Определения давления

Давление-это действие газа (жидкости) на стенки сосуда или сила, которая приходится на единицу поверхности, воспринимающей удары молекул данного газа (жидкости).

Экспериментами практикой доказано, что жидкости и газы действуют на поверхность твёрдых тел, с которыми они граничат. Силы действия жидкостей и газов на соприкасаемые с ними поверхности называют силами давления.

Давлением называется отношение нормально направленной силы к площади поверхности, на которую она действует.

Давление обозначается буквой Р. Для определения давления Р необходимо силу F разделить на площадь S , на которую действует эта сила.

За единицу силы принят 1кгс, а за единицу площади — 1см 2 , значит давление измеряется в кгс/см 2 . Его принято называть технической атмосферой (ат).

Различают давление атмосферное, избыточное и абсолютное.

Атмосферным называют давление воздуха (атмосферы) на землю и на предметы, которые находятся на ней. Это давление называется ещё барометрическим давлением, поскольку оно измеряется барометром. Обозначается Р_бар. Давление воздуха на уровне моря при температуре 0 0 С равно 760 мм рт ст. Его принято называть физической атмосферой (атм). С увеличением высоты над уровнем моря атмосферное давление уменьшается.

Избыточное давление- это излишек над атмосферным давлением. Это давление измеряется манометром, поэтому его ещё называют манометрическим или рабочем (кгс/см 2 , мм.рт.ст., мм.вод.ст.).Соотношение между этими единицами следующее:

1 ат = 1 кгс/см 2 = 735,6 мм.рт.ст. = 10 000 мм.вод.ст.=10 м.вод.ст. = 10 000кгс/см 2 .

Абсолютное давление — это давление жидкостей или газов в закрытом сосуде. Обозначается Р_абс. Оно равно сумме избыточного и атмосферного давлений.

Абсолютное давление может быть больше или меньше атмосферного. Давление ниже атмосферного называется вакуумом (Р_вак). В котельной практике это разряжение (тяга) в топке котла и газоходах.

В международной системе единиц СИ основной единицей измерения давления есть ньютон на квадратный метр (Н/М 2 ). По решению Международного комитета мер и веса эта единица названа паскалем (Па)

1 Па = 1 Н/м 2 Эта единица давления очень мала и использовать её на практике невыгодно, поэтому используют кратные несистемные единицы:

1 кПа = 1 000 Па = 10 3 Па

1 МПа = 1 000 000 Па = 10 6 Па

1гПа = 1 000 000 000 Па = 10 9 Па

1 мм вод. ст. = 9,8066 Па = 10 Па

studopedia.org — Студопедия.Орг — 2014-2019 год. Студопедия не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования (0.001 с) .

Давление – это физическая величина,характеризующая состояние сплошной среды. Оно равно пределу отношения нормальной составляющей силы, которая действует на участок поверхности тела площади к размеру данной площади при . Обозначается давление буквой p. Тогда математической записью определения давления станет формула:

Выражение (1) определяет давление в точке.

Средним давлением на поверхность называют величину:

где F_n – нормальная составляющая силы, которая действует на рассматриваемую поверхность, S – площадь этой поверхности.

Давление идеального газа вычисляют, используя основное уравнение молекулярно – кинетической теории:

где – концентрация молекул газа (N – число частиц), k=1,38•10 -23 Дж/К – постоянная Больцмана, T – абсолютная температура газа.

Гидростатическое давление – давление внутри столба жидкости или газа, находится по формуле:

где – плотность вещества, g=9,8 м/с 2 – ускорение свободного падения, h- высота столба вещества. p₀ – внешнее давление на газ или жидкость.

Искривление поверхностного слоя жидкости ведет к возникновению дополнительного давления на жидкость, тогда давление под искривленной жидкостью определяется как:

где –поверхностное натяжение жидкости,p₀ * – давление под не искривлённым слоем жидкости, H — средняя кривизна поверхности жидкости, вычисляемая по закону Лапласа:

R₁, R₂ – главные радиусы кривизны.

