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流体的静压强

 雪球儿. 2013-10-10
 
 
 

流体的静压强  

 

    在静止的流体内,取通过某点的任意截面的面积为ΔA,垂直作用于该面积上的压力为ΔP,在此情况下,单位面积上所受的压力,称为流体的静压强,简称压强,其表达式为:

 (1-6)

上式中,当ΔA→0时,ΔP/ΔA的极限值就称为该点的静压强,即:

 (1-6a)

式中p为流体的静压强,Pa;P为垂直作用于流体表面上的压力,N;A为作用面的面积,m2。
    在SI中,压强的单位是Pa,称为帕斯卡。但习惯上还采用其它单位,如以atm(标准大气压)、某流体柱高度、bar(巴)或kgf/cm2等,它们之间的换算关系为:

1atm=1.033kgf/cm2=760mmHg=10.33mH2O=1.01333bar=1.0133×105Pa

    工程上为了使用和换算方便,常将1kgf/cm2近似地作为1个大气压,称为1工程大气压。于是

 1atm=1kgf/cm2=735.6mmHg=10mH2O=0.9807bar=9.807×104Pa

    流体的压强除用不同的单位来计量外,还可以用不同的方法来表示。
    以绝对零压作起点计算的庄强,称为绝对任强,是流体的真实压强。
    流体的压强可用测压仪表来测量。当被测流体的绝对压强大于外界大气压强时,所用的侧压仪表称为压强表。压强表上的读数表示被侧流体的绝对压强比大气压强高出的数值,称为表压强,即:

表压强=绝对压强-大气压强

     当被出流体的绝对任强小于外界大气在强时,所用测压仪表称为真空表。真空表上的读数表示被测流体的绝对压强低于大气压强的数值,称为真空度,即:

真空度=大气压强-绝对压强

    显然,设备内流体的绝对压强愈低,则它的真空度就愈高。真空度又是表压强的负值,例如,真空度为6×103Pa,则表压强是-6×103Pa。
    绝对压强、表压强与真空度之间的关系,可以用图1-1表示。

 

图1-1 绝对压强、表压强和真空度的关系

    应当指出,外界大气压强随大气的温度、湿度和所在地区的海拔高度而变。为了避免绝

对压强、表压强、真空度三者相互混淆,在以后的讨论中规定,对表压强和真空度均加以标

注,如2×103Pa(表压)、4×103Pa(真空度)等。

【1-1】在兰州操作的苯乙烯真空蒸馏塔顶的真空表读书为80×103Pa。在天津操作时,若要求塔内维持相同的绝对压强,真空表的读书应为若干。兰州地区的平均大气压强为85.3×103Pa,天津地区的平均大气压强条件为101.33×103Pa。
    解:根据兰州地区的大气压强条件,可求得操作时塔顶的绝对压强为:

绝对压强=大气压强-真空度=85300-80000=5300Pa

    在天津操作时,要求塔内维持相同的绝对压强,由于大气压强与兰州的不同,则塔顶的真空度也不同,其值为:

真空度=大气压强-绝对压强=101330-5300=96030Pa

 

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