Într-un fluid care curge, există presiune staticași presiune dinamică. Cauza presiunii statice, ca și în cazul unui fluid staționar, este comprimarea fluidului. Presiunea statică se manifestă prin presiunea pe peretele conductei prin care curge lichidul.

Presiunea dinamică este determinată de debitul fluidului. Pentru a detecta această presiune, este necesar să încetiniți lichidul și apoi este, la fel de bine. presiunea statică se va manifesta sub formă de presiune.

Suma presiunilor statice și dinamice se numește presiune totală.

Într-un fluid în repaus, presiunea dinamică este zero; prin urmare, presiunea statică este egală cu presiunea totală și poate fi măsurată cu orice manometru.

Măsurarea presiunii într-un fluid în mișcare este plină de o serie de dificultăți. Faptul este că un manometru scufundat într-un lichid în mișcare modifică viteza lichidului în locul în care se află. În acest caz, desigur, se modifică și valoarea presiunii măsurate. Pentru ca un manometru scufundat într-un lichid să nu modifice deloc viteza lichidului, acesta trebuie să se miște cu lichidul. Cu toate acestea, este extrem de incomod să măsurați presiunea din interiorul unui lichid în acest fel. Această dificultate este ocolită dând tubului conectat la manometru o formă aerodinamică, în care aproape că nu modifică viteza fluidului. În practică, tuburile cu ecartament îngust sunt utilizate pentru a măsura presiunile în interiorul unui lichid sau gaz în mișcare.

Presiunea statică este măsurată cu ajutorul unui tub manometru, al cărui plan al găurii este paralel cu liniile de curgere. Dacă lichidul din conductă este sub presiune, atunci în tubul manometric lichidul se ridică la o anumită înălțime corespunzătoare presiunii statice într-un punct dat al conductei.

Presiunea totală se măsoară cu un tub al cărui plan de găuri este perpendicular pe liniile de curent. Un astfel de dispozitiv se numește tub Pitot. Odată ajuns în orificiul tubului Pitot, lichidul se oprește. Înălțimea coloanei de lichid ( h plin) în tubul manometru va corespunde presiunii totale a lichidului într-un loc dat din conductă.

În cele ce urmează, ne va interesa doar presiunea statică, la care ne vom referi pur și simplu drept presiunea din interiorul unui lichid sau gaz în mișcare.

Dacă măsurăm presiunea statică într-un fluid în mișcare în diferite părți ale unei țevi cu secțiune transversală variabilă, se va dovedi că în partea îngustă a țevii este mai mică decât în ​​partea sa largă.

Dar debitele fluidului sunt invers proporționale cu ariile secțiunii transversale ale conductei; prin urmare, presiunea într-un fluid în mișcare depinde de viteza curgerii acestuia.

În locurile în care fluidul se mișcă mai repede (locuri înguste în țeavă), presiunea este mai mică decât acolo unde acest fluid se mișcă mai lent (locuri largi în țeavă).

Acest fapt poate fi explicat pe baza legilor generale ale mecanicii.

Să presupunem că lichidul trece din partea largă a tubului în cea îngustă. În acest caz, particulele de lichid își măresc viteza, adică se mișcă cu accelerații în direcția mișcării. Neglijând frecarea, pe baza celei de-a doua legi a lui Newton, se poate argumenta că rezultanta forțelor care acționează asupra fiecărei particule a fluidului este, de asemenea, direcționată în direcția mișcării fluidului. Dar această forță rezultantă este creată de forțele de presiune care acționează asupra fiecărei particule date din particulele de fluid din jur și este îndreptată înainte, în direcția mișcării fluidului. Aceasta înseamnă că mai multă presiune acționează asupra particulei din spate decât din față. În consecință, după cum arată și experiența, presiunea în partea largă a tubului este mai mare decât în ​​partea îngustă.

Dacă un lichid curge dintr-o porțiune îngustă către o parte largă a tubului, atunci, evident, în acest caz, particulele de lichid sunt decelerate. Rezultanta forțelor care acționează asupra fiecărei particule de lichid din particulele care o înconjoară este îndreptată în direcția opusă mișcării. Această rezultată este determinată de diferența de presiune în canalele înguste și late. În consecință, o particulă lichidă, care trece dintr-o parte îngustă într-o parte largă a tubului, se deplasează din locuri cu mai puțină presiune în locuri cu mai multă presiune.

