что такое статическое и динамическое давление
Полное, статическое и динамическое давление. Измерение давления в воздуховодах систем вентиляции
Полное, статическое и динамическое давление
При движении воздуха по ВВ в любом поперечном сечении различают 3 вида давления:
Статическое давление определяет потенциальную энергию 1 м 3 воздуха в рассматриваемом сечении. Оно равно давлению на стенки воздуховода. 
.
Динамическое давление – кинетическаяя энергия потока, отнесенная к 1 м 3 воздуха.
– плотность воздуха,
— скорость воздуха, м/с.
Полное давление равно сумме статического и динамического давления.
Принято пользоваться значением избыточного давления, принимая за условный ноль атмосферное давление на уровне системы. В нагнетательных воздуховодах полное и статическое избыточное давление всегда «+», т.е. давление > 
. Во всасывающих воздуховодах полное и статическое избыточное давление «-».
Измерение давления в воздуховодах систем вентиляции
Давление в ВВ измеряется при помощи пневмометрической трубки и какого-либо измерительного прибора: микроманометра либо др.прибора.
Для нагнетательного воздуховода:
статическое давление – трубку статического давления к бачку микроманометра;
полное давление – трубку полного давления к бачку микроманометра;
динамическое давление – трубку полного давления к бачку, а статического – к капилляру микроманометра.
Для всасывающего воздуховода:
статическое давление – трубку статического давления к капилляру манометра;
полное давление – трубку полного давления к капилляру микроманометра;
динамическое давление – трубку полного давления к бачку, а статического – к капилляру микроманометра.
Схемы измерения давления в воздуховодах.
Билет №10
Потери давления в системах вентиляции
При движении по ВВ воздух теряет свою энергию на преодоление различных сопротивлений, т.е. происходят потери давления.
Потери давления на трение
– коэффициент сопротивления трения. Зависит от режима движения жидкости по воздуховоду.
— кинематическая вязкость, зависит от температуры.
При ламинарном режиме: 
при турбулентном движении зависит от шероховатости поверхности трубы. Применяются различные формулы и широко известна формула Альтшуля:
– абсолютная эквивалентная шероховатость материала внутренней поверхности воздуховода, мм.
Для листовой стали 0,1мм; силикатобетонные плиты 1,5 мм; кирпич 4 мм, штукатурка по сетке 10 мм
Удельные потери давления
В инженерных расчетах пользуются специальными таблицами, в которых приводят значения 
для круглого воздуховода. Для воздуховодов из других материалов вводится поправочный коэффициент и 
равно:
.
Значение поправочного коэффициента 
приводится к справочнике в зависимости от вида материала и от скорости перемещения воздуха по воздуховоду.
Для прямоугольных воздуховодов за расчетную величину d принимают эквивалентныйdэк, при которой потери давления в круглом воздуховоде при той же скорости будут равны потерям давления в прямоугольном воздуховоде:
— стороны прямоугольного воздуховода.
Следует иметь в виду: расход воздуха прямоугольного и круглого воздуховодов с 
при равенстве скоростей не совпадает.
Дата добавления: 2018-02-18 ; просмотров: 25354 ; Мы поможем в написании вашей работы!
Давление
Определение давления
Давление — это статическое давление жидкостей и газов, измеренное в сосудах, трубопроводах относительно атмосферного давления (Па, мбар, бар).
Содержание
Виды давления
Статическое давление
Статическое давление — это давление неподвижной жидкости. Статическое давление = уровень выше соответствующей точки измерения + начальное давление в расширительном баке.
Динамическое давление
Динамическое давление — это давление движущегося потока жидкости.
Давление нагнетания насоса
Это давление на выходе центробежного насоса во время его работы.
Перепад давления
Давление, развиваемое центробежным насосом для преодоления общего сопротивления системы. Оно измеряется между входом и выходом центробежного насоса.
Рабочее давление
Давление, имеющееся в системе при работе насоса.
Допустимое рабочее давление
Максимальное значение рабочего давления, допускаемого из условий безопасности работы насоса и системы.
Для непрерывной среды аналогично вводится понятие давление в каждой точке среды, играющее важную роль в механике жидкостей и газов. Давление в любой точке покоящейся жидкости по всем направлениям одинаково; это справедливо и для движущейся жидкости или газа, если их можно считать идеальными (лишёнными трения). В вязкой жидкости под давление в данной точке понимают среднее значение давление по трём взаимно перпендикулярным направлениям.
Давление играет важную роль в физических, химических, механических, биологических и др. явлениях.
Потеря давления
Потеря давления — снижение давления между входом и выходом элемента конструкции. К подобным элементам относятся трубопроводы и арматура. Потери возникают по причине завихрений и трения. Каждый трубопровод и арматура в зависимости от материала и степени шероховатости поверхности характеризуется собственным коэффициентом потерь. За соответствующей информацией следует обратиться к их изготовителям.
Единицы измерения давления
Давление является интенсивной физической величиной. Давление в системе СИ измеряется в паскалях; применяются также следующие единицы:
Что такое статическое и динамическое давление
В данном посте опишу теорию гидравлики простыми словами, чтобы понимать принципы поведения воды в трубе.
Как показала практика, многие работающие с системами автоматического полива люди, имеют ошибочное представление о поведении воды в трубопроводе. Так что опытным монтажникам думаю так же будет полезна данная статья.
Статическое давление
Статическое давление- характеризует свойства воды когда она в покое т.е она не движется.
Динамическое давление- свойство воды, характеризующее ее при ее движении в заданном направлении по трубопроводу для обеспечения, например полива. Параметры двигающейся воды, с которыми мы будем в дальнейшем иметь дело это расход и давление.
Итак, статическое давление воды мы имеем в закрытой системе (перекрытые клапана) при неподвижном потоке воды. Значения давления в этом случае меняются только с изменением высоты водного уровня. Статическое давление показывает потенциал давления, с которым система сможет работать.
Следует запомнить, что значение статического давления на плоской местности остается постоянным и действующим с одинаковой силой во всех направлениях. Перепады высот оказывают влияние на его значение. Повышение высоты снижает, а снижение высоты повышает уровень статического давления.
Как только мы открываем, клапан или кран, вода начинает двигаться и, в этом случае, мы уже имеем дело с динамическим давлением. В этом случае появляются новые потери давления, а именно потери давления на трение по трубопроводу и местные потери (фитинги, обратные клапана, электромагнитные клапана и т.д.). Шероховатость стенок трубы, турбулентность — вот лишь та малая часть явлений, которые отрицательным образом сказываются на значении давления в трубопроводе при движении воды от магистрали к дождевателям.
Динамическое давление
Динамическое давление или «рабочее давление» отличается от статического тем, что оно зависит от потерь связанных с движением воды, и его необходимо также учитывать, как и изменение статического давления связанного с изменением высоты. Динамическое давление непосредственно связанно с расходом или тем количеством воды, которое проходит по трубе или в месте местного сопротивления.
С увеличением количества воды протекающего по трубопроводу, увеличивается скорость движения потока, увеличивая потери в давлении. Можно найти ряд таблиц с потерями на трение, учитывающих диаметры трубопровода, его материал и скорость потока воды. А также вы всегда сможете найти таблицу местных потерь давления в зависимости от расхода в каталогах производителей поливочного оборудования.
ВАЖНО!!
Самое частое заблуждение и стереотип даже у опытных людей, много лет работающих с системами автоматического полива- это святая вера в то, что ПРИ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОМ ЗАУЖЕНИЕМ ДИАМЕТРА ТРУБОПРОВОДА- СОХРАНЯЕТСЯ ИЛИ УВЕЛИЧИВАЕТСЯ ДАВЛЕНИЕ. Это не ТАК.
Увеличение скорости течения жидкости при переходе из участка трубы с большей площадью поперечного сечения в участок трубы с меньшей площадью поперечного сечения означает, что жидкость движется с ускорением.
Согласно второму закону Ньютона, причиной ускорения является сила. Этой силой в данном случае является разность сил давления, действующих на текущую жидкость в широкой и узкой частях трубы. Следовательно, в широкой части трубы давление жидкости должно быть больше, чем в узкой.
Закон Бернулли 
Скорость потока (м3/ч, л/с), значение с которым вода двигается через компоненты трубопровода системы полива, очень важный фактор в анализе гидравлического расчета. Чем быстрее вода движется по трубе, тем выше потери на трение. Слишком большие скорости потока воды могут, также быть причинами других проблем (гидравлические удары, выход из строя запорного оборудования и т.д.).
