Логин:   Пароль:  

Соцсети






Автор:
Написал: Amro Дата: 24-Мар-2010
Мы уже знаем, что давление жидкости определяется степенью ее сжатия. Мы измеряем давление в покоящейся жидкости, погружая в нее манометр (§ 145). Погружение манометра в покоящуюся жидкость не изменяет степени ее сжатия; это позволяет правильно измерить давление жидкости.

Измерение давления в движущейся жидкости, например давления воды, текущей в трубе, или давления воздуха при, ветре, сопряжено с большими затруднениями. Конечно, и в этом случае давление определяется степенью сжатия жидкости. Но манометр, погруженный в поток, является препятствием, которое может заметным образом изменить течение. При этом изменится и степень сжатия, а следовательно, и давление в разных точках жидкости. Таким образом, манометр, внесенный в поток, может измерить не то давление, которое существовало в потоке до его погружения, и, следовательно, показания его могут не дать правильной картины распределения давления в жидкости до внесения препятствия.

Изменение давления, вносимое препятствием, ясно на примере действия паруса. При равномерном ветре степень сжатия воздуха в соседних участках одна и та же, а поэтому можно было бы думать, что силы давления, действующие по обе стороны паруса, будут одинаковы и, следовательно, ветер не будет двигать парусное судно. Но в действительности парус существенно изменяет движение воздуха. Воздух, ударяясь о препятствие (парус), сжимается, подобно тому как сжимается мяч, ударившийся о стенку; со стороны ветра слои воздуха, прилегающие к парусу, сжаты сильнее, чем остальной воздух: здесь давление повышается. Напротив, с другой стороны паруса воздух, обтекая парус, оказывается менее сжатым, и давление здесь уменьшено. Таким образом, с одной стороны паруса давление повышено, а с другой — понижено. Возникает сила, приложенная к парусу, которая и движет судно. Как и парус в потоке воздуха, манометр, погруженный в текущую жидкость, также изменяет скорость потока. Если повернуть манометр мембраной к потоку, получим большее показание; повернув манометр мембраной вдоль потока, получим меньшее показание; наконец, повернув мембрану на 180° от направления потока, получим еще меньшее показание. Когда манометр, представляющий собой плоскую коробку, расположен мембраной вдоль потока, то он мало изменяет скорость движения жидкости и степень ее сжатия; поэтому при таком положении мембраны показание манометра будет близко к давлению в потоке до погружения манометра.

Как же сделать, чтобы препятствие, погруженное в поток, совсем не изменяло скорости жидкости? Для этого нужно, чтобы препятствие само двигалось с той же скоростью, что и жидкость в потоке. Например, воздушный шар уносится воздухом с постоянной скоростью, равной скорости ветра. Поэтому он не нарушает движения окружающего воздуха, не создает в нем ни сгущений, ни разрежений; для такого шара движение воздуха неощутимо, так как воздух по отношению к нему не движется.

Так же и манометр, перемещающийся вместе с жидкостью, не будет изменять движения окружающих его слоев жидкости и покажет давление, которое было в потоке до его погружения. В этом случае жидкость неподвижна по отношению к манометру и измерение давления происходит так же, как и в гидростатике. На манометр, движущийся вместе с жидкостью, действует со стороны жидкости давление, которое соответствует степени сжатия жидкости в ненарушенном потоке.

Давление, которое можно было бы измерить манометром, движущимся вместе с жидкостью, называют статическим давлением. Показание же неподвижного манометра, мембрана которого поставлена перпендикулярно к потоку, называют полным давлением.

Итак, для измерения статического давления следует применять движущийся манометр, а для измерения полного давления — неподвижный. Однако на практике было бы крайне затруднительно применять движущийся манометр. Чтобы обойти это затруднение, прибору дают такую форму, п�
da4
�и которой скорость течения вблизи места, где измеряется давление, не изменяется. Такой прибор можно сделать в виде узкой трубки с закругленным закрытым концом и с отверстиями сбоку (рис. 306, а). Струи потока, проходя мимо отверстий, практически сохраняют свою скорость неизменной, и в колене манометра, соединенного с такой трубкой, создается статическое давление. Такая трубка носит название зонда. Если же взять открытую с конца трубку, отверстие которой обращено к потоку (рис. 306, б), то у отверстия струя будет останавливаться,

Рис. 306. а) При обдувании зонда показание манометра не меняется. б) При обдувании трубки Пито манометр показывает повышенное давление. в) Схема измерителя скорости потока

как и перед мембраной, так что в колене манометра, присоединенного к такой трубе, создастся полное давление. Такая трубка называется трубкой Пито. Манометр, соединенный с трубкой Пито, показывает более высокое давление, чем манометр, соединенный с зондом.

Присоединим теперь обе трубки к двум коленам одного и того же манометра (рис. 306, в). Тогда манометр будет показывать разность между полным и статическим давлениями. Чем больше скорость набегающего потока, тем больше эта разность. Поэтому по показаниям манометра, соединенного с такими трубками, можно судить о скорости потока. Мы получаем измеритель скорости потока, который можно применять как для измерения скорости воздуха, так и для измерения скорости течения жидкости.

Такие измерители скорости устанавливаются на самолетах. Они измеряют скорость воздуха относительно самолета или, что то же, скорость самолета относительно воздуха. Измеритель скорости — один из самых важных приборов, используемых при пилотировании самолета.






Похожие страницы :

Комментарии: (0) Рейтинг:
Пока комментариев нет
2006-2015г. © Научно-Образовательный портал "Вся Физика"
Копирование материалов с данного сайта разрешено, при условии наличия ссылки на ресурс "Вся Физика"
Страница создана за 0.056 секунды