7. Анализ основного уравнения гидростатики

Высоту напора принято называть пьезометрической высотой, или напором.

Согласно основному уравнению гидростатики,

p₁+ ?gh_A= p₂+ ?gh_H,

где ? – плотность жидкости;

g – ускорение свободного падения.

p2, как правило, задается p₂= p_атм, поэтому, зная h_А и h_H, нетрудно определить искомую величину.

2. p₁= p₂= p_атм. Совершенно очевидно, что из ? = const, g = const следует, что h_А= h_H. Этот факт называют также законом сообщающихся сосудов.

3. p₁< p₂= p_атм.

Между поверхностью жидкости в трубе и ее закрытым концом образуется вакуум. Такие приборы называют вакуумметры; их используют для измерения давлений, которые меньше атмосферного.

Высота, которая и является характеристикой изменения вакуума:

Вакуум измеряется в тех же единицах, что и давление.

Пьезометрический напор

Вернемся к основному гидростатическому уравнению. Здесь z – координата рассматриваемой точки, которая отсчитывается от плоскости XOY. В гидравлике плоскость XOY называется плоскостью сравнения.

Отсчитанную от этой плоскости координату z называют пооразному: геометрической высотой; высотой положения; геометрическим напором точки z.

В том же основном уравнении гидростатики величии на p/?gh – также геометрическая высота, на которую поднимается жидкость в результате воздействия давления р. p/?gh так же, как и геометрическая высота, измеряется в метрах. В случае, если через другой конец трубы на жидкость действует атмосферное давление то жидкость в трубе поднимается на высоту p_изб/?gh, которую называют вакуумметрической высотой.

Высоту, соответствующую давлению pвак, называют вакуумметрической.

В основном уравнении гидростатики сумма z + p/?gh – гидростатический напор Н, различают также пьезометрический напор H_n , который соответствует атмосферному давлению p_атм/?gh:

H_n < H