Гидростатическое давление

Гидростатикой называют раздел гидравлики, рассматривающий законы равновесия жидкости и ее взаимодействие с твердыми телами.

Покоящаяся в любом сосуде жидкость оказывает давление на дно и стенки сосуда. Среднее давление Рср оказываемое силой Р на единицу площади ω, определяется соотношением

Р =Рср / ω (10)

Предел этого отношения при стремлении площадки к нулю выражает гидростатическое давление в данной точке

Р = (11)

Гидростатическое давление действует во всех направлениях одинаково. Любое изменение давления в покоящейся жидкости передается одинаково во все точки занятого жидкостью пространства (закон Паскаля).

Давление воды на плоское горизонтальное дно сосуда (без учета атмосферного давления) равно

P= (12)

где Р - давление на дно; f - площадь дна; h - глубина воды (расстояние от поверхности воды до дна); - удельная масса воды.

Полное (абсолютное) гидростатическое давление Ра в любой точке покоящейся жидкости равно весу столба жидкости над данной точкой (площадкой) плюс внешнее давление Ро на свободную поверхность жидкости.

Pа = Pо+p g h, (13)

где р - плотность жидкости; g - ускорение свободно падающего тела; h - глубина погружения точки, для которой определяется давление.

Нормальное атмосферное давление равно столбу жидкости высотой 10,3 м.

В системе СИ единицей давления является Паскаль (Па). Атмосферное давление в инженерных расчетах принимается (в системе СИ) равным 98 000 Па (округленно 100 000 Па, или 100 кПа), во внесистемных единицах 1атм = 1 кгс/см².

Поскольку гидростатическое давление в жидкости действует во всех направлениях одинаково, то все точки на определенной глубине испытывают одинаковое давление. Оно передается и на расстояние. Для его измерения присоединим к сосуду на уровне точки А (рис. 4) тонкую стеклянную трубку (пьезометр) с открытым концом. Жидкость поднимается по трубке и остановится на уровне жидкости в сосуде. Высота h называется пьезометрической высотой, величина h, равная h₁ - пьезометрическим (гидростатическим) напором.

Рис.4. Схема формирования пьезометрического напора