Deci, în timpul mișcării staționare în locurile de îngustare a canalelor, presiunea fluidului este redusă, în locurile de expansiune este crescută.

Vitezele curgerii fluidului sunt de obicei reprezentate de densitatea liniilor de curgere. Prin urmare, în acele părți ale unui flux de fluid staționar în care presiunea este mai mică, liniile de curgere ar trebui să fie mai dense și, dimpotrivă, unde presiunea este mai mare, liniile de curgere ar trebui să fie mai puțin frecvente. Același lucru este valabil și pentru imaginea fluxului de gaz.

Sistemele de încălzire trebuie testate pentru rezistența la presiune

Din acest articol veți afla ce este presiunea statică și dinamică a unui sistem de încălzire, de ce este necesară și cum diferă. Se vor lua în considerare și motivele creșterii și scăderii sale și metodele de eliminare a acestora. În plus, vom vorbi despre modul în care presiunea sunt testate diferitele sisteme de încălzire și despre metodele pentru acest test.

Tipuri de presiune în sistemul de încălzire

Există două tipuri:

• statistic;
• dinamic.

Care este presiunea statică a unui sistem de încălzire? Acesta este ceea ce este creat sub influența gravitației. Apa sub propria greutate apasă pe pereții sistemului cu o forță proporțională cu înălțimea la care se ridică. De la 10 metri acest indicator este egal cu 1 atmosferă. În sistemele statistice, suflantele de flux nu sunt utilizate, iar lichidul de răcire circulă prin țevi și radiatoare prin gravitație. Acestea sunt sisteme deschise. Presiunea maximă într-un sistem de încălzire deschis este de aproximativ 1,5 atmosfere. În construcția modernă, astfel de metode practic nu sunt utilizate, chiar și atunci când se instalează contururi autonome ale caselor de țară. Acest lucru se datorează faptului că pentru o astfel de schemă de circulație este necesară utilizarea conductelor cu un diametru mare. Nu este estetic plăcut și scump.

Presiunea dinamică din sistemul de încălzire poate fi reglată

Presiunea dinamică într-un sistem de încălzire închis este creată de o creștere artificială a debitului lichidului de răcire folosind o pompă electrică. De exemplu, dacă vorbim de clădiri înalte, sau de autostrăzi mari. Deși, acum chiar și în casele particulare, pompele sunt folosite la instalarea încălzirii.

Important! Vorbim de excesul de presiune fără a ține cont de presiunea atmosferică.

Fiecare dintre sistemele de încălzire are propria sa rezistență admisă la tracțiune. Cu alte cuvinte, poate rezista la o încărcare diferită. Pentru a afla ce presiune de lucru este intr-un sistem de incalzire inchis, este necesar sa adaugam dinamica, pompata de pompe, la cea statica creata de o coloana de apa. Pentru ca sistemul să funcționeze corect, citirile manometrelor trebuie să fie stabile. Un manometru este un dispozitiv mecanic care măsoară forța cu care apa se mișcă într-un sistem de încălzire. Este format dintr-un arc, o săgeată și o cântar. Indicatoarele sunt instalate în locații cheie. Datorită acestora, puteți afla care este presiunea de lucru în sistemul de încălzire, precum și puteți identifica defecțiunile din conductă în timpul diagnosticării.

Scade presiune

Pentru a compensa căderile, echipamentele suplimentare sunt încorporate în circuit:

1. rezervor de expansiune;
2. supapă de eliberare de urgență a lichidului de răcire;
3. ieșiri de aer.

Test de aer - presiunea de testare a sistemului de încălzire este crescută la 1,5 bar, apoi coborâtă la 1 bar și lăsată timp de cinci minute. În acest caz, pierderile nu trebuie să depășească 0,1 bar.

