유체정역학(Hydrostatics)은 유체의 평형 법칙을 연구하고 이러한 법칙의 실제 적용을 고려하는 유압학의 한 분야입니다. 정수역학을 이해하기 위해서는 몇 가지 개념과 정의를 정의할 필요가 있습니다.

유체정역학에 대한 파스칼의 법칙.

1653년에 프랑스 과학자 B. Pascal은 일반적으로 유체정역학의 기본 법칙이라고 불리는 법칙을 발견했습니다.

다음과 같이 들립니다.

외부 힘에 의해 생성된 액체 표면의 압력은 모든 방향으로 균일하게 액체에 전달됩니다.

파스칼의 법칙은 물질의 분자 구조를 보면 쉽게 이해됩니다. 액체와 기체에서 분자는 고체와 달리 상대적으로 자유롭게 움직일 수 있습니다. 고체에서는 분자가 결정 격자로 조립됩니다.

액체와 기체의 분자가 갖는 상대적인 자유로움은 액체나 기체에 가해지는 압력이 힘의 방향뿐만 아니라 다른 모든 방향으로도 전달되도록 합니다.

유체정역학에 대한 파스칼의 법칙은 산업계에서 널리 사용됩니다. CNC 기계, 자동차, 비행기, 기타 여러 유압 기계를 제어하는 ​​유압 자동화 작업은 이 법칙을 기반으로 합니다.

정수압의 정의와 공식

위에서 설명한 파스칼의 법칙에 따르면 다음과 같습니다.

정수압은 중력에 의해 유체에 가해지는 압력입니다.

정수압의 크기는 액체가 위치한 용기의 모양에 의존하지 않으며 제품에 의해 결정됩니다.

P = ρgh, 여기서

ρ – 액체 밀도

g – 자유낙하 가속도

h – 압력이 결정되는 깊이.

이 공식을 설명하기 위해 모양이 다른 3개의 용기를 살펴보겠습니다.

전체적으로 세 가지 경우용기 바닥에 있는 액체의 압력은 동일합니다.

용기 내 액체의 전체 압력은 다음과 같습니다.

P = P0 + ρgh, 여기서

P0 – 액체 표면의 압력. 대부분의 경우 대기압과 동일하다고 가정됩니다.

정수압력

평형 상태의 액체에서 특정 부피를 선택한 다음 임의의 평면 AB를 기준으로 두 부분으로 자르고 이 부분 중 하나(예: 위쪽 부분)를 정신적으로 폐기해 보겠습니다. 이 경우 평면 AB에 힘을 가해야 하며, 그 작용은 볼륨의 버려진 상부 부분이 나머지 하부 부분에 작용하는 것과 동일합니다.

단면 평면 AB에서 임의의 점 a를 포함하는 영역 ΔF의 닫힌 윤곽을 고려해 보겠습니다. 이 영역에 힘 ΔP가 작용한다고 가정합니다.

그런 다음 공식이 다음과 같은 정수압

Рср = ΔP / ΔF

단위 면적당 작용하는 힘을 나타내며 평균 정수압 또는 면적 ΔF에 대한 평균 정수압 응력이라고 합니다.

이 영역의 여러 지점에서의 실제 압력은 다를 수 있습니다. 어떤 지점에서는 더 높을 수도 있고 다른 지점에서는 평균 정수압보다 낮을 수도 있습니다. 에서는 분명하다. 일반적인 경우평균 압력 Рср는 a 지점의 실제 압력과 덜 다르고 면적 ΔF가 더 작아지며 한계 내에서 평균 압력은 a 지점의 실제 압력과 일치합니다.

평형 상태에 있는 유체의 경우 유체의 정수압은 고체의 압축 응력과 유사합니다.

SI 압력 단위는 뉴턴/뉴턴입니다. 평방 미터(N/m 2) - 파스칼(Pa)이라고 합니다. 파스칼의 값이 매우 작기 때문에 확대된 단위가 자주 사용됩니다.

평방 미터당 킬로뉴턴 - 1 kN/m 2 = 1*10 3 N/m 2

평방 미터당 메가뉴턴 - 1MN/m2 = 1*10 6 N/m2

1*10 5 N/m 2 에 해당하는 압력을 바(bar)라고 합니다.

물리적 시스템에서 압력 의도의 단위는 평방 센티미터당 다인(dyne/m2)입니다. 기술 시스템– 평방 미터당 킬로그램 힘(kgf/m2). 실제로 액체 압력은 일반적으로 kgf/cm2 단위로 측정되며, 1kgf/cm2에 해당하는 압력을 기술 대기압(at)이라고 합니다.

이 모든 단위들 사이에는 다음과 같은 관계가 있습니다.

1at = 1 kgf/cm2 = 0.98 bar = 0.98 * 10 5 Pa = 0.98 * 10 6 dyne = 10 4 kgf/m2

기술적 분위기(at)와 물리적 분위기(At)에는 차이가 있다는 점을 기억해야 합니다. 1 At = 1.033 kgf/cm 2 를 나타냅니다. 정상 압력해수면에서. 대기압은 해발 고도에 따라 달라집니다.

정수압 측정

실제로 그들은 사용합니다 다양한 방법정수압의 크기를 고려합니다. 정수압을 결정할 때 액체의 자유 표면에 작용하는 대기압도 고려하면 이를 전체 또는 절대압이라고 합니다. 이 경우 압력 값은 일반적으로 절대(ata)라고 하는 기술 대기에서 측정됩니다.

종종 압력을 고려할 때 자유 표면의 대기압이 고려되지 않아 소위 초과 정수압 또는 게이지 압력이 결정됩니다. 대기압보다 높은 압력.

게이지 압력은 액체의 절대 압력과 대기압의 차이로 정의됩니다.

Rman = Rabs – Ratm

기술적인 분위기에서도 측정되며, 이 경우 초과라고 합니다.

액체의 정수압이 대기압보다 낮습니다. 이 경우 액체는 진공 상태라고 합니다. 진공의 크기는 액체의 대기압과 절대압의 차이와 같습니다.

Rvak = Ratm – Rabs

0부터 대기까지 측정됩니다.

정수압에는 두 가지 주요 특성이 있습니다.
이는 내부 법선을 따라 작용하는 영역으로 향합니다.
주어진 지점에서의 압력의 양은 방향(즉, 지점이 위치한 장소의 공간 방향)에 의존하지 않습니다.

첫 번째 특성은 정지 유체에는 접선력과 인장력이 없다는 사실의 단순한 결과입니다.

정수압이 법선을 따르지 않는다고 가정해 보겠습니다. 수직이 아니라 사이트에 대해 어떤 각도로. 그런 다음 법선과 접선이라는 두 가지 구성 요소로 분해될 수 있습니다. 정지한 유체에서 전단력에 대한 저항력이 없기 때문에 접선 성분이 존재하면 필연적으로 플랫폼을 따라 유체가 이동하게 됩니다. 그녀의 균형이 깨질 것입니다.

그러므로 유일한 가능한 방향정수압은 현장에 수직인 방향입니다.

정수압이 내부가 아닌 외부 법선을 따라 전달된다고 가정하면, 즉 고려중인 물체 내부가 아니라 외부에서 액체가 인장력에 저항하지 않기 때문에 액체 입자가 움직이기 시작하고 평형이 중단됩니다.

결과적으로 물의 정수압은 항상 내부 법선을 따르며 압축압력을 나타냅니다.

이 동일한 규칙에 따르면 어떤 지점에서 압력이 변하면 이 액체의 다른 지점의 압력도 같은 양만큼 변합니다. 이것이 파스칼의 법칙으로 다음과 같이 공식화됩니다. 액체에 가해지는 압력은 액체 내부의 모든 방향으로 동일한 힘으로 전달됩니다.

정수압 하에서 작동하는 기계의 작동은 이 법칙의 적용을 기반으로 합니다.

압력 값에 영향을 미치는 또 다른 요소는 액체의 점도인데, 최근까지 이는 일반적으로 무시되었습니다. 고압에서 작동하는 장치의 출현으로 점도도 고려해야 했습니다. 압력이 변하면 오일과 같은 일부 액체의 점도가 여러 번 변할 수 있다는 것이 밝혀졌습니다. 그리고 이것은 이미 그러한 액체를 작동 매체로 사용할 가능성을 결정합니다.

압력은 물리량, 자연과 인간의 삶에서 특별한 역할을합니다. 이 눈에 보이지 않는 현상은 상태에만 영향을 미치는 것이 아닙니다. 환경, 또한 모든 사람이 매우 잘 느꼈습니다. 그것이 무엇인지, 어떤 유형이 존재하는지, 다양한 환경에서 압력(공식)을 찾는 방법을 알아봅시다.

물리학과 화학에서 압력이란 무엇입니까?

이 용어는 작용하는 표면적에 수직으로 가해지는 압력의 비율로 표현되는 중요한 열역학적 양을 나타냅니다. 이 현상은 그것이 작동하는 시스템의 규모에 의존하지 않으므로 집중적인 양을 나타냅니다.

평형 상태에서는 시스템의 모든 지점에 대한 압력이 동일합니다.

물리학과 화학에서는 문자 "P"로 표시하는데, 이는 "P"의 약어입니다. 라틴어 이름용어-pressūra.

만약에 우리 얘기 중이야액체의 삼투압(세포 내부와 외부의 압력 균형)에 대해서는 문자 "P"를 사용합니다.

압력 단위

국제 SI 시스템의 표준에 따르면 문제의 물리적 현상은 파스칼(키릴 문자 - Pa, 라틴어 - Ra) 단위로 측정됩니다.

압력 공식에 따르면 1Pa는 1N(뉴턴 - 1제곱미터(면적 단위)로 나눈 값)과 같습니다.

그러나 실제로 파스칼을 사용하는 것은 매우 어렵습니다. 왜냐하면 이 단위가 매우 작기 때문입니다. 이와 관련하여 SI 표준 외에도 이 수량을 다르게 측정할 수 있습니다.

아래는 가장 유명한 유사품입니다. 대부분은 구소련에서 널리 사용되었습니다.

• 바. 1바는 105Pa와 같습니다.
• Torrs 또는 수은 밀리미터.대략 1torr는 133.3223684 Pa에 해당합니다.
• 물기둥의 밀리미터.
• 물기둥의 미터.
• 기술적인 분위기.
• 물리적 분위기. 1atm은 101,325Pa 및 1.033233atm과 ​​같습니다.
• 평방 센티미터당 킬로그램 힘.톤포스(ton-force)와 그램포스(gram-force)도 구별됩니다. 또한 평방 인치당 파운드 힘과 유사한 개념이 있습니다.

압력의 일반 공식(7학년 물리학)

주어진 물리량의 정의로부터 그것을 찾는 방법을 결정할 수 있습니다. 아래 사진과 같습니다.

여기서 F는 힘이고 S는 면적입니다. 즉, 압력을 구하는 공식은 힘을 작용하는 표면적으로 나눈 것입니다.

P = mg / S 또는 P = pVg / S로 쓸 수도 있습니다. 따라서 이 물리량은 다른 열역학적 변수인 부피 및 질량과 관련이 있는 것으로 밝혀졌습니다.

압력에는 다음 원칙이 적용됩니다. 더 적은 공간, 이는 힘의 영향을 받습니다. 많은 분량그에게는 압박하는 힘이 있습니다. 면적이 증가하는 경우(동일한 힘으로) - 필요 수량감소합니다.

정수압 공식

다른 집계 상태물질은 서로 다른 특성의 존재를 제공합니다. 이를 바탕으로 P를 결정하는 방법도 달라집니다.

예를 들어, 수압(정수압) 공식은 다음과 같습니다: P = pgh. 이는 가스에도 적용됩니다. 그러나 계산에는 사용할 수 없습니다. 기압, 고도와 공기 밀도의 차이로 인해 발생합니다.

이 공식에서 p는 밀도, g는 중력 가속도, h는 높이입니다. 이를 바탕으로 물체나 물체가 깊이 잠길수록 액체(기체) 내부에서 물체에 가해지는 압력이 높아집니다.

고려중인 옵션은 적응입니다 전형적인 예 P = F/S.

힘이 자유 낙하 속도에 의한 질량의 미분(F = mg)과 같고 액체의 질량이 밀도에 의한 부피의 미분(m = pV)이라는 것을 기억한다면 공식 압력은 다음과 같습니다. P = pVg / S로 표시됩니다. 이 경우 부피는 면적에 높이를 곱한 값입니다(V = Sh).

이 데이터를 삽입하면 출력에서 ​​분자와 분모의 영역이 줄어들 수 있음이 밝혀졌습니다. 위 공식은 P = pgh입니다.

액체의 압력을 고려할 때 고체와 달리 표면층의 곡률이 종종 가능하다는 점을 기억할 가치가 있습니다. 그리고 이것은 차례로 추가적인 압력 형성에 기여합니다.

이러한 상황에서는 P = P 0 + 2QH라는 약간 다른 압력 공식이 사용됩니다. 안에 이 경우 P 0 는 곡선이 없는 층의 압력이고, Q 는 액체의 장력 표면입니다. H는 라플라스의 법칙(H = ½ (1/R 1 + 1/R 2))에 따라 결정되는 표면의 평균 곡률입니다. R 1 및 R 2 성분은 주곡률의 반경입니다.

부분압력과 그 공식

P = pgh 방법은 액체와 기체 모두에 적용 가능하지만 후자의 압력은 약간 다른 방식으로 계산하는 것이 좋습니다.

사실 자연에서는 일반적으로 혼합물이 우세하기 때문에 절대적으로 순수한 물질이 자주 발견되지 않습니다. 그리고 이는 액체뿐만 아니라 기체에도 적용됩니다. 아시다시피 이러한 각 구성 요소는 부분이라고 불리는 서로 다른 압력을 가합니다.

정의하는 것은 매우 쉽습니다. 이는 고려중인 혼합물의 각 성분 (이상 기체)의 압력의 합과 같습니다.

이에 따라 부분 압력 공식은 구성 요소의 수에 따라 P = P 1 + P 2 + P 3 ... 등으로 표시됩니다.

공기압을 결정해야 하는 경우가 종종 있습니다. 그러나 일부 사람들은 P = pgh 방식에 따라 산소만을 사용하여 계산을 수행하는 실수를 합니다. 그러나 공기는 서로 다른 가스의 혼합물입니다. 그것은 질소, 아르곤, 산소 및 기타 물질을 포함합니다. 현재 상황에 따라 공기압 공식은 모든 구성 요소의 압력의 합입니다. 이는 위에서 언급한 P = P 1 + P 2 + P 3 ...을 취해야 함을 의미합니다.

압력을 측정하는 가장 일반적인 도구

위에서 언급한 공식을 사용하여 문제의 열역학적 양을 계산하는 것이 어렵지 않다는 사실에도 불구하고 때로는 계산을 수행할 시간이 없습니다. 결국, 항상 수많은 뉘앙스를 고려해야 합니다. 따라서 편의를 위해 수세기에 걸쳐 사람 대신 이를 수행하는 수많은 장치가 개발되었습니다.

실제로 이러한 종류의 거의 모든 장치는 일종의 압력 게이지입니다(가스 및 액체의 압력을 결정하는 데 도움이 됨). 그러나 디자인, 정확성 및 적용 범위가 다릅니다.

• 대기압은 기압계라고 불리는 압력계를 사용하여 측정됩니다. 진공(즉, 대기압 이하의 압력)을 결정해야 하는 경우 다른 유형인 진공 게이지가 사용됩니다.
• 알아내기 위해서는 동맥압인간의 경우 진행 중혈압계. 대부분의 사람들에게는 비침습적 혈압 모니터로 더 잘 알려져 있습니다. 이러한 장치에는 수은 기계식부터 완전 자동 디지털까지 다양한 종류가 있습니다. 정확도는 제작 재료와 측정 위치에 따라 달라집니다.
• 환경의 압력 강하(영어 - 압력 강하)는 차압계(동력계와 혼동하지 말 것)를 사용하여 결정됩니다.

압력의 종류

압력, 그것을 찾는 공식 및 그 변형을 고려하여 다른 물질, 이 값의 종류에 대해 알아볼 가치가 있습니다. 그 중 5 개가 있습니다.

• 순수한.
• 기압계
• 과도한.
• 진공 미터법.
• 미분.

순수한

이것은 대기의 다른 기체 구성 요소의 영향을 고려하지 않고 물질이나 물체가 위치한 전체 압력의 이름입니다.

이는 파스칼 단위로 측정되며 과잉 압력과 대기압의 합입니다. 기압식과 진공식의 차이이기도 합니다.

P = P 2 + P 3 또는 P = P 2 - P 4 공식을 사용하여 계산됩니다.

행성 지구의 조건에서 절대 압력의 시작점은 공기가 제거된 용기 내부의 압력(즉, 고전적인 진공)입니다.

대부분의 열역학 공식에서는 이러한 유형의 압력만 사용됩니다.

기압계

이 용어는 지구 표면 자체를 포함하여 그 안에 있는 모든 물체와 물체에 대한 대기압(중력)을 나타냅니다. 대부분의 사람들은 그것을 대기로도 알고 있습니다.

하나로 분류되며 측정 장소와 시간, 기상 조건, 해발 위/아래 위치에 따라 그 값이 달라집니다.

기압의 크기는 한 단위의 법선 영역에 대한 대기력의 계수와 같습니다.

안정된 대기에서 이 물리적 현상의 크기는 면적이 1인 바닥 위의 공기 기둥의 무게와 같습니다.

정상 기압은 101,325Pa(섭씨 0도에서 760mmHg)입니다. 더욱이, 물체가 지구 표면에서 높을수록 기압은 낮아집니다. 8km마다 100Pa씩 감소합니다.

이 속성 덕분에 주전자의 물은 집에 있는 난로보다 산에서 훨씬 빨리 끓습니다. 사실 압력은 끓는점에 영향을 미칩니다. 압력이 감소하면 후자가 감소합니다. 그 반대. 그러한 작품 주방용품압력솥이나 오토클레이브 같은 것 말이죠. 내부 압력이 증가하면 더 많은 형성에 기여합니다. 고온일반 프라이팬보다

기압 고도 공식은 대기압을 계산하는 데 사용됩니다. 아래 사진과 같습니다.

P는 고도에서 원하는 값, P 0은 표면 근처의 공기 밀도, g는 자유 낙하 가속도, h는 지구 위의 높이, m - 몰 질량가스, t는 시스템의 온도, r은 범용 가스 상수 8.3144598 J⁄(mol x K), e는 2.71828에 해당하는 아이클러 수입니다.

위의 대기압 공식에서는 R 대신 K - 볼츠만 상수가 사용되는 경우가 많습니다. 보편적인 기체 상수는 종종 그 곱을 통해 아보가드로 수(Avogadro's number)로 표현됩니다. 입자의 수를 몰 단위로 나타내면 계산이 더 편리합니다.

계산을 할 때는 기상 상황의 변화나 해발 고도 및 지리적 위도의 변화로 인해 기온이 변할 가능성을 항상 고려해야 합니다.

게이지 및 진공

대기압과 측정된 대기압의 차이를 초과 압력이라고 합니다. 결과에 따라 수량명이 변경됩니다.

양수이면 게이지 압력이라고 합니다.

얻은 결과에 마이너스 기호가 있으면 이를 진공 측정이라고 합니다. 기압보다 클 수 없다는 점을 기억할 가치가 있습니다.

미분

이 값은 다양한 측정 지점에서의 압력 차이입니다. 일반적으로 모든 장비의 압력 강하를 결정하는 데 사용됩니다. 이는 석유 산업에서 특히 그렇습니다.

어떤 종류의 열역학적 양이 압력이라고 불리며 어떤 공식으로 발견되는지 파악한 후 우리는 이 현상이 매우 중요하므로 이에 대한 지식이 결코 불필요하지 않을 것이라고 결론을 내릴 수 있습니다.

아래 계산기는 액체 기둥의 압력 공식을 사용하여 주어진 값에서 알 수 없는 양을 계산하도록 설계되었습니다.
공식 자체는 다음과 같습니다.

계산기를 사용하면 다음을 찾을 수 있습니다.

• 알려진 액체 밀도, 액체 기둥의 높이 및 중력 가속도를 기반으로 한 액체 기둥의 압력
• 알려진 액체 압력, 액체 밀도 및 중력 가속도를 기반으로 한 액체 기둥의 높이
• 알려진 액체 압력, 액체 기둥 높이 및 중력 가속도를 기반으로 한 액체 밀도
• 알려진 유체 압력, 유체 밀도 및 유체 기둥 높이를 기반으로 한 중력 가속도

모든 경우에 대한 공식을 도출하는 것은 쉽지 않습니다. 밀도의 경우 기본값은 물의 밀도이고, 중력 가속도(지구의 가속도) 및 압력의 경우 1기압과 동일한 값입니다. 평소와 같이 계산기 아래에 약간의 이론이 있습니다.

압력 밀도 높이 중력 가속도

액체의 압력, Pa

액체 기둥 높이, m

액체 밀도, kg/m3

중력 가속도, m/s2

수압- 기존 수준보다 높은 물기둥의 압력.

정수압의 공식은 매우 간단하게 도출됩니다.

이 공식에서 압력은 용기의 면적이나 모양에 의존하지 않는다는 것이 분명합니다. 이는 특정 액체 기둥의 밀도와 높이에만 의존합니다. 따라서 용기의 높이를 높이면 다음과 같은 결과를 얻을 수 있습니다. 고압.
블레즈 파스칼(Blaise Pascal)은 1648년에 이것을 증명했습니다. 그는 물이 채워진 닫힌 통에 좁은 관을 삽입하고 2층 발코니로 올라가서 이 관에 물 한 컵을 부었습니다. 튜브의 두께가 얇기 때문에 그 안의 물이 높이 올라가고 배럴의 압력이 너무 높아져 배럴의 고정 장치가 견딜 수 없어 깨졌습니다.

이는 또한 정수역학적 역설(hydrostatic paradox) 현상으로 이어진다.

정수압 역설- 용기 바닥에서 용기에 붓는 액체의 무게 압력의 힘이 붓는 액체의 무게와 다를 수 있는 현상. 위쪽으로 증가하는 선박에서 교차 구역용기 바닥에 가해지는 압력 무게가 덜 나가다액체, 단면적이 위쪽으로 감소하는 용기에서는 용기 바닥에 가해지는 압력이 액체의 무게보다 큽니다. 용기 바닥에 가해지는 액체 압력의 힘은 원통형 용기의 경우에만 액체의 무게와 같습니다.

위 그림에서 용기 바닥의 압력은 모든 경우에 동일하며 부은 액체의 무게에 의존하지 않고 액체 높이에만 의존합니다. 정수압 역설의 이유는 액체가 용기 바닥뿐만 아니라 용기 벽에도 압력을 가하기 때문입니다. 경사진 벽의 유체 압력에는 수직 성분이 있습니다. 위쪽으로 팽창하는 용기에서는 아래쪽으로 향하고 위쪽으로 좁아지는 용기에서는 위쪽으로 향합니다. 용기 안의 액체의 무게는 용기의 전체 내부 영역에 대한 액체 압력의 수직 성분의 합과 같습니다.

액체와 기체는 외부 압력뿐만 아니라 부품의 무게로 인해 내부에 존재하는 압력도 모든 방향으로 전달합니다. 액체의 상부 층은 중간에, 하부에, 후자는 바닥에 압착됩니다.

정지해 있는 유체가 가하는 압력을 압력이라고 한다. 정수압.

임의의 깊이 h(그림 98의 A 지점 부근)에서 액체의 정수압을 계산하는 공식을 구해 보겠습니다. 위에 있는 좁은 수직 액체 기둥으로부터 이곳에 작용하는 압력은 두 가지 방식으로 표현될 수 있습니다.
첫째, 이 기둥 바닥의 압력과 단면적의 곱은 다음과 같습니다.

F = pS ;

둘째, 동일한 액체 기둥의 무게, 즉 액체 질량(공식 m = ρV, 여기서 부피 V = Sh로 구할 수 있음)과 중력 가속도 g의 곱입니다.

F = mg = ρShg.

압력에 대한 두 표현을 동일시해 보겠습니다.

pS = ρShg.

이 등식의 양쪽을 면적 S로 나누면 깊이 h에서의 유체 압력을 찾습니다.

p = ρgh. (37.1)

우리는 얻었다 정수압 공식. 액체 내부의 모든 깊이에서의 정수압은 액체가 위치한 용기의 모양에 의존하지 않으며 액체 밀도, 중력 가속도 및 압력이 고려되는 깊이의 곱과 같습니다.

같은 양의 물이라도 다른 용기에 있으면 바닥에 다른 압력을 가할 수 있습니다. 이 압력은 액체 기둥의 높이에 따라 달라지므로 넓은 용기보다 좁은 용기에서 더 큽니다. 덕분에 소량의 물이라도 매우 높은 압력을 생성할 수 있습니다. 1648년에 이것은 B. Pascal에 의해 매우 설득력 있게 증명되었습니다. 그는 물이 채워진 닫힌 통에 좁은 관을 삽입하고 집 2 층 발코니로 올라가서이 관에 물 한 컵을 부었습니다. 튜브의 두께가 얇기 때문에 그 안의 물이 높이 올라가고 배럴의 압력이 너무 높아져 배럴의 고정 장치가 견딜 수 없어 깨졌습니다 (그림 99).
우리가 얻은 결과는 액체뿐만 아니라 기체에도 유효합니다. 그들의 층은 또한 서로를 누르므로 정수압도 존재합니다.

1. 정수압이라고 불리는 압력은 무엇입니까? 2. 이 압력은 어떤 가치에 달려 있습니까? 3. 임의의 깊이에서 정수압에 대한 공식을 도출합니다. 4. 적은 양의 물로 어떻게 큰 압력을 생성할 수 있습니까? 파스칼의 경험에 대해 이야기해 주세요.
실험적 작업.큰 그릇을 가져다가 그 벽에 세 개를 만들고 작은 구멍~에 다른 높이. 구멍을 플라스틱으로 덮고 용기에 물을 채웁니다. 구멍을 열고 흐르는 물의 흐름을 관찰하십시오(그림 100). 구멍에서 물이 새어 나오는 이유는 무엇입니까? 깊이에 따라 수압이 증가한다는 것은 무엇을 의미합니까?

배관 공사는 기술, 메커니즘의 정글을 탐구하거나 건축을 위한 꼼꼼한 계산에 참여할 이유를 별로 주지 않는 것 같습니다. 가장 복잡한 계획. 그러나 그러한 비전은 배관에 대한 피상적인 시각입니다. 실제 배관 산업은 프로세스의 복잡성이 결코 열등하지 않으며 다른 많은 산업과 마찬가지로 전문적인 접근 방식이 필요합니다. 결과적으로 전문성은 배관의 기반이 되는 견고한 지식 저장소입니다. 배관공의 전문적 지위에 한 걸음 더 다가가기 위해 (너무 깊게는 아니지만) 배관 교육 과정을 살펴보겠습니다.

블레즈 파스칼(Blaise Pascal)이 유체 압력의 작용이 어느 방향에서든 일정하다는 사실을 발견했을 때 현대 유압학의 기본 기초가 형성되었습니다. 액체 압력의 작용은 표면적에 직각으로 작용합니다.

측정 장치(압력계)가 특정 깊이의 액체 층 아래에 ​​배치되고 민감한 요소가 다른 방향으로 향하는 경우 압력 판독값은 압력계의 모든 위치에서 변경되지 않은 상태로 유지됩니다.

즉, 유체 압력은 방향 변화에 전혀 의존하지 않습니다. 그러나 각 레벨의 유체 압력은 깊이 매개변수에 따라 달라집니다. 압력계를 액체 표면에 더 가까이 이동하면 판독값이 감소합니다.

따라서 다이빙을 하면 측정된 판독값이 증가합니다. 또한 깊이가 두 배로 증가하는 조건에서는 압력 매개변수도 두 배로 증가합니다.

파스칼의 법칙은 현대 생활에 가장 친숙한 조건에서 수압의 영향을 명확하게 보여줍니다.

따라서 유체의 이동 속도가 설정될 때마다 초기 정압의 일부가 이 속도를 구성하는 데 사용되며, 이후에는 압력 속도로 존재합니다.

부피 및 유량

특정 지점을 통과하는 액체의 양 지정된 시간는 유량 또는 유량으로 간주됩니다. 유량은 일반적으로 분당 리터(L/min)로 표시되며 유체의 상대 압력과 관련됩니다. 예를 들어 2.7기압에서 분당 10리터입니다.

유속(유체 속도)은 유체가 특정 지점을 지나 이동하는 평균 속도로 정의됩니다. 일반적으로 초당 미터(m/s) 또는 분당 미터(m/min)로 표시됩니다. 유량은 중요한 요소유압 라인을 교정할 때.

부피와 유량은 종종 동시에 고려됩니다. 다른 모든 조건이 동일할 때(입력 부피가 일정하다고 가정) 파이프의 단면적이나 크기가 감소함에 따라 유속이 증가하고 단면적이 증가함에 따라 유속이 감소합니다.

따라서 파이프라인의 넓은 부분에서는 유속의 둔화가 관찰되고, 반대로 좁은 곳에서는 속도가 증가합니다. 동시에, 각 제어점을 통과하는 물의 양은 변하지 않습니다.

베르누이의 원리

잘 알려진 베르누이 원리는 유체의 압력이 상승(하강)하면 항상 속도가 감소(증가)한다는 논리에 기초합니다. 반대로, 유체 속도의 증가(감소)는 압력의 감소(증가)로 이어집니다.

이 원리는 여러 가지 일반적인 배관 현상의 기초가 됩니다. 간단한 예로, 베르누이의 원리는 사용자가 물을 켤 때 샤워 커튼이 "안쪽으로 들어가게" 되는 원인이 됩니다.

외부와 내부의 압력 차이로 인해 샤워 커튼에 힘이 가해집니다. 이 힘찬 노력으로 커튼이 안쪽으로 당겨집니다.

또 다른 명확한 예는 스프레이 노즐이 있는 향수병으로, 영역이 생성될 때 저기압높은 공기 속도로 인해. 그리고 공기는 액체를 운반합니다.

베르누이의 원리는 허리케인이 닥칠 때 집의 창문이 저절로 깨지는 경향이 있는 이유도 보여줍니다. 이러한 경우 창 밖의 공기 속도가 극도로 빠르면 외부 압력이 내부 압력보다 훨씬 낮아져 공기가 거의 움직이지 않게 됩니다.

힘의 큰 차이로 인해 창문이 바깥쪽으로 밀려 유리가 깨질 수 있습니다. 따라서 큰 허리케인이 접근하면 기본적으로 건물 내부와 외부의 압력을 균등하게 유지하기 위해 창문을 최대한 넓게 열어야 합니다.

베르누이의 원리가 작동하는 몇 가지 예는 날개와 야구의 "커브 볼"의 움직임으로 인해 비행기가 떠오르는 것입니다.

두 경우 모두 물체의 위쪽과 아래쪽을 통과하는 공기의 속도에 차이가 발생합니다. 비행기 날개의 경우 속도 차이는 야구에서 플랩의 움직임에 의해 생성되며 이는 물결 모양의 가장자리가 있기 때문입니다.

가정 배관공 실습