Понятие о напоре

Важным для практического приложения является понятие о напоре.

Напором называют меру удельной энергии, которой обладает частица жидкости или поток жидкости. Т.к. в гидростатике рассматривается покоящаяся жидкость, любая ее частица обладает удельной потенциальной энергией.

Рассмотрим закрытый сосуд (рис. 3.8), частично наполненный жидкостью. Наметим в жидкости точку А и приключим к ней запаянную сверху стеклянную трубку, считая, что в ней создано полное разрежение, и пьезометр.

Рис. 3.8

Горизонтальная плоскость 0–0 называется плоскостью сравнения.

Абсолютный пьезометрический напор Hp= hp+ z или Hp= z.

Возьмем некоторое количество жидкости с массой m и весом mg и представим его сосредоточенным в точке А. Под действием абсолютного давления p = p0+ h, действующего в этой точке, взятое количество жидкости способно подняться на высоту hpнад плоскостью А–А и на высоту Hpнад плоскостью сравнения 0–0. Тогда взятое количество жидкости весом mg по отношению к 0–0 обладает потенциальной энергией, равной mgHp.

Потенциальную энергию, заключающуюся в единице веса жидкости, назовем удельной энергией, напором, тогда:

mgHp/ mg = Hp = hp+ z = z.

Абсолютную удельную потенциальную энергию можно представить состоящей из 2-х частей: = hp– удельная энергия абсолютного давления; z – удельная энергия положения.

Для всех точек тяжелой покоящейся жидкости Hpостается постоянной, т.е. для любой точки жидкости в сосуде h + z = H0= const, где H0– расстояние от свободной поверхности жидкости до плоскости сравнения.

Для практики более важное значение имеет понятие избыточного пьезометрического напора. По отношению к плоскости 0 – 0 им является сумма избыточной пьезометрической высоты h'p и координаты z, т.е.

H'p= h'p+ z или H'p= p' / + z;

Hp – H'p= (p / + z) – (p' / + z) = pа/ , т.е. избыточный пьезометрический напор отличается от абсолютного на величину pа/ .

Избыточная удельная потенциальная энергия есть сумма удельной энергии избыточного давления и удельной энергии положения.