Testarea cu apă - presiunea este crescută la cel puțin 2 bar. Poate mai mult. Depinde de presiunea de lucru. Presiunea maximă de funcționare a sistemului de încălzire trebuie înmulțită cu 1,5. Timp de cinci minute, pierderea nu trebuie să depășească 0,2 bar.

panou

Testare hidrostatică la rece - 15 minute la 10 bari de presiune, nu mai mult de 0,1 bari de pierdere. Testare la cald - ridicarea temperaturii în circuit la 60 de grade timp de șapte ore.

Testat cu apă, pompare 2,5 bar. În plus, sunt verificate încălzitoarele de apă (3-4 bar) și unitățile de pompare.

Rețea de încălzire

Presiunea admisă în sistemul de încălzire crește treptat la un nivel mai mare decât cel de lucru cu 1,25, dar nu mai puțin de 16 bar.

Pe baza rezultatelor testării se întocmește un act, care este un document care confirmă caracteristicile de performanță declarate în acesta. Acestea includ, în special, presiunea de lucru.

ecuația lui Bernoulli. Presiune statică și dinamică.

Ideal se numește incompresibil și nu are frecare internă sau vâscozitate; Un flux staționar sau constant este un flux în care vitezele particulelor de fluid în fiecare punct al fluxului nu se modifică în timp. Fluxul constant este caracterizat de linii de curgere - linii imaginare care coincid cu traiectoriile particulelor. O parte a fluxului de fluid, delimitată pe toate părțile de linii de curgere, formează un tub sau un jet de curent. Să evidențiem un tub de flux atât de îngust încât vitezele particulelor V în oricare dintre secțiunile sale S, perpendiculare pe axa tubului, pot fi considerate aceleași pe întreaga secțiune. Apoi, volumul de lichid care curge prin orice secțiune a tubului pe unitate de timp rămâne constant, deoarece mișcarea particulelor în lichid are loc numai de-a lungul axei tubului: . Acest raport se numește starea continuitatii jetului. Aceasta implică faptul că, pentru un fluid real cu un debit constant printr-o conductă cu secțiune transversală variabilă, cantitatea Q de fluid care curge pe unitatea de timp prin orice secțiune a conductei rămâne constantă (Q = const), iar vitezele medii ale curgerii în diferite secțiuni ale conductei sunt invers. proporțional cu suprafețele acestor secțiuni: etc.

Să evidențiem un tub de curent în fluxul unui fluid ideal și în el - un volum suficient de mic de fluid cu masă , care, în timpul curgerii fluidului, se mișcă din poziția DAR la pozitia B.

Datorită dimensiunii mici a volumului, putem presupune că toate particulele de lichid din acesta sunt în condiții egale: în poziție DAR au viteza de presiune si se afla la o inaltime h 1 fata de nivelul zero; gravidă LA- respectiv . Secțiunile transversale ale tubului de curent sunt S 1 și, respectiv, S 2.

Un fluid presurizat are energie potențială internă (energie de presiune), datorită căreia poate lucra. Această energie Wp măsurată prin produsul presiunii și volumului V lichide: . În acest caz, mișcarea masei fluidului are loc sub acțiunea diferenței de forțe de presiune în secțiuni Siși S2. Munca depusă în asta A r este egal cu diferența de energii potențiale de presiune în puncte . Această muncă este cheltuită pentru a depăși efectul gravitației şi asupra modificării energiei cinetice a masei

Lichide:

Prin urmare, A p \u003d A h + A D

Rearanjand termenii ecuației, obținem

Reguli A și B sunt alese în mod arbitrar, astfel încât se poate argumenta că în orice loc de-a lungul tubului de flux, condiția

împărțind această ecuație la , obținem

Unde - densitatea lichidului.

Asta e ecuația lui Bernoulli. Toți membrii ecuației, după cum puteți vedea cu ușurință, au dimensiunea presiunii și se numesc: statistic: hidrostatic: - dinamic. Atunci ecuația lui Bernoulli poate fi formulată după cum urmează:

într-un flux staționar al unui fluid ideal, presiunea totală egală cu suma presiunilor statice, hidrostatice și dinamice rămâne constantă în orice secțiune transversală a fluxului.

Pentru un tub de curent orizontal, presiunea hidrostatică rămâne constantă și poate fi raportată la partea dreaptă a ecuației, care apoi ia forma

presiunea statica determina energia potentiala a fluidului (energia de presiune), presiunea dinamica - cinetica.

Din această ecuație rezultă o derivație numită regula lui Bernoulli:

Presiunea statică a unui fluid neviscid atunci când curge printr-o țeavă orizontală crește acolo unde viteza acestuia scade și invers.

Vâscozitatea fluidului

Reologie este știința deformării și a fluidității materiei. Sub reologia sângelui (hemorologie) ne referim la studiul caracteristicilor biofizice ale sângelui ca lichid vâscos. Într-un lichid real, forțele de atracție reciprocă acționează între molecule, provocând frecare internă. Frecarea internă, de exemplu, provoacă o forță de rezistență atunci când un lichid este agitat, o încetinire a căderii corpurilor aruncate în el și, de asemenea, în anumite condiții, un flux laminar.

Newton a descoperit că forța F B de frecare internă între două straturi de fluid care se mișcă cu viteze diferite depinde de natura fluidului și este direct proporțională cu aria S a straturilor de contact și cu gradientul de viteză. dv/dzîntre ele F = Sdv/dz unde este coeficientul de proporționalitate, numit coeficient de vâscozitate sau pur și simplu viscozitate lichidă şi în funcţie de natura sa.

Forta FB acționează tangențial la suprafața straturilor fluide aflate în contact și este direcționat în așa fel încât să accelereze mișcarea stratului mai lent, încetinește mișcarea stratului mai rapid.

Gradientul de viteză în acest caz caracterizează viteza de schimbare a vitezei între straturile lichidului, adică în direcția perpendiculară pe direcția curgerii lichidului. Pentru valorile finale este egal cu .

Unitatea de coeficient de vâscozitate în , în sistemul CGS - , această unitate este numită echilibru(P). Raportul dintre ele: .

În practică, vâscozitatea unui lichid este caracterizată de vâscozitatea relativă, care este înțeles ca raportul dintre coeficientul de vâscozitate al unui lichid dat și coeficientul de vâscozitate al apei la aceeași temperatură:

Pentru majoritatea lichidelor (apă, compuși organici cu greutate moleculară mică, soluții adevărate, metale topite și sărurile acestora), coeficientul de vâscozitate depinde doar de natura lichidului și de temperatură (cu creșterea temperaturii, coeficientul de vâscozitate scade). Astfel de lichide se numesc Newtonian.

Pentru unele lichide, predominant cu molecule mari (de exemplu, solutii polimerice) sau reprezentand sisteme dispersate (suspensii si emulsii), coeficientul de vascozitate depinde si de regimul de curgere - presiune si gradient de viteza. Odată cu creșterea lor, vâscozitatea lichidului scade din cauza încălcării structurii interne a fluxului de lichid. Astfel de lichide sunt numite structural vâscoase sau non-newtonian. Vâscozitatea lor este caracterizată de așa-numitele coeficientul condiționat de vâscozitate, care se referă la anumite condiții de curgere a fluidului (presiune, viteză).

Sângele este o suspensie de elemente formate într-o soluție proteică - plasmă. Plasma este practic un fluid newtonian. Deoarece 93% din elementele formate sunt eritrocite, atunci, într-o perspectivă simplificată, sângele este o suspensie de eritrocite în soluție salină. Prin urmare, strict vorbind, sângele trebuie clasificat ca un fluid non-newtonian. În plus, în timpul fluxului de sânge prin vase, se observă o concentrație de elemente formate în partea centrală a fluxului, unde vâscozitatea crește în mod corespunzător. Dar, deoarece vâscozitatea sângelui nu este atât de mare, aceste fenomene sunt neglijate și coeficientul său de vâscozitate este considerat a fi o valoare constantă.

Vâscozitatea relativă a sângelui este în mod normal 4,2-6. În condiții patologice, poate scădea la 2-3 (cu anemie) sau poate crește la 15-20 (cu policitemie), ceea ce afectează viteza de sedimentare a eritrocitelor (VSH). Modificarea vâscozității sângelui este unul dintre motivele modificării vitezei de sedimentare a eritrocitelor (VSH). Vâscozitatea sângelui are valoare diagnostică. Unele boli infecțioase cresc vâscozitatea, în timp ce altele, cum ar fi febra tifoidă și tuberculoza, o scad.

Vâscozitatea relativă a serului sanguin este în mod normal 1,64-1,69 iar în patologie 1,5-2,0. Ca și în cazul oricărui lichid, vâscozitatea sângelui crește odată cu scăderea temperaturii. Odată cu creșterea rigidității membranei eritrocitelor, de exemplu, cu ateroscleroza, crește și vâscozitatea sângelui, ceea ce duce la o creștere a încărcăturii asupra inimii. Vâscozitatea sângelui nu este aceeași în vasele largi și înguste, iar efectul diametrului vasului de sânge asupra vâscozității începe să afecteze atunci când lumenul este mai mic de 1 mm. În vasele mai subțiri de 0,5 mm, vâscozitatea scade direct proporțional cu scurtarea diametrului, deoarece în ele eritrocitele se aliniază de-a lungul axei într-un lanț ca un șarpe și sunt înconjurate de un strat de plasmă care izolează „șarpele”. din peretele vascular.

UNIVERSITATEA MEDICALĂ DE STAT DIN SEMEY

Ghid metodologic pe tema:

Studiul proprietăților reologice ale fluidelor biologice.

Metode pentru studiul circulației sanguine.

Reografie.

Alcătuit de: Lector

Kovaleva L.V.

Principalele întrebări ale subiectului:

1. ecuația lui Bernoulli. Presiune statică și dinamică.
2. Proprietățile reologice ale sângelui. Viscozitate.
3. formula lui Newton.
4. numărul Reynolds.
5. Fluid newtonian și non-newtonian
6. flux laminar.
7. curgere turbulentă.
8. Determinarea vâscozității sângelui folosind un viscozimetru medical.
9. legea lui Poiseuille.
10. Determinarea vitezei fluxului sanguin.
11. rezistența totală a țesuturilor corpului. Bazele fizice ale reografiei. Reoencefalografie
12. Bazele fizice ale balistocardiografiei.

ecuația lui Bernoulli. Presiune statică și dinamică.

Ideal se numește incompresibil și nu are frecare internă sau vâscozitate; Un flux staționar sau constant este un flux în care vitezele particulelor de fluid în fiecare punct al fluxului nu se modifică în timp. Fluxul constant este caracterizat de linii de curgere - linii imaginare care coincid cu traiectoriile particulelor. O parte a fluxului de fluid, delimitată pe toate părțile de linii de curgere, formează un tub sau un jet de curent. Să evidențiem un tub de flux atât de îngust încât vitezele particulelor V în oricare dintre secțiunile sale S, perpendiculare pe axa tubului, pot fi considerate aceleași pe întreaga secțiune. Apoi, volumul de lichid care curge prin orice secțiune a tubului pe unitate de timp rămâne constant, deoarece mișcarea particulelor în lichid are loc numai de-a lungul axei tubului: . Acest raport se numește starea continuitatii jetului. Aceasta implică faptul că, pentru un fluid real cu un debit constant printr-o conductă cu secțiune transversală variabilă, cantitatea Q de fluid care curge pe unitatea de timp prin orice secțiune a conductei rămâne constantă (Q = const), iar vitezele medii ale curgerii în diferite secțiuni ale conductei sunt invers. proporțional cu suprafețele acestor secțiuni: etc.

Să evidențiem un tub de curent în fluxul unui fluid ideal și în el - un volum suficient de mic de fluid cu masă , care, în timpul curgerii fluidului, se mișcă din poziția DAR la pozitia B.

Datorită dimensiunii mici a volumului, putem presupune că toate particulele de lichid din acesta sunt în condiții egale: în poziție DAR au viteza de presiune si se afla la o inaltime h 1 fata de nivelul zero; gravidă LA- respectiv . Secțiunile transversale ale tubului de curent sunt S 1 și, respectiv, S 2.

