Поверхности равного давления. Равновесие несжимаемой жидкости под действием силы тяжести. Эпюры ГСД. Приборы для измерения давления

2.4 Поверхности равного давления

Давление в пределах поверхности не меняется, т.е.  - в пределах поверхности равного давления.

 - ДУ поверхности равного давления.

2.5 Равновесие несжимаемой жидкости под действием силы тяжести

Тогда объемная сила – сила тяжести, тогда м/с²

Пусть ось Z вертикальна и .

Подставим в ДУ поверхности равного давления.

Интегрируем:

 - семейство горизонтальных плоскостей.

Уравнение равновесия жидкости в поле силы тяжести.

Подставляем в ДУ:

Интегрируем:

Найдем произвольную постоянную интегрирования . Рассмотрим некий объем жидкости, находящийся в сосуде.

Выполняется в гидростатике и при равномерном движении жидкости.

 - полный напор.

Преобразуем и получим:

Принимая во внимание, что  - глубина погружения точки

,

где  - давление в рассматриваемой точке на глубине ;  - начальное давление (давление на поверхности);  - весовое давление столба жидкости.

Если , то формула приобретает вид .

Пусть при  избыточное давление равняется .

Откуда следует сравнивая формулы видим:

 при условии, что

Аналогичные рассуждения, когда давление меньше атмосферного и вакуума следует проделать самостоятельно.

2.6 Эпюры ГСД      

Эпюры ГСД – это графическое изображение закона распределения давления.

Обычно строим эпюры давления избыточного, т.к. атмосферное давление обычно уравновешивается. Эта эпюра является нагрузкой для сооружения.

Достаточно определить давление в крайних точках, соединить ординаты прямой линией и мы получаем закон распределения давления по поверхности.

2.7 Приборы для измерения давления         

Существует 2 класса приборов: жидкостные и механические.

Жидкостные – имеют хорошую точную, пригодны для измерения малых единиц давления, используются в основном в лабораториях.

Механические – годятся для изучения практически любых по величине давлений. Конструкции приборов разнообразны.

2.8 Сила ГСД на плоские и цилиндрические поверхности.

2.8.1 Практическое применение – расчет на прочности и устойчивость подпорных стенок, опалубки и резервуаров и т.д.

2.8.2 Сила ГСД на плоскую поверхность.

Определить силу абсолютного ГСД на плоскую поверхность в случае, когда на жидкость действует только ускорение силы тяжести. Фигура имеет произвольную форму.