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流體壓力 我有新說法
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流體壓力可以定義為:考慮流體內部某一平面,當該平面兩側流體無相對運動時,面上任一單位面積所受到的作用力。從微觀上看,壓力是分子運動對容器壁面碰撞所產生的平均作用力的表現。

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流體壓力釋義

流體垂直作用于單位面積上的力,稱為流體的靜壓強,簡稱壓強,習慣上稱為壓力,常用p表示,即
式中,F——作用力(N),A——受力面積(m2
在SI制中,壓力的單位是N/m2,稱為帕斯卡,以Pa表示。但在石油加工和石油化工生產中所用的壓力單位是多種多樣的,除了用N/m2計量外,還常用標準大氣壓(atm)、,工程大氣壓(at)、某流體柱高度如米水柱(mH20)和毫米汞柱(mmHg)等來計量。

流體壓力表示方法

壓力可以用不同的基準來表示和計量,如以真空(即零大氣壓)為基準計量的壓力稱為壓力,是流體的真實壓力;以當地大氣壓為基準計量的壓力稱為表壓力或真空度。當被測流體的壓力大于外界大氣壓力時,所用的測壓儀表叫做壓力表。壓力表上的讀數表示被測流體的壓力高m當地大氣壓力的數值,稱為表壓力。表壓力與壓力的關系為:
表壓力=壓力一大氣壓力 或 壓力=大氣壓力+表壓力
當被測流體的壓力小于外界大氣壓力時,所用的測壓儀表叫做真空表。真空表上的讀數表示被測流體的壓力低于當地大氣壓力的數值,稱為真空度,它與壓力的關系為:
真空度=大氣壓力對壓力 或 壓力=大氣壓力一真空度
顯然,設備內流體的壓力愈低,則其真空度就愈高。注意,大氣壓力的數值不是固定的,它是隨大氣溫度、濕度和所在地區的海拔高度而變化,其數值應從當時當地氣壓計上讀得。另外,為了區分壓力、表壓力和真空度,應對表壓力和真空度加以注明。[1]

流體壓力流體靜力學

圖1 流體微元的受力平衡
流體靜力學實際上是研究靜止狀態下流體內部壓力的變化規律。那么描述這一規律的數學表達式,稱為流體靜力學基本方程式。在靜止流體中取一個邊長各為dx、dy、dz的微元平行六面體,其體積為dV=dxdydz,如圖所示。設微元平行六面體中心點為O,該點的流體壓力為于靜止流體內的壓力是空間坐標的連續函數,作用在微元平行六面體各個面上的壓力如圖1所示。設流體的密度為ρ,則微元平行六面體的重量dG=ρgdxdydz。由于微元平行六面體的流體處于靜止狀態,則根據平衡條件,作用在x、y、z各個方向上的力的總和等于零。若流體是不可壓縮流體,即其密度ρ為常數,對靜止流體中的任意一點,流體靜力學基本方程式如下,表明了在重力的作用下,靜止液體內部壓力變化規律。
流體靜力學基本方程式形式雖然簡單,但它包含了許多基本概念,如:
(1)當容器液面上方的壓力P0一定時,靜止液體內部任一點壓力的大小,與液體本身密度和該點距離液面的深度有關。越深則其壓力越大。
(2)當液面上方壓力P0變化時,必以同樣的大小傳遞到液體各點。這就是的巴斯卡原理。工程上的水壓機、液壓傳動裝置等都以此原理為依據。
(3)在靜止、連續的同一液體的同一水平面上,各點壓力相等,即等壓面為一水平面。在不同形狀的連通器中也是這樣,即當液面上的壓力相等時,各容器中的液面高度必相等,與容器形狀無關,這就是液面計的依據。
(4)流體靜力學基本方程式是用液體推導出來的,嚴格地講只適用于液體,而不適用于氣體。但在容器中,氣體的密度隨高度變化很小,可視為常數;同時由于氣體的密度比液體的小得多,一般容器空間也有限,因此對于容器的整個空間內,可近似認為壓力是相等的。

流體壓力測定

壓力是工業生產和科研工作中經常需要檢測的重要參數之一。實際應用較多的壓力計從檢測方法原理上可以分為幾類:以流體靜力原理為基礎的液柱式壓力計;根據彈性元件受力變形原理,利用機械結構將變形量放大的彈性式壓力計;基于流體靜力平衡原理,與作用于已知面積上重力相比較的負荷式活塞壓力計;利用彈性元件將被測壓力轉換成電阻量、電感量、電容量、頻率量等各種電量的電測式壓力計[2]
參考資料


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