Un fluid presurizat are energie potențială internă (energie de presiune), datorită căreia poate lucra. Această energie Wp măsurată prin produsul presiunii și volumului V lichide: . În acest caz, mișcarea masei fluidului are loc sub acțiunea diferenței de forțe de presiune în secțiuni Siși S2. Munca depusă în asta A r este egal cu diferența de energii potențiale de presiune în puncte . Această muncă este cheltuită pentru a depăși efectul gravitației şi asupra modificării energiei cinetice a masei

Lichide:

Prin urmare, A p \u003d A h + A D

Rearanjand termenii ecuației, obținem

Reguli A și B sunt alese în mod arbitrar, astfel încât se poate argumenta că în orice loc de-a lungul tubului de flux, condiția

împărțind această ecuație la , obținem

Unde - densitatea lichidului.

Asta e ecuația lui Bernoulli. Toți membrii ecuației, după cum puteți vedea cu ușurință, au dimensiunea presiunii și se numesc: statistic: hidrostatic: - dinamic. Atunci ecuația lui Bernoulli poate fi formulată după cum urmează:

într-un flux staționar al unui fluid ideal, presiunea totală egală cu suma presiunilor statice, hidrostatice și dinamice rămâne constantă în orice secțiune transversală a fluxului.

Pentru un tub de curent orizontal, presiunea hidrostatică rămâne constantă și poate fi raportată la partea dreaptă a ecuației, care apoi ia forma

presiunea statica determina energia potentiala a fluidului (energia de presiune), presiunea dinamica - cinetica.

Din această ecuație rezultă o derivație numită regula lui Bernoulli:

Presiunea statică a unui fluid neviscid atunci când curge printr-o țeavă orizontală crește acolo unde viteza acestuia scade și invers.

Tipuri de presiune

Presiune statica

Presiune statica este presiunea unui fluid staționar. Presiune statică = nivelul deasupra punctului de măsurare corespunzător + presiunea inițială în vasul de expansiune.

presiune dinamică

presiune dinamică este presiunea fluidului în mișcare.

Presiunea de refulare a pompei

Presiunea de operare

Presiunea prezentă în sistem atunci când pompa este în funcțiune.

Presiunea de funcționare admisă

Valoarea maximă a presiunii de lucru admisă din condițiile de funcționare în siguranță a pompei și a sistemului.

Presiune- o mărime fizică care caracterizează intensitatea forțelor normale (perpendiculare pe suprafață) cu care un corp acționează pe suprafața altuia (de exemplu, fundația unei clădiri pe sol, lichid pe pereții unui vas, gaz în un cilindru de motor pe un piston etc.). Dacă forțele sunt distribuite uniform de-a lungul suprafeței, atunci presiunea R pe orice parte a suprafetei p = f/s, Unde S- zona acestei părți, F este suma forțelor aplicate perpendicular pe acesta. Cu o distribuție neuniformă a forțelor, această egalitate determină presiunea medie pe o zonă dată, iar în limită, când valoarea tinde S la zero, este presiunea într-un punct dat. În cazul unei distribuții uniforme a forțelor, presiunea în toate punctele suprafeței este aceeași, iar în cazul unei distribuții neuniforme, se modifică de la un punct la altul.

Pentru un mediu continuu, este introdus în mod similar conceptul de presiune în fiecare punct al mediului, care joacă un rol important în mecanica lichidelor și gazelor. Presiunea în orice punct al unui fluid în repaus este aceeași în toate direcțiile; acest lucru este valabil și pentru un lichid sau gaz în mișcare, dacă acestea pot fi considerate ideale (fără frecare). Într-un fluid vâscos, presiunea într-un punct dat este înțeleasă ca valoarea medie a presiunii în trei direcții reciproc perpendiculare.

Presiunea joacă un rol important în fenomene fizice, chimice, mecanice, biologice și alte fenomene.

Pierdere de presiune

Pierdere de presiune- reducerea presiunii între intrarea și ieșirea elementului structural. Astfel de elemente includ conducte și fitinguri. Pierderile apar din cauza turbulențelor și frecării. Fiecare conductă și supapă, în funcție de material și de gradul de rugozitate a suprafeței, se caracterizează prin propriul factor de pierdere. Pentru informații relevante, vă rugăm să contactați producătorii acestora.

Unități de presiune

Presiunea este o mărime fizică intensivă. Presiunea în sistemul SI este măsurată în pascali; De asemenea, sunt utilizate următoarele unități: