Логин:   Пароль:  

Соцсети






Автор:
Написал: Amro Дата: 24-Мар-2010
Для измерения статического давления жидкости, текущей в трубе, можно применить такое устройство: к маленьким отверстиям, просверленным в трубе, присоединяют вертикальные открытые сверху трубочки (манометрические трубки, рис. 307). Если жидкость в трубе находится под давлением, то в вертикальной трубочке жидкость поднимается на высоту, соответствующую статическому давлению в данном месте трубы. В самом деле, небольшое отверстие почти не внесет изменений в поток жидкости, текущей в трубе. Устанавливая манометрические трубки в разных местах трубы, мы сможем измерить статическое давление в соответственных точках.

Исследуем при помощи манометрических трубок статическое давление жидкости, текущей вдоль трубы постоянного сечения. Для этого воспользуемся прибором, изображенным на рис. 308. По высоте воды в манометрических трубках, расположенных вдоль трубы, мы можем определить статическое давление в разных местах трубы. Опыт показывает, что вдоль трубы по течению давление падает: чем дальше от начала трубы, тем меньше статическое давление

Рис. 307. Манометрические трубки показывают статическое давление в трубе, по которой течет жидкость


Рис. 308. Манометрические трубки показывают падение давления вдоль трубы, по которой течет вода
текущей жидкости. При этом в узких трубах давление падает быстрее, чем в широких. В достаточно широких и коротких трубах при не очень большой скорости течения падение давления практически незаметно. Падение давления жидкости в трубе объясняется трением. На жидкость, текущую по трубе, действуют со стороны стенок трубы силы трения; они направлены противоположно движению жидкости. Выделим мысленно в трубе объем жидкости ABCD (рис. 309). Со стороны стенок трубы

Рис. 309. Сумма сил давления F1 и F2 уравновешивает силы трения f со стороны стенок трубы
на выделенный объем действуют силы трения f. Если жидкость течет по трубе равномерно (с постоянной скоростью), то силы давления, действующие на выделенный объем, должны уравновешивать силы трения. Отсюда заключаем, что сила давления F1, действующая в направлении движения, по модулю должна быть больше силы давления F2, действующей в противоположном направлении. Поэтому давление на задней поверхности АВ выделенного объема должно быть больше давления на передней поверхности CD, т. е. давление должно убывать вдоль трубы по течению. Если увеличить скорость жидкости, текущей по трубе, то сила трения возрастет. Поэтому при быстром течении жидкости падение давления в данной трубе больше, чем при медленном течении. При данной скорости течения трение сказывается сильнее в узких трубах, чем в широких; поэтому вдоль узких труб давление падает быстрее.

При устройстве водопроводов необходимо учитывать падение давления в водопроводных трубах. Когда все краны водопровода закрыты и вода по трубам не течет, то давление воды соответствует высоте водонапорной башни (§ 155). В покоящейся жидкости никаких сил трения не возникает. Если же краны открыты и вода течет, то трение в трубах вызывает падение давления: «напор» воды уменьшается. Чем большее число кранов открыто и чем быстрее течет вода, тем больше падает напор.

При недостаточной высоте водонапорной башни может оказаться, что падение давления воды в трубах больше, чем давление, соответствующее высоте башни над верхними этажами дома. Тогда вода перестанет течь из кранов верхних этажей Но в часы, когда потребление воды невелико, потери давления уменьшаются и вода в верхних этажах появляется снова; и, вообще, давление воды в водонапорной сети больше всего ночью, когда расход воды мал, скорость движения воды по трубам мала, и поэтому трение сравнительно невелико.

Паде�
834
�ие давления в водопроводе демонстрируется на следующей модели (рис. 310). Узкая (для увеличения трения) труба A и ее ответвление В, снабженные манометрическими трубками, могут закрываться кранами а и b.

Рис. 310. Прибор для демонстрация падения давления в водопроводе
Если налить воду в сосуд С и закрыть краны, то давление в трубах А и В будет соответствовать высоте налитой воды и вода во всех манометрических трубках будет стоять на том же уровне, что и в сосуде С. Если немного открыть кран а, то в трубе А мы увидим знакомую уже нам картину падения давления вдоль трубы; в трубе В давление упадет, но будет одинаково во всех точках и равно давлению в точке D. Если больше открыть кран с, то и падение давления вдоль трубы А станет больше. Если приоткрыть еще кран b, то появится падение давления воды вдоль трубы В и одновременно уменьшится давление во всех точках трубы А.





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 0.048 секунды