Вопрос 19
Пьезо́метр (от греч. piézo — сжимаю и метрео — измеряю) — прибор, который используется для производственного и лабораторного измерения гидростатического или гидродинамического давления ньютоновских жидкостей и деформации твёрдых тел.
Пьезометры, используемые для давления в жидкостях, представляют собой обычно трубку малого диаметра (обычно около нескольких миллиметров), которая одним концом соединяется с сосудом, в котором измеряется давление. В лабораторной практике пьезометр обычно стеклянный полностью или в месте наблюдения за уровнем жидкости.
Пьезометр для измерения гидростатического давления.
Манометр (от греческого слова manos — редкий, неплотный, разрежённый) — прибор, измеряющий давление жидкости или газа.
Принцип работы
Принцип действия манометра основан на уравновешивании измеряемого давления силой упругой деформации трубчатой пружины или более чувствительной двухпластинчатой мембраны, один конец которой запаян в держатель, а другой через тягу связан с трибко-секторным механизмом, преобразующим линейное перемещение упругого чувствительного элемента в круговое движение показывающей стрелки.
Вопрос 20
Рис
2.3. Условие равновесия для открытого
сосуда
Рассмотрим
условия равновесия для открытого сосуда,
заполненного жидкостью, к которому в
точке А присоединена открытая сверху
трубка (рис. 2.3). Под действием весового
или избыточного давления 
,
жидкость поднимается в трубке на
высоту 
.
Указанная трубка называется пьезометром,
а высота 
–
пьезометрической высотой.
Представим основное уравнение гидростатики относительно плоскости, проходящей через точку А. Давление в точке А со стороны сосуда определяется как:
(2.16)
со стороны пьезометра:
(2.17)
тогда:
(2.18)
или
(2.19)
то есть пьезометрическая высота показывает величину избыточного давления в точке, где присоединен пьезометр в линейных единицах размерности.
Вопрос 21
Основно́й зако́н гидроста́тики (закон Паскаля) формулируется так:
Давление, оказываемое на жидкость(или газ) в каком-либо одном месте на ее границе, например, поршнем, передается без изменения во все точки жидкости(или газа).
Закон назван в честь французского учёного Блеза Паскаля.
На основе закона Паскаля работают различные гидравлические устройства: тормозные системы, прессы и др.
Закон Паскаля неприменим в случае движущейся жидкости (газа), а также в случае, когда жидкость (газ) находится в гравитационном поле; так, известно, что атмосферное и гидростатическое давление уменьшается с высотой.
21. В чём состоит закон Паскаля?
Давление, производимое на покоющуюся жидкость или газ, передаётся по всем точкам объёма и по всем направлениям одинаково.
22. Что такое поверхность уровня? Каковы её свойства? Каким уравнением описывается поверхность уровня?
Поверхность уровня – поверхность равного давления(любая горизонтальная плоскость в однородной покоящейся жидкости).
Свойства: 1. Две различные поверхности уровня не пересекаются между собой.
2. Внешние массовые(объёмные силы) направлены по нормали к поверхности уровня.
Xdx+Ydy+Zdz = 0 дифференциальное уравнения поверхности уровня.
23. Что такое центр давления?
Это точка тела, в которой пересекаются линия равнодействующих сил давления на тело и плоскоcть, проведённая в теле.
24. Сформулируйте закон Архимеда.
На тело, погруженное в жидкость или газ, действует сила, равная весу вытесненной этим телом жидкости или газа.
25.Что такое живое сечение потока? Средняя скорость? Расход жидкости?
Живое сечение потока – площадь поперечного сечения потока, перпендикулярная к направлению течения.
Средняя скорость – скорость, с которой должны были бы течь частицы, чтобы при равномерном течении расход был бы таким же, что и истинный.
Расход жидкости – количество жидкости, протекающеё через живое сечение потока в единицу времени.
25. Что такое пьезометрическая высота?
Это расстояние от точки, в которой измеряется давление, до плоскости, проходящей через поверхность жидкости в трубе.
26. Какова связь между средней скоростью потока и площадью его живого сечения?
Vср
=
;
омега – площадь живого сечения.
27. Установившееся движение отличается от неустановившегося тем, что в установившемся режиме основные характеристики движения жидкости – скорость движения и гидродинамическое давление не изменяются со временем, т.е.зависят только от координат точки; в неустановившемся соответственно наоборот и эти характеристики движения постоянно изменяются, т.е. зависят не только от координат точки, но и от времени(установившееся: движение жидкости в реке при неизменных глубинах; неустановившееся: движение жидкости в канале или реке при переменном уровне или опорожнении резервуара). Установившееся движение в свою очередь подразделяется на равномерное и неравномерное. Равномерным называется такое установившееся движение, при котором живые сечения вдоль потока не изменяются: в этом случае ; средние скорости по длине потока также не изменяются, т.е. . Примером равномерного движения является: движение жидкости в цилиндрической трубе, в канале постоянного сечения при одинаковых глубинах. Установившееся движение называется неравномерным, когда распределение скоростей в различных поперечных сечениях неодинаково; при этом средняя скорость и площадь поперечного сечения потока могут быть и достоянными вдоль потока. Примером неравномерного движения может быть движение жидкости в конической трубе или в речном русле переменной ширины. Напорным называется движение жидкости, при котором поток полностью заключен в твердые стенки и не имеет свободной поверхности. Напорное движение происходит вследствие разности давлений и под действием силы тяжести. Примером напорного движения является движение жидкости в замкнутых трубопроводах (например, в водопроводных трубах). Безнапорным называется движение жидкости, при котором поток имеет свободную поверхность. Примером безнапорного движения может быть: движение жидкости в реках, каналах, канализационных и дренажных трубах. Безнапорное движение происходит под действием силы тяжести и за счет начальной скорости. Обычно на поверхности безнапорного потока давление атмосферное.