Абсолютное, избыточное и вакуумметрическое давление. Пьезометрическая высота. Приборы для измерения давления

При измерении давления можно в качестве начала отсчета брать давление, равное 0. Тогда измерянное давление называют абсолютным. Если же давление измеряется относительно атмосферного, то такое давление называют избыточным. Таким образом,

.

Может случиться так, что абсолютное давление меньше атмосферного, например, под поршнем в цилиндре (Рис. 5). В этих случаях говорят не об избыточном давлении, а о разрежении, вакууме или вакуумметрическом давлении.

Рис. 5. Всасывание жидкости поршнем

Чтобы не иметь дело с отрицательными величинами, величина вакуумметрического давления определяется как разность атмосферного и абсолютного давления:

.

Как видно из формулы, при pабс = 0 максимальным значением вакуумметрического давления является давление, равное атмосферному. Строго говоря, абсолютное давление не может быть равно 0, его минимум – это давление насыщенных паров жидкости, но для нелетучих жидкостей эта величина незначительная, поэтому, в первом приближении, допустимо принять pабс = 0.

Пьезометрическая высота  представляет собой высоту столба данной жидкости, создающего своим весом давление p. Ее можно не только рассчитать, но и измерить прибором, называемым пьезометром, который представляет собой вертикальную стеклянную трубку, верхний конец которой открыт в атмосферу, а нижний присоединен к емкости, в которой измеряется давление (Рис. 6).

Рис. 6. Пьезометр,

присоединенный к баку

Применяя основное уравнение гидростатики для пьезометра, получим

,

где p – абсолютное давление.

Тогда

 pизб = p – pa = grhр,

а пьезометрическая высота

,

где pизб – избыточное давление в точке присоединения пьезометра.

Очевидно, что если на свободную поверхность покоящейся жидкости действует атмосферное давление, то пьезометрическая высота для любой точки объема равна глубине ее расположения.

Исторически сложилось так, что давление иногда задают высотой столба той или иной жидкости, хотя правильно было бы говорить не о давлении, а о пьезометрической высоте или напоре.

Известно, что давление, равное одной физической атмосфере, создается столбом ртути в 760 мм. Вычислим его значение.

p = grртh = 9,81 × 13590 × 0,76 = 101325 Па