Основной единицей измерения давления в системе СИ является: [p]=Па (паскаль)

Внесистемные единицы давления: [p]=мм рт.ст.(миллиметр ртутного столба),мм в.ст (мм водяного столба),атмосфера,бар.

Па= Н/м 2 и 1 бар=10 5 Па.

1 бар. Физическая атмосфера 1,01 бар=760 мм рт.ст.. 1 мм рт.ст.=133 Па.

Задание. Каково давление в море на глубине h=8,5 м, если атмосферное давление равно p₀=10 5 Па, плотность морской воды равна =1,03•10 3 кг/м 3

Решение. Основой для решения задачи служит выражение:

Все данные в задаче указаны в системе СИ, поэтому можно провести вычисления:

(Па).

Ответ. (Па)

Задание. Каково давление струи на неподвижную плоскость, если струя воды ударяет ее под углом к нормали плоскости, и упруго отскакивает от нее без изменения скорости? Скорость струи v.

Решение. Сделаем рисунок.

За время о стенку ударяется масса воды равная:

где S — поперечное сечение струи, – плотность воды. В соответствии с законом сохранения импульса имеем:

где F – сила, с которой вода действует на стенку.

Примем за положительное направление нормали внешней к опоре и учитывая, что струя отскакивает от стены без потери скорости, получаем:

Подставим из (2.3) в выражение (2.2), учтем выражение (2.1) имеем:

В таком случае искомое давление струи на стенку будет равно:

Ответ.

Все тела, находящиеся на земной поверхности, испытывают со всех сторон одинаковое давление атмосферы, окружающей земной шар. Это давление называется атмосферным. Кроме того, различа­ют абсолютное Рабс, избыточное Ризб давления и вакуум Рвак

Давление – величина , характеризующая интенсивность сил,. Действующих на какую-либо часть поверхности тела по направлению перпендикулярно этой поверхности.

Р=F/S, кгс/см², атм, мм.рт.ст, Па, бар.

— Атмосферное- гидростатическое давление, оказываемое атмосферой на все находящиеся в ней предметы.

— Абсолютным называется полное давление с учетом давления атмос­феры, отсчитываемое от абсолютного нуля. Рабс=Ратм + Р изб.

— Избыточным называет­ся давление сверх атмосферного, равное разности между абсолют­ным и атмосферным давлением Ризб=Рабс—Ратм. Избыточное давле­ние отсчитывается от условного нуля, за который принимается атмосферное давление.

Если из закрытого сосуда откачать часть воздуха, то абсолют­ное давление внутри сосуда понизится и станет меньшим, чем ат­мосферное. Такое давление внутри сосуда называется вакуумом. Вакуум равен разности между атмосферным и абсолютным давле­ниями.

Для измерения избыточного давления газа, пара и жидкости применяют манометры; небольших давлений и вакуума—напоромеры и тягомеры; вакуума—вакуумметры; давления и вакуума— тягонапоромеры и мановакуумметры.

4.1 Жидкостные и поршневые манометры.

Манометры. По принципу действия их подразделяют на жидко­стные (трубные), пружинные, мембранные, сильфонные, пьезоэлек­трические, поршневые, радиоактивные и проволочные (тензоманометры). В настоящем разделе рассматриваются лишь жидкостные (трубные), пружинные, мембранные и сильфонные манометры, по­лучившие наибольшее применение в промышленности.

Жидкостные (трубные) манометры, принцип дейст­вия которых основан на уравновешивании измеряемого давления столба жидкости, выпускают нескольких типов: U-образные, одно­трубные (чашечные), кольцевые, колокольные и поплавковые.

U-образный манометр (рис.17) наиболее простой по конструк­ции: состоит из U-образной стек­лянной трубки, заполненной жид­костью, и прямолинейной милли­метровой шкалы. Шкала чаще всего бывает двусторонней с нулевой от­меткой посередине. Нижняя часть трубки заполнена до нулевой от­метки. К одному концу трубки по гибкой резиновой или пла­стмассовой трубке подво­дится давление изме­ряемой среды. Под дей­ствием этого давления жидкость в одном коле­не трубки понижается, а в другом — повышается.

Разность уровней, определяемая по шкале, показывает избыточное давление измеряемой среды.

При частых изменениях давления измеряемой среды уровень жидкости в трубках колеблется, в связи с чем трудно производить точный отсчет по шкале в обеих трубках одновременно. В этом случае более удобен однотрубный (чашечный) манометр (рис. 17б). Он состоит из сосуда (чаши), сечение которого во много раз больше сечения трубки. При измерении давления уровень жидко­сти в трубке малого сечения поднимается на большую высоту, в то время как в чаше большого сечения опускается незначительно. Поэтому показания прибора можно отсчитывать только по измене­нию уровня жидкости в трубке малого сечения, пренебрегая изме­нением уровня в чаше.

Если к U-образному или чашечному манометру давление подво­дится только к одному концу трубки, то измеряется разность подведенного и атмосферного давлений. В этом случае другой конец трубки открыт и сообщается с атмосферой. Если же к обоим кон­цам трубки или чаше и трубке подвести давление контролируемых сред, то манометр будет измерять разность этих давлений. Такие манометры называются дифференциальными.

Манометры поршневого типа—наиболее точные приборы для измерения давления.

Поршневые манометры в лабораторной практике служат ос­новными приборам и для проверки рабочих и образцовых пру­жинных манометров.

В грузопоршневом манометре (рис. 69) измеряемое давле­ние сравнивается с давлением поршневой пары (цилиндр—пор­шень), поршень которой находится под действием веса грузов определенной массы. Основной частью манометра является вер­тикальная колонка с цилиндрическим каналом, в которую на скользящей посадке вставлен поршень. Диаметр канала строго постоянен по всей высоте колонки. Внут­ренняя поверхность канала и поверх­ность поршня тщательно отшлифованы и подогнаны по диаметру друг к другу. На верхнем конце поршня закреплена тарелка для укладывания образцовых грузов, имеющих форму дисков. Давление, которое испытывает жидкость, за­ключенная в камере манометра, равно весу поршня с грузом, деленному на пло­щадь сечения поршня. Поэтому вес пор­шня с гирями и сечение поршня должны быть известны с большой точностью.

Камеру заполняют трансформатор­ным, вазелиновым или касторовым мас­лом. Воду в качестве рабочей жидкости применять нежелательно, так как она обладает малой вязкостью и быстро про­сачивается через малейший зазор между колонкой и поршнем. Кроме того, вода вызывает коррозию металлических дета­лей манометра.

Для регулировки уровня масла в ко­лонке имеется вспомогательный поршень, который вытесняет масло из внутреннего объема в колонку.

В процессе измерения рабочий пор­шень должен находиться во взвешенном состоянии и опираться только на столб масла в колонке.

Для устранения вредных сил трения поршня о стенки колонки поршень вруч­ную приводят во вращение.

Поршневые манометры такой конструкции не могут исполь­зоваться в качестве технических стационарных приборов, так как операции по подбору уравновешивающих грузов, регулиров­ке уровня масла в колонке и вращению поршня не автоматизи­рованы.

Дата добавления: 2017-09-01 ; просмотров: 3471 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Артериальное давление (АД) — давление, которое кровь оказывает на стенки сосудов. Уровень АД зависит, главным образом, от ударного объема крови и периферического сопротивления сосудов.

Определять артериальное давление можно несколькими способами: кровавым, пальпаторным, аускультативным по Короткову и тахиосциллографическим.

Наиболее часто используют аускультативный метод предложенный Н.С. Коротковым в 1905 году, который позволяет определить и максимальное (систолическое) и минимальное (диастолическое) давление с помощью аппарата сфигмоманометра. Сфигмоманометры бывают ртутные (аппарат Рива-Роччи) и пружинные.

Обычно давление измеряют на плечевой артерии. Для этого на плечо накладывают манжету, таким образом, чтобы нижний край ее был на 2-3 см выше плечевого сгиба, а между нею и кожей проходил один палец. Манжета, манометр и сердце больного должны находиться на одном уровне. Соединив манжету с манометром и закрыв вентиль, в манжету нагнетают воздух до тех пор, пока не исчезнет пульс на локтевой артерии. После этого дополнительно повышают давление на 20-30 мм рт. ст. Затем на область локтевой артерии прикладывают стетоскоп и, постепенно выпуская воздух из манжеты, выслушивают тоны на артерии и следят за показаниями манометра. Появление устойчивых тонов (I фаза по Короткову) соответствует уровню максимального (систолического) давления, исчезновение тонов (IV фаза по Короткову) соответствует минимальному (диастолическому) давлению.

Пальпаторным методом можно исследовать только максимальное (систолическое) давление, которое соответствует показаниям манометра, совпадающим с началом пульсации локтевой артерии под пальпирующим пальцем.

Нормальным артериальным давлением принято считать:

систолическое — 110-140 мм рт. ст. диастолическое — 60-90 мм рт. ст. Разница между систолическим и диастолическим давлением называется пульсовым давлением и составляет — 40-50 мм рт. ст. Оптимальное давление — 120/80 мм рт.ст.

На величину артериального давления влияет множество факторов: положение больного, физическая нагрузка, окружающая среда и т.д. Наиболее оптимальным является измерение АД в условиях основного обмена, что не всегда возможно в повседневной практике. Поэтому рекомендуется измерять АД 2-3 раза, принимая за окончательную величину наименьший показатель. При первичном исследовании АД измеряется на обеих руках, при этом на левой руке оно может быть несколько выше, чем на правой.

Иногда требуется измерение давления на ногах. Для этого используется более длинная манжета, которая накладывается на нижнюю треть бедра. Больной лежит на животе, стетоскоп прикладывается в подколенную ямку. Следует помнить, что на бедренной артерии систолическое давление на 35-40 мм рт. ст., а диастолическое — на 15-20 мм рт. ст. выше, чем на плечевой артерии. У больных с коарктацией аорты при высоком давлении на руках, на ногах давление будет существенно ниже.

Повышение давления — артериальная гипертензия — на короткое время может наблюдается при психическом возбуждении, физической нагрузке. после обильной еды, приема алкоголя.

Повышение только систолического давления отмечается при гипертиреозе, склерозе аорты.

Повышение и систолического и диастолического давления отмечается при гипертонической болезни, заболеваниях почек, надпочечников, головного мозга, сужении перешейка аорты.

Повышение систолического и резкое понижение диастолического — при недостаточности аортального клапана.

Снижение АД — гипотензия — наблюдается при гипотонической болезни, тяжелых заболеваниях (туберкулез, рак и др.), эндокринных заболеваниях (микседема, аддисонова болезнь).

Уменьшение пульсового давления чаще всего происходит за счет снижения систолического (при стенозе устья аорты, выпотном или слипчивом перикардите, сердечной недостаточности).

Возрастание пульсового давления вследствие преимущественного повышения систолического характерно для тиреотоксикоза, распространенного атеросклероза, недостаточности аортального клапана.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЕННОГО ДАВЛЕНИЯ: производится прямым (кровавым) методом флеботонометром Вальдмана, который представляет собой водяной манометр: тонкая стеклянная трубка с диаметром просвета около 1,5 мм закрепляется на металлическом штативе с миллиметровыми делениями от 0 до 350; нижний конец стеклянной трубки соединяется системой резиновых трубок с иглой. Перед измерением давления трубки и иглу стерилизуют и заполняют стерильным изотоническим раствором. Уровень раствора устанавливают на нулевой метке. Флеботонометрия производится лежа, уровень раствора и вена должны быть на уровне правого предсердия (нижний край грудной мышцы). Высота стояния физраствора будет соответствовать величине венозного давления.

В норме венозное давление 50-100 мм водного столба (0,5 — 1,0 кПа).

Существует также косвенный (непрямой) метод определения венного давления. Больной укладывается горизонтально. О величине давления судят по уровню поднятия руки, измеряемому в градусах. Рука постепенно поднимается вверх до тех пор, пока не спадутся вены на тыле кисти.

Повышается венозное давление при сердечной недостаточности по правожелудочковому типу, понижается — при сосудистой недостаточности.

ИССЛЕДОВАНИЕ ОРГАНОВ БРЮШНОЙ ПОЛОСТИ.