव सतह के साथ निर्देशांक वाले एक बिंदु से निर्देशांक वाले एक बिंदु पर जाने दें। इस विस्थापन पर शरीर बलों का कार्य बराबर होगा

लेकिन, चूंकि तरल कण समविभव पृष्ठ के अनुदिश गति करता है, डीयू = 0. इसका अर्थ है कि कण पर कार्य करने वाले शरीर बलों का कार्य शून्य के बराबर होता है। बल शून्य के बराबर नहीं होते हैं, विस्थापन शून्य के बराबर नहीं होता है, तो कार्य शून्य के बराबर हो सकता है यदि बल विस्थापन के लंबवत हों। अर्थात्, शरीर बल समतल सतह पर सामान्य होते हैं।

आइए हम इस तथ्य पर ध्यान दें कि मामले के लिए लिखे गए हाइड्रोस्टैटिक्स के मुख्य समीकरण में जब केवल एक प्रकार का शरीर बल तरल पर कार्य करता है - गुरुत्वाकर्षण (समीकरण देखें (2.5))

,

आकार पी 0 जरूरी नहीं कि तरल सतह पर दबाव हो। यह किसी भी बिंदु पर दबाव हो सकता है जहां हम इसे जानते हैं। फिर एचउस बिंदु के बीच गहराई का अंतर है (ऊर्ध्वाधर दिशा में नीचे की ओर) जहां दबाव ज्ञात है और वह बिंदु जहां हम इसे निर्धारित करना चाहते हैं। इस प्रकार, इस समीकरण का उपयोग करके, आप दबाव मान निर्धारित कर सकते हैं पीकिसी ज्ञात बिंदु पर ज्ञात दबाव के माध्यम से किसी भी बिंदु पर - पी 0 .

ध्यान दें कि मान इस पर निर्भर नहीं करता है पी 0. फिर समीकरण (2.5) से निष्कर्ष निकलता है: दबाव कितना बदलेगा पी 0 , द्रव के आयतन के किसी भी बिंदु पर दबाव उसी तरह बदल जाएगा पी. चूँकि हम जिन बिन्दुओं को ठीक करते हैं पीऔर पी 0 को मनमाने ढंग से चुना जाता है, जिसका अर्थ है कि तरल के किसी भी बिंदु पर आराम से बनाया गया दबाव द्रव के कब्जे वाले आयतन के सभी बिंदुओं पर उसके मूल्य को बदले बिना प्रेषित किया जाता है।

जैसा कि आप जानते हैं, यह पास्कल का नियम है।

समीकरण (2.5) का उपयोग किसी तरल पदार्थ की समतल सतहों के आकार को निर्धारित करने के लिए किया जा सकता है। इसके लिए आपको डालना होगा पी= स्थिरांक समीकरण से यह निष्कर्ष निकलता है कि यह तभी किया जा सकता है जब एच= स्थिरांक इसका मतलब यह है कि जब केवल गुरुत्वाकर्षण बल किसी तरल पर वॉल्यूमेट्रिक बलों से कार्य करते हैं, तो समतल सतह क्षैतिज तल होती हैं।

विरामावस्था में द्रव का मुक्त पृष्ठ भी वही क्षैतिज तल होगा।

तकनीकी अनुप्रयोगों में, दबाव को आमतौर पर कहा जाता है काफी दबाव. इसके अलावा, दर्ज करें बुलायाअतिरिक्त दबाव और निर्वात, जिसकी परिभाषा वायुमंडलीय दबाव के संबंध में की जाती है।

यदि दबाव वायुमंडलीय () से अधिक है, तो वायुमंडलीय के ऊपर अतिरिक्त दबाव कहा जाता है अनावश्यकदबाव:

;

यदि दाब वायुमंडलीय से कम हो, तो वायुमंडलीय दाब की कमी कहलाती है खालीपन(या खालीपनदबाव):

.

जाहिर है, ये दोनों मात्राएँ सकारात्मक हैं। उदाहरण के लिए, यदि वे कहते हैं: अतिरिक्त दबाव 2 . है एटीएम।, इसका मतलब है कि निरपेक्ष दबाव है। यदि वे कहते हैं कि बर्तन में निर्वात 0.3 . है एटीएम।, तो इसका मतलब है कि बर्तन में पूर्ण दबाव बराबर है, आदि।

