2. Жидкость и ее основные физические свойства.

Жидкость – физическое тело обладающее текучестью, т.е. способностью в гравитационном поле принимать форму сосуда.

Физические свойства жидкости:

- плотность

- удельный объем

- удельный вес

- сжимаемость – коэффициент, который показывает относительное изменение объема жидкости при изменении давления на 1 Па

- вязкость

Идеальная жидкость – полное отсутствие вязкости и не сжимаемость.

3. Массовые и объемные силы, действующие на жидкость. Гидростатическое давление.

Силы, действующие на жидкость:

• Массовые (объемные) – F_T, F_ин

• Поверхностные – силы перпендикулярные к поверхности жидкости (нормальные)

• сжимающие /растягивающие

• касательные (трение)

Свойства гидростатического давления:

1. Гидростатическое давление всегда направлено по внутренним нормалям к поверхности

2. Величина гидростатического давления не зависит от ориентации площадки действия

3. Гидростатическое давление от координаты рассматривается в точке жидкости и определяется по основному уравнению гидростатики.

Закон Паскаля: Внешнее давление, производимое на свободную поверхность покоящейся жидкости, передается без изменения во все точки внутри жидкости.

Приборы для измерения давления:

• Жидкостные

• Механические

Пьезоментр, Дифференциальный манометр.

4. Приборы для измерения давления (пьезометр, вакуумметр, дифманометр)

Пьезометр (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.

Используется формула

Термин «пьезометр» ввели в начале XIX века английские физики Я. Перкинс и Г. Х. Эрстед.

Конструкция Пьезометра определяется диапазоном применяемых давлений и температур, агрегатным состоянием исследуемого вещества (газообразное, жидкое, твёрдое), его сжимаемостью. Различают в основном 2 типа пьезометров. В пьезометрах первого типа масса М исследуемого вещества постоянна, а его объём V изменяется с изменением давления р и температуры Т. Пьезометры такого типа представляет собой толстостенный сосуд, в котором сжимают исследуемое вещество; его применяют для определения сжимаемости газов, жидкостей и твёрдых тел. В процессе эксперимента измеряют изменение V ср, при этом температура вещества обычно поддерживается постоянной. В пьезометрах второго типа М — переменная величина, а объём сосуда с исследуемым веществом не изменяется (с точностью до деформации Пьезометра под действием давления, которая учитывается как поправка).

Дифференциальный манометр, дифманометр — прибор для измерения перепада давлений. Применяется для измерения уровня жидкостей в резервуарах под давлением или расхода жидкости, газа и пара с помощью диафрагм методом измерения перепада давления на сужающем устройстве. Называется также датчиком разности давлений.

По устройству различаются:

• жидкостные дифманометры (трубные, поплавковые, кольцевые и колокольные), в которых измерение осуществляется по высоте столба жидкости

• механические дифманометры (мембраные и сильфонные), в которых измерение осуществляется по упругой деформации чувствительного элемента.

• цифровые дифференциальные манометры, позволяющие измерить не только разность давлений газа в вентиляциях, газоходах, но и скорость воздушного потока, температуру и влажность (измерения с помощью пневмометрических трубок). Такие дифманометры используются при мониторинге окружающей среды, при проведении аэродинамических исследований, при экологическом анализе выбросов различных производств и при постоянном контроле вентиляции производственных помещений.

Вакуумметр — вакуумный манометр, прибор для измерения давления разрежённых газов.

По принципу действия вакуумметры можно подразделить на следующие типы:

• классические — являются обычными манометрами (жидкостными либо анероидами) для измерения малых давлений. В жидкостных вакуумметрах в измерительном колене применяется масло с известной плотностью и с по возможности малым давлением пара с тем, чтобы не нарушать вакуум.

• ёмкостные — основаны на изменении ёмкости конденсатора при изменении расстояния между обкладками.

• терморезисторные — работают в мостовой схеме, стремящейся поддерживать постоянное сопротивление (а значит температуру) терморезистора, открытого измеряемому давлению.

• термопарные — принцип действия основан на охлаждении за счёт теплопроводности. Термопара находится в контакте с нагреваемым проводом. Чем лучше вакуум, тем меньше теплопроводность газа, и следовательно выше температура проводника (теплопроводность разрежённого газа прямо пропорциональна его давлению).

• ионизационные — принцип действия основан на ионизации газа. По сути, представляют собой вакуумный диод, на анод которого подано положительное, а на дополнительный электрод, называемый коллектором, большое отрицательное напряжение.

Термопарный и ионизационный вакууметры широко применяются в промышленности и экспериментах, так как являются массовыми, хорошо повторяемыми приборами. Практически все выполняются в виде электронных ламп со стеклянным отростком, соединяющимся с исследуемым объёмом с помощью шланга или припаивания.