Общее понятие о кавитации. Примеры использования уравнения Бернулли в технике.

Лекция 7. Приборы для определения пьезометрического и скоростного напора

Вопросы для самопроверки

1. Какие параметры связывает уравнение Бернулли? 2. Что называют полным напором? 3. Почему при движении потока реальной жидкости возникают потери напора? 4. Каким образом учитываются потери напора в уравнении Бернулли? 5. Каков геометрический смысл членов уравнения Бернулли? 6. Каков физический смысл членов уравнения Бернулли? 7. Какой закон природы подтверждает уравнение Бернулли? 8. Что такое пьезометрический и гидравлический уклон? 9. Для каких условий приемлимо уравнение Бернулли?

Основное содержание лекции

Основные виды приборов. Для измерения гидростатического давления имеется ряд приборов. Приборы, измеряющие избыточное давление свыше атмосферного, называются пьезометрами и манометрами, а приборы, измеряющие давление меньше атмосферного, - вакуумметрами.

Пьезометры бывают только жидкостные. Манометры и вакуумметры бывают и жидкостные и металлические.

Пьезометры. Пьезометром называется такой прибор, который измеряет гидростатическое давление в жидкости непосредственно высотой столба этой же жидкости.

Пьезометр, как уже указывалось, представляет собой прямую или изогнутую стеклянную трубку с внутренним диаметром 10 - 15 мм, открытую с обоих концов.

Пьезометр (пьезометрической высотой) измеряет манометрическое, а при внешнем давлении на поверхности жидкости - избыточное гидростатическое давление в точке, в которой установлен нижний конец прибора.

Пьезометры применяются для измерения небольших давлений - десятых и сотых долей атмосферы, так как для измерения манометрического давления воды, равного 1 ат, необходимо иметь пьезометрическую трубку высотой 10,3 м, что технически трудно осуществить. Поэтому для измерения более значительных давлений применяют жидкостные манометры.

Ртутный манометр представляет собой стеклянную трубку U-образной формы, открытую с обоих концов. Колено трубки заполняется ртутью, и она одним концом присоединяется к тому сосуду, в котором необходимо определить манометрическое давление.

Металлические манометры. Для измерения высоких давлений обычно пользуются металлическими манометрами, называемыми в практике просто манометрами. Металлические манометры отличаются портативностью и простотой установки, а поэтому являются основными приборами для измерения давлений 6ольше атмосферного.

Для измерения величины вакуума применяются жидкостные и металлические вакуумметры.

Жидкостные вакуумметры представляют собой изогнутую трубку, заполненную водой или ртутью. По своему устройству и действию жидкостные вакуумметры похожи на жидкостные манометры с той лишь разницей, что жидкость в трубке вакуумметра перемещается в сторону разреженного пространства.

При пользовании приборами для определения гидростатического давления не надо забывать, что пьезометры и манометры показывают избыток давления сверх атмосферного, а вакуумметры показывают недостаток давления до атмосферного.

При испарении жидкости в закрытом пространстве через некоторое время пары насытят его, т. е. число испаряющихся и число конденсирующихся молекул выравнивается, и количество молекул жидкости в пространстве будет максимальным. При этом в окружающем пространстве устанавливается давление, называемое давлением насыщенного пара жидкости. Чем выше температура, тем 6ольше давление насыщенного пара. При нагревании жидкости давление насыщенного пара увеличивается и, когда оно начинает превышать внешнее давление, жидкость начинает кипеть - пары образуются во всем ее объеме. C увеличением давления температура кипения возрастает, а с уменьшением - понижается. Понятие давления насыщенного пара связано с вредным явлением - кавитацией.