16. Понятие об абсолютном и избыточном (пьезометрическом и вакуумметрическом) давлениях

Полное или абсолютное гидростатическое давление в любой точке покоящейся жидкости определяется по основному уравнению гидростатики: p = p0 + ρgh или p = p0 + γh (1) , где p - абсолютное (полное) гидростатическое давление; p0 - абсолютное давление на свободной поверхности жидкости; γ - удельный (объемный) вес жидкости; ρ - плотность жидкости; g - ускорение свободного падения; h - глубина погружения точки под уровень жидкости.

Исходя из формулы (1), можно сказать, что расчет абсолютного гидростатического давления сводится к определению абсолютного давления на поверхности жидкости p0 в соответствующих единицах измерения (удельный вес γ или плотность ρ , а также глубина погружения точки h задаются исходными данными).

Абсолютное давление - это давление, отсчитанное от абсолютного нуля (полного вакуума), подобно тому, как отсчитывается температура по шкале Кельвина. В технике промышленных измерений давления отсчет ведут от относительного нуля - атмосферного давления. Давление, выше атмосферного измеряют манометрами, а называют избыточным или манометрическим. Давление, ниже атмосферного (вакуум), измеряют вакуумметрами. На рис. 1 можно проследить пределы изменения и взаимосвязь абсолютного давления pабс , избыточного pизб и вакуума pвак

Абсолютное давление при наличии вакуума (формула 2) называют также остаточным давлением. В открытых сосудах абсолютное давление на поверхности жидкости равно атмосферному давлению.

Применяемые в гидротехнической практике единицы измерения давления и их взаимосвязь следующие: 1 кгс/см2 = 1 ат (техническая атмосфера) = 10000 кгс/м2 = 98100 Н/м2 ≈ 0,1 МПа = 1бар

Давление может быть выражено высотой столба жидкости над рассматриваемой точкой. Высота столба жидкости определяется по зависимости:

Из формулы следует, что одно и то же давление в зависимости от рода жидкости может быть создано столбом различной высоты. Так, техническая атмосфера (1 ат) соответствует 10 м. вод. ст. (при удельном весе воды γ = 1000 кгс/м3) = 735,5 мм. рт.ст. (при удельном весе ртути 13600 кгс/м3).

Абсолютным называется давление, определённое с учетом атмосферного давления. Избыточное давление - это давление сверх атмосферного, определенное без учета атмосферного. ;                  (2.3)

Абсолютное давление не может быть отрицательным, так как жидкость не воспринимает растягивающих напряжений . Избыточное давление может быть и больше и меньше нуля . Для удобства, отрицательное избыточное давление, взятое со знаком плюс, называют вакуумметрическим давлением

Очень часто избыточное давление называют манометрическим, так как оно измеряется с помощью манометров, или пьезометрическим, так как оно измеряется с помощью пьезометров.

Пьезометрическая высота или пьезометрическое давление Это расстояние от точки, в которой мы измеряем давление до пьезометрической плоскости. Фактически мы заменяем давление на поверхности эквивалентным столбом жидкости. Из основного закона гидростатики следует, что уровень жидкости в пьезометре будет выше свободной поверхности жидкости в аппарате на величину: h0 = P0 / g

Пьезометрическая плоскость- плоскость, проходящая через поверхность жидкости в трубке