Давление в жидкостях и газах

 

Жидкость практически не сжимаема. Давление р, которое воздействует на закрытую в сосуде жидкость, распространяется по всем направлениям равномерно (рис. «Давление жидкости»). Давление внутри жидкости везде одинаково.

Давление = силе/площадь давления:

p = F/A,

где:

F— в Н;

А — в м², см² или мм²;

р — в Па, барах, Н/м², Н/см², н/мм².

Единицами давления являются паскаль (Па) и бар:

1 Па = 1 Н/м²; 1 бар = 100 000 Па = 100 кПа = 0,1 МПа;

1 бар = 100 000 Н/м² = 10 Н/см² = 0,1 Н/мм².

 

Гидростатическое давление

 

Если заполнять жидкостью сосуд, имеющий ряд отверстий, расположенных друг над другом, то можно установить, что эта жидкость будет вытекать из верхнего отверстия слабой струей, а из нижнего — сильной струей (рис. «Величина гидростатического давления»). Это говорит о том, что в нижней части сосуда имеет место более высокое давление, чем в верхней части. Этот прирост давления возникает потому, что с увеличивающейся высотой h столба жидкости и действующей вниз силы тяжести этого столба жидкости гидростатическое давление жидкости растет.

Под гидростатическим давлением понимают давление, создаваемое весом жидкости.

В строительстве это гидростатическое давление необходимо учитывать там, где жидкости воздействуют на сооружение, например в плотинах и при укладке свежего бетона в опалубку.

 

Гидростатический пресс

 

В гидравлическом прессе с помощью малой силы F₁, которая действует на поршень в маленькой колбе с площадью давления A₁, получается большая сила F2 в большой колбе с площадью давления A₂ (рис. «Гидростатический пресс»). Отсюда следует, что

р = F₁/A₁ или р = F₂/А₂.

Передаточное отношение F₁/F₂ равно отношению площадей в колбах А₁/А₂, так как напряжения одинаковы.

 

 

Давление в газах

 

Газы — это тоже тела, и они имеют вес. 1 м³ воздуха весит примерно 1,29 кг. Молекулы газа отталкиваются друг от друга. Поэтому газы занимают в отведенном для них пространстве весь объем и создают давление на плоскостях, ограничивающих это пространство. Между молекулами газа много свободного пространства. Поэтому газы можно легко сжимать. При сжимании газа температура его повышается.

 

Давление воздуха

 

Земля окружена оболочкой из воздуха высотой около 500 км. Она называется атмосферой. С увеличением высоты она становится все тоньше. Масса воздуха, например на уровне моря, создает давление, зависящее от тяжести воздушного столба и при обычных атмосферных условиях составляющее 1 бар (атмосферное давление). Атмосферное давление тем меньше, чем выше местность над уровнем моря. Единицей давления воздуха является гектопаскаль (гПа). 1 бар = 1000 гПа.

 

Давление газов

 

В технике измеряется не давление относительно безвоздушного пространства, т.е. абсолютное давление p_а6с, а давление относительно существующего в данный момент атмосферного давления р_атм. Если в закрытом сосуде давление газа больше атмосферного, то говорят об избыточном давлении ре. Избыточное давление р_е — это разница между абсолютным давлением p_а6с и имеющим место атмосферным давлением р_атм (рис. «Давление газов»). Таким образом,

р_е ⁼ p_а6с — р_атм

Если в сосуде давление меньше атмосферного, то имеет место отрицательное избыточное давление (разрежение). Применяемые единицы: F— в Н; А — в см²; р — в барах.

 

Компрессоры

 

Компрессоры (сжиматели) производят необходимый для пневматических отбойных молотков и пневматических рамок, для вибраторов бетона и чистящих установок, пневматических гвоздевых пистолетов и для пневматических степлеров и отверток сжатый воздух. Различают поршневые компрессоры и винтовые компрессоры (рис. «Поршневой компрессор»).

В ПОРШНЕВЫХ КОМПРЕССОРАХ воздух засасывается при возвратно-поступательном движении поршня и сжимается. Сжатый воздух накапливается в цилиндре для сжатого воздуха. Компрессор приводится в действие с помощью электромотора или с помощью дизельного двигателя. При достижении максимального или минимального давления в накопительном цилиндре электромотор управляется прерыванием работы, а дизельный двигатель — за счет свободного хода. При этом компрессор включается или отключается.

В ВИНТОВЫХ КОМПРЕССОРАХ воздух сжимается между входящими в зацепление друг с другом винтовыми валами, потому что воздушные камеры все более сужаются к выходному отверстию (рис. «Винтовой компрессор»). В случае винтового компрессора цилиндр для накопления сжатого воздуха не нужен, так как с помощью регулятора автоматически подается нужное количество сжатого воздуха при постоянном давлении. Привод осуществляется также с помощью электромотора или дизельного двигателя. Винтовой компрессор имеет преимущество в том, что он создает меньше шума.

 

РЕКОМЕНДУЮ ЕЩЕ ПОЧИТАТЬ: