【北京理工大學】《工程流體力學》精品課 P20 - 21. 2.4.2 靜壓強的測量2

那麼下邊我們再看壓差計 壓差計是這樣子 就有的時候兩個容器之間 我們並不需要去測量容器裏邊的壓強有多大 而只想測量它們之間的壓差有多大 比如說這個圖 這個圖有容器一 有容器一 有容器二 那麼我就想看看 容器一與容器二之間的壓差有多大 那麼對於這種測量這個壓差的 我們把它叫做壓差計 那麼這個壓差計我們來看 我們採用這種倒着的U型管 那麼假如一和二里邊都是水 或者同種介質 都是同種介質 都是鑼 密度都是鑼 那麼在這個兩個容器之間 在兩個管之間 那麼容器一里邊的 它的頁面是上升到這麼高 容器二的頁面 它上升到這麼高 然後兩者之間有空氣 兩者之間有空氣 那麼這時候它的壓差有多大呢 那麼這裏邊 我們來看 第一 空氣是密度很小的 那麼空氣密度很小 因此我們就認爲 在兩邊頁面處的壓強是相等的 也就在這個空氣裏邊的壓強是相等的 一個壓強 這是一 那麼根據這個我們來看 根據這個我們來看 如果要是把這個空氣裏邊的壓強叫做P0 空氣的壓強叫做P0 那麼這時候我們看 在一這個界面 一里邊 容器一里邊 那麼它的壓強等於什麼呢 它的壓強等於這點的壓強 加上邏輯這麼高 對吧 邏輯這麼高 那麼也就是說 一點的壓強應該等於是P0 這點的P0 加上邏輯 H加上Y 再減去A 就是這個高度 對吧 那麼這個是一點處的壓強 P1 那麼二點處的壓強呢 二點處的壓強應該等於這個P0 這個P0 那麼加上邏輯Y 那麼這個就是二點處的壓強 那麼這時候我們看 兩個壓強之差 就是P1與P2之差 就是它減它了 那麼因此呢 因此呢 P0是相等的 P0不變的 那麼因此呢 我們來看 P2減去邏輯Y 就應該等於P1減去它 得到這麼一個關係式 那麼這樣呢 我們就得到一二兩點的壓差 Delta P等於P1減P2 Delta P就P1減P2 把這個移過來 對吧 那麼邏輯Y跟邏輯Y消了 因此就等於邏輯H減A 那麼A呢是一致的 A是一致的 因此只要測出H 那麼兩段的壓差也就出來了 對吧 那麼按照這個原理來測量壓差 我們把這個叫做壓差計 叫做壓差計 那麼這是一個 那麼下邊呢 我們再看 還有時候呢 經常用到測量很小的壓強 很小的壓強 那麼測量很小的壓強是什麼問題呢 就是說呢 我們看這個圖 這個圖 這個圖呢 如果這的壓強比較小 那麼我們在這邊仍然採用一個測壓管 直的測壓管的話 那麼這個時候呢 由於這個壓強比較小 因此這個液柱高呢 ΔA這液柱高啊 H也很小 那麼這個液柱高也很小 那麼因此測量出來的誤差就比較大 誤差比較大 那麼因此這裏邊就是有一個 怎麼樣把這個液麪高H給它放大了 對吧 給它放大了 那麼這樣的 我們就選用了這麼一種測量測壓管 這個測壓管呢 就是給它斜着放 傾斜一個角度 那麼傾斜一個角度 我們讀這個測壓管的高度的時候呢 我們不是讀它的垂直高度 而是讀它的沿着管的長度L 那麼L與H之間的關係呢 L與H之間的關係呢 那麼就是 H等於L乘以sinθ 對吧 那麼這時候這個壓強啊 進來的這個壓強 它等於若計H 那麼這個壓強等於若計H 而H呢 又等於L乘以sinθ 就變成了這個 那麼θ一定我們讀出L來 那麼也讀出了這個壓強 對吧 那麼L比H要大很多 所以讀起來呢 也方便了很多 那麼這個呢 叫做傾斜式微壓計 當然這個角度呢 也不能θ角啊 也不能太小 那麼一般來說 常用的θ角呢 是在10度到30度 那麼這樣呢 我們可以把這個H呢 給它放大到2到5倍 就是30度的時候 我們給它放大了兩倍 對吧 那麼因此給它放大 把H給放大 那麼這個呢 是測量小壓強啊 用傾斜式微壓計 那麼這個是關於淨壓強的測量 那麼除了淨壓強的測量以外呢 有的時候呢 我們還會遇到另外一個 叫做真空度 那叫做真空度 那麼這個真空度呢 前頭我們講了 就是當某點的壓強 小於當地大氣壓的時候 那麼這一點呢 就處於真空狀態 這一點的壓強呢 小於當地大氣壓的值 我們把它叫做真空度 你比如說像這一個封閉的容器 如果這有個活塞 那麼我們要把活塞往上拉的時候 那麼裏邊的空氣怎麼樣呢 就會膨脹啊 就會膨脹 變細 密度變大啊 裏邊的壓強就會低於一個大氣壓 就會變成有真空度 對吧 那麼關於真空度的測量呢 我們呢採用這種方法啊 大家看這是一個容器 這是一個容器 那麼這容器裏邊呢 放了一些水 然後這個容器裏邊呢 是有真空度的 比如說在裏邊有某一個真空度 然後呢 我們把這個容器呢 接出一根管來 那麼這個管呢 給它插到這個裏邊 那麼這時候我們假設這有一個開關 是封閉的 然後把這個給它擱到這個裏面來 那麼擱到這個 插到這個液體裏面來 這個液體呢 是通大氣的 表面上是PA 然後呢 我們看在這個裏邊啊 那麼在這條線上是一個等壓面 這兒是個等壓面 對吧 然後把這個開關的給它打開來 那麼一旦打開了 由於這兒有真空度 所以就會把這水呢 給它放上吸 吸到一定的高度 那麼吸到一定的高度以後 這裏邊的壓強呢 就是跟這壓強一樣 有真空度 對吧 那麼這時候由於這兒是一個等壓面 這兒是一個等壓面 管道里邊的壓強 跟外邊的這壓強相等 那麼外邊這兒的壓強呢 是PA 那麼管裏邊這點的壓強是多少呢 就是這裏邊的P 這兒的P加上邏輯HV 對吧 就有這個 那麼也就是說 我們有這個關係式 有這個關係式 那麼這個關係式呢 其中呢 這個高度HV 我們把它叫做這一點處的真空高度 就是這個容器裏邊真空高度 那麼這個真空高度呢 按照這個式子呢 又可以寫成PA-P 處於邏輯 那麼PA-P呢 就是真空度 我們把它叫做PV處於邏輯 因此這裏邊呢 該處的真空度爲PV 那麼該點的真空高度爲HV 那麼測量真空度的測量呢 就是這個 那麼關於這個測量呢 我想大家能不能有一點其他的這個比喻 就是那個粒子 那麼在這兒呢 大家這麼想吧 把這個呢 當做是一杯可樂 開口了哈 是一杯可樂 那麼把這個管呢 當做吸管 把這個呢 當做口腔 你的口腔 那麼你要是把想把這個可樂給吸到嘴裏邊來 你就必須得做 也就是說在你的口腔裏邊製造真空度 那麼製造真空度這個時候呢 你如果要是這管比較長 比較高 這個液柱高比較大 那也就是說這個你呢 離這個可樂的距離比較遠 那麼這時候你使勁吸呀吸呀 只能給他吸到這兒 吸不上來 那麼這個時候我們看 那麼你所產生的真空度有多少呢 那麼你口腔所產生的真空度就是若即HV 你所產生的真空高度就是HV 對吧 那麼當然 如果你要是能給他吸上來了 能給他吸上來了 那麼這時候呢 從這兒到頁面 這個高度是HV 也就是說你嘴裏邊呢 製造的真空高度HV應該是這麼高 至少這麼高 如果低於這麼高 那麼你的真空度就不夠 你就吸不上這個可樂了 當然你也就喝不到可樂了 對吧 那麼因此從這個例子呢 大家就體現一下真空度是怎麼回事 真空高度又是怎麼回事