तरल पदार्थ। हीड्रास्टाटिक्स

तरल पदार्थ के भौतिक गुण

ड्रॉपिंग तरल पदार्थ कई भौतिक और रासायनिक गुणों वाली जटिल प्रणालियाँ हैं। तेल और पेट्रोकेमिकल उद्योग, पानी के अलावा, कच्चे तेल, हल्के तेल उत्पादों (गैसोलीन, मिट्टी के तेल, डीजल और हीटिंग तेल, आदि), विभिन्न तेलों के साथ-साथ अन्य तरल पदार्थ जैसे तरल पदार्थ से संबंधित है जो तेल शोधन के उत्पाद हैं। . आइए, सबसे पहले, तरल के उन गुणों पर ध्यान दें जो तेल और तेल उत्पादों के परिवहन और भंडारण की हाइड्रोलिक समस्याओं का अध्ययन करने के लिए महत्वपूर्ण हैं।

तरल पदार्थ का घनत्व। संपीड्यता गुण

और थर्मल विस्तार

कुछ मानक शर्तों के तहत प्रत्येक तरल (उदाहरण के लिए, वायुमंडलीय दबाव और 20 0 सी का तापमान) में नाममात्र घनत्व होता है। उदाहरण के लिए, ताजे पानी का नाममात्र घनत्व 1000 . है किग्रा / मी 3, पारा का घनत्व 13590 . है किग्रा / मी 3, कच्चे तेल 840-890 किग्रा / मी 3, गैसोलीन 730-750 किग्रा / मी 3, डीजल ईंधन 840-860 किग्रा / मी 3. इसी समय, वायु घनत्व है किग्रा / मी 3 और प्राकृतिक गैस किग्रा / मी 3 .

हालांकि, जैसे-जैसे दबाव और तापमान बदलता है, तरल का घनत्व बदलता है: एक नियम के रूप में, जब दबाव बढ़ता है या तापमान घटता है, तो यह बढ़ता है, और जब दबाव कम होता है या तापमान बढ़ता है, तो यह घट जाता है।

लोचदार तरल पदार्थ

तरल पदार्थ छोड़ने के घनत्व में परिवर्तन आमतौर पर नाममात्र मूल्य () की तुलना में छोटा होता है, इसलिए, कुछ मामलों में, मॉडल का उपयोग उनकी संपीड़ितता के गुणों का वर्णन करने के लिए किया जाता है। लोचदारतरल पदार्थ। इस मॉडल में, तरल का घनत्व सूत्र के अनुसार दबाव पर निर्भर करता है

जिसमें गुणांक कहा जाता है संपीड्यता कारक; नाममात्र दबाव पर तरल का घनत्व। यह सूत्र दर्शाता है कि ऊपर के दबाव से तरल के घनत्व में वृद्धि होती है, विपरीत स्थिति में - कमी के लिए।

यह भी उपयोग किया लोच का मापांक K(देहात) के बराबर है। इस स्थिति में, सूत्र (2.1) को इस प्रकार लिखा जाता है

. (2.2)

पानी के लिए लोच के मापांक का औसत मान देहात, तेल और तेल उत्पाद देहात. इससे यह निष्कर्ष निकलता है कि विचलन नाममात्र घनत्व से तरल घनत्व अत्यंत छोटा है। उदाहरण के लिए, यदि एमपीए(एटीएम।), फिर एक तरल के लिए किलोग्राम/एम 3 विचलन 2.8 . होगा किलोग्राम/एम 3 .

थर्मल विस्तार के साथ तरल पदार्थ

तथ्य यह है कि विभिन्न मीडिया गर्म होने पर फैलते हैं और ठंडा होने पर सिकुड़ते हैं, द्रव मॉडल में वॉल्यूमेट्रिक विस्तार के साथ ध्यान में रखा जाता है। इस मॉडल में, घनत्व तापमान का एक कार्य है, इसलिए:

जिसमें () वॉल्यूमेट्रिक विस्तार का गुणांक है, और तरल का नाममात्र घनत्व और तापमान है। पानी, तेल और तेल उत्पादों के लिए गुणांक के मान तालिका 2.1 में दिए गए हैं।

यह सूत्र (2.3) से अनुसरण करता है, विशेष रूप से, गर्म होने पर, अर्थात। ऐसे मामलों में जहां तरल फैलता है; और ऐसे मामलों में जहां तरल संकुचित होता है।

तालिका 2.1

वॉल्यूम विस्तार गुणांक

उदाहरण 1. 20 0 C पर गैसोलीन का घनत्व 745 kg/m . है 3 . 10 0 C के तापमान पर उसी गैसोलीन का घनत्व कितना होता है?

फेसला।सूत्र (2.3) और तालिका 1 का उपयोग करते हुए, हमारे पास है:

किग्रा / मी 3 , वे। यह घनत्व 8.3 . बढ़ गया किग्रा / मी 3.

एक द्रव मॉडल का भी उपयोग किया जाता है जो दबाव और थर्मल विस्तार दोनों को ध्यान में रखता है। इस मॉडल में, और राज्य का निम्नलिखित समीकरण मान्य है:

. (2.4)

उदाहरण 2. 20 0 सी और वायुमंडलीय दबाव पर गैसोलीन का घनत्व(एमपीए)745 किग्रा / मी . के बराबर 3 . 10 0 C के तापमान और 6.5 MPa के दबाव पर उसी गैसोलीन का घनत्व क्या है?

फेसला।सूत्र (2.4) और तालिका 2.1 का उपयोग करते हुए, हमारे पास है:

किलोग्राम/एम 3, अर्थात् यह घनत्व 12 . बढ़ गया किलोग्राम/एम 3 .

असंपीड्य तरल

उन मामलों में जहां तरल कणों के घनत्व में परिवर्तन की उपेक्षा की जा सकती है, तथाकथित . का एक मॉडल अपरिमेयतरल पदार्थ। इस तरह के एक काल्पनिक तरल पदार्थ के प्रत्येक कण का घनत्व गति के पूरे समय (दूसरे शब्दों में, कुल व्युत्पन्न) के दौरान स्थिर रहता है, हालांकि यह विभिन्न कणों के लिए भिन्न हो सकता है (जैसे, उदाहरण के लिए, पानी-तेल इमल्शन में)। यदि असंपीड्य द्रव सजातीय है, तो

हम इस बात पर जोर देते हैं कि एक असंपीड्य द्रव केवल होता है आदर्श, जिसका उपयोग उन मामलों में किया जा सकता है जहां तरल के घनत्व में परिवर्तन स्वयं घनत्व के मूल्य से बहुत कम होता है, ताकि .

द्रव चिपचिपापन

यदि द्रव की परतें एक-दूसरे के सापेक्ष गति करती हैं, तो उनके बीच घर्षण बल उत्पन्न होते हैं। इन बलों को बल कहा जाता है चिपचिपाघर्षण, और परतों की सापेक्ष गति के प्रतिरोध का गुण - श्यानतातरल पदार्थ।

मान लीजिए, उदाहरण के लिए, तरल परतें चलती हैं जैसा कि अंजीर में दिखाया गया है। 2.1.

चावल। 2.1.चिपचिपा घर्षण की परिभाषा पर

यहां प्रवाह में वेगों का वितरण है, और साइट के लिए सामान्य की दिशा है। ऊपरी परतें निचले वाले की तुलना में तेजी से चलती हैं, इसलिए, पहले की तरफ से, एक घर्षण बल कार्य करता है, दूसरे को प्रवाह के साथ आगे की ओर खींचता है , और निचली परतों की ओर से, एक घर्षण बल कार्य करता है, जो ऊपरी परतों की गति को रोकता है। मान है एक्स- एक प्लेटफॉर्म द्वारा अलग किए गए द्रव परतों के बीच घर्षण बल का घटक एक सामान्य आपप्रति इकाई क्षेत्र की गणना।

यदि हम व्युत्पन्न को विचार में पेश करते हैं, तो यह कतरनी दर की विशेषता होगी, अर्थात। तरल परतों के वेग में अंतर, उनके बीच प्रति इकाई दूरी की गणना की जाती है। यह पता चला है कि कई तरल पदार्थों के लिए कानून जिसके अनुसार वैध है परतों के बीच अपरूपण प्रतिबल इन परतों के वेगों में अंतर के समानुपाती होता है, उनके बीच प्रति इकाई दूरी की गणना की जाती है:

इस कानून का अर्थ स्पष्ट है: द्रव की परतों का आपेक्षिक वेग (कतरनी दर) जितना अधिक होगा, परतों के बीच घर्षण बल उतना ही अधिक होगा।

वह द्रव जिसके लिए नियम (2.5) मान्य है, कहलाता है न्यूटोनियन चिपचिपा द्रव. कई गिरते द्रव इस नियम को पूरा करते हैं, हालांकि, इसमें शामिल आनुपातिकता का गुणांक अलग-अलग तरल पदार्थों के लिए भिन्न होता है। ऐसे तरल पदार्थ को न्यूटनियन कहा जाता है, लेकिन विभिन्न चिपचिपाहट के साथ।

कानून (2.5) में शामिल आनुपातिकता के गुणांक को कहा जाता है गतिशील चिपचिपाहट का गुणांक।

इस गुणांक का आयाम है

.

एसआई प्रणाली में, इसे मापा और व्यक्त किया जाता है संतुलन(पज़ू) इस इकाई को के सम्मान में पेश किया गया था जीन लुई मैरी पोइस्यूइल, (1799-1869) - एक उत्कृष्ट फ्रांसीसी चिकित्सक और भौतिक विज्ञानी जिन्होंने एक पाइप में द्रव (विशेष रूप से, रक्त) की गति का अध्ययन करने के लिए बहुत कुछ किया।

Poise को इस प्रकार परिभाषित किया गया है: 1 पज़ू= 0.1। मान का अंदाजा लगाने के लिए 1 पज़ू, हम ध्यान दें कि पानी की गतिशील चिपचिपाहट का गुणांक 1 Pz से सौ गुना कम है, अर्थात। 0.01 पज़ू= 0.001 = 1 सेंटी पॉइज़। गैसोलीन की चिपचिपाहट 0.4-0.5 Pz है, डीजल ईंधन 4 - 8 पज़ू, तेल - 5-30 पज़ूऔर अधिक।

एक तरल के चिपचिपा गुणों का वर्णन करने के लिए, एक अन्य गुणांक भी महत्वपूर्ण है, जो तरल के घनत्व के लिए गतिशील चिपचिपाहट गुणांक का अनुपात है, अर्थात्। इस गुणांक को निरूपित किया जाता है और कहा जाता है गतिज चिपचिपाहट का गुणांक.

गतिज श्यानता गुणांक का आयाम इस प्रकार है:

= .

SI प्रणाली में, इसे मापा जाता है एम 2 / एसऔर स्टोक्स द्वारा व्यक्त किया गया है ( जॉर्ज गेब्रियल स्टोक्स(1819-1903) - एक उत्कृष्ट अंग्रेजी गणितज्ञ, भौतिक विज्ञानी और हाइड्रोमैकेनिक:

1 अनुसूचित जनजाति= 10 -4 एम 2 / एस।

पानी के लिए गतिज चिपचिपाहट की इस परिभाषा के साथ, हमारे पास है:

दूसरे शब्दों में, गतिशील और गतिज चिपचिपाहट के लिए माप की इकाइयों को चुना जाता है ताकि पानी के लिए दोनों 0.01 इकाइयों के बराबर हों: 1 सीपीएसपहले मामले में और 1 सीएसटी- क्षण में।

संदर्भ के लिए, हम इंगित करते हैं कि गैसोलीन की गतिज चिपचिपाहट लगभग 0.6 . है सीएसटी;डीजल ईंधन - सीएसटी;कम चिपचिपापन तेल - सीएसटीआदि।

चिपचिपापन बनाम तापमान. कई तरल पदार्थों की चिपचिपाहट - पानी, तेल और लगभग सभी पेट्रोलियम उत्पाद - तापमान पर निर्भर करते हैं। जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, चिपचिपाहट कम होती जाती है, तापमान कम होने पर यह बढ़ता है। चिपचिपाहट की निर्भरता की गणना करने के लिए, उदाहरण के लिए, तापमान पर गतिज, विभिन्न सूत्रों का उपयोग किया जाता है, जिसमें शामिल हैं ओ. रेनॉल्ड्स सूत्र - पी.ए. फिलोनोव

फेसला।सूत्र (2.7) के अनुसार हम गुणांक की गणना करते हैं: . सूत्र (2.6) के अनुसार हम वांछित चिपचिपाहट पाते हैं: सीएसटी

आदर्श द्रव

यदि द्रव की परतों के बीच घर्षण बल सामान्य (संपीड़ित) बलों की तुलना में बहुत कम है, तो आदर्शतथाकथित आदर्श द्रव. इस मॉडल में, यह माना जाता है कि एक प्लेटफॉर्म द्वारा अलग किए गए कणों के बीच घर्षण के स्पर्शरेखा बल भी तरल के प्रवाह के दौरान अनुपस्थित होते हैं, न केवल आराम पर (धारा 1.9 में तरल की परिभाषा देखें)। तरल पदार्थ का ऐसा योजनाबद्धकरण उन मामलों में बहुत उपयोगी साबित होता है जहां अंतःक्रियात्मक बलों (घर्षण बलों) के स्पर्शरेखा घटक उनके सामान्य घटकों (दबाव बलों) से बहुत छोटे होते हैं। अन्य मामलों में, जब घर्षण बल दबाव बलों के बराबर होते हैं या उनसे भी अधिक होते हैं, तो एक आदर्श द्रव का मॉडल अनुपयुक्त हो जाता है।

चूंकि एक आदर्श द्रव में केवल सामान्य तनाव मौजूद होते हैं, इसलिए किसी भी क्षेत्र पर एक सामान्य के साथ तनाव वेक्टर इस क्षेत्र के लंबवत होता है . मद 1.9 की रचना को दोहराते हुए, हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि एक आदर्श द्रव में सभी सामान्य प्रतिबल परिमाण में समान और ऋणात्मक होते हैं ( ) इसलिए, एक आदर्श द्रव में दबाव नामक एक पैरामीटर होता है:, और तनाव मैट्रिक्स का रूप होता है:

. (2.8)