Опытным путем и с помощью расчетов установлено, что скорость потока равная 1,5 м/с, является оптимальной для движения воды по пластиковым трубам. Дальнейшее увеличение скорости потока, приводит к непропорциональному увеличению значения потерь давления, порой в разы, что может привести к неприятным последствиям, когда на отдаленных зонах вы будете иметь давление, при котором полив осуществляться будет некорректно. А также, при скоростях меньших или равных 1,5 м/с, в системе снижается вероятность появления повреждений, связанных с гидравлическим ударом.
Напомню, что в сервисе по проектированию систем автоматического полива IRRISketch весь гидравлический расчёт делается автоматически, но знать азы всё равно полезно даже опытным работникам.
Что такое статическое и динамическое давление
Вывод основного закона аэродинамики
Исторически открытие основного закона аэродинамики не состоялось, поскольку не ставилась такая задача.
Основной закон аэродинамики должен связывать все величины, действующие в аэродинамике:
1. Общее давление газа 
.
2. Динамическое давление газа (скоростной напор) 
.
3. Статическое давление газа 
.
Формулы, связывающей эти три величины, не было выведено.
Наиболее близко к выводу основного закона аэродинамики подошел Бернулли в 1738 году в работе «гидродинамика». В этой работе он впервые вывел уравнение, впоследствии названное его именем.
Однако это уравнение не может быть основным уравнением аэродинамики по нескольким причинам:
1. Это уравнение справедливо только для идеальной (несжимаемой) жидкости, поэтому не может быть применено для газа.
2. Это уравнение не полное. Оно составлено для двух величин из трёх, действующих в аэродинамике.
3. В правой части этого уравнения вместо физической величины стоит константа, не имеющая физического смысла.
Преобразуем уравнение Бернулли в более понятный вид.
Обычно уравнение Бернулли представляют в виде:
, (1)
Где: 
— константа, не имеющая физического смысла,
— динамическое давление 
, направленное параллельно поверхности,
— статическое давление, направленное перпендикулярно к поверхности,
— давление, направленное перпендикулярно к поверхности.
Физически последние два давления представляют собой одно статическое давление, направленное перпендикулярно к поверхности твёрдого тела:
, (2)
С учетом (2) уравнение Бернулли можно переписать более понятным образом:
, (3)
Где 
— давление, направленное вдоль поверхности,
— давление, направленное перпендикулярно к поверхности.
Из уравнения (1.3) следует, что сумма давлений, направленных вдоль поверхности и перпендикулярно к поверхности, постоянна.
Эта формулировка уравнения Бернулли более понятна, но не даёт физической картины процесса.
Левая часть этого уравнения имеет физический смысл. Правая часть физического смысла не имеет. Физический смысл правой части уравнения можно придать, используя молекулярно – кинетическую теорию.
Известно, что все вещества состоят из молекул. Давление газа на поверхность твёрдого тела возникает из соударения молекул газа с молекулами твёрдого тела.
Рассмотрим два случая: без движения поверхности относительно газа и с движением.
1. Давление газа на поверхность твёрдого тела без движения твердой поверхности относительно газа (рис.1.1), например, крыла самолёта, стоящего на земле.
Статическое давление газа давление газа на твёрдую поверхность является следствием давления всех молекул газа, двигающихся перпендикулярно к поверхности.
Без движения твёрдой поверхности относительно газа, справедливо основное уравнение молекулярно – кинетической теории:
, (4)
Где: 
— давление газа на неподвижную поверхность твёрдого тела
при возможности движения молекул по трём осям,
— коэффициент, связанный с движением молекул идеального
— количество молекул идеального газа,
— масса молекул идеального газа.
Формулу (4) можно представить также в виде
, (5)
Где: — давление газа на неподвижную поверхность твёрдого тела
при возможности движения молекул по трём осям,
— коэффициент, связанный с движением молекул идеального
— плотность идеального газа,
— квадрат средней скорости молекул идеального газа.
Рис. 1. При отсутствии движения твёрдой поверхности статическое давление и квадрат средней скорости молекул направлены перпендикулярно поверхности твёрдого тела.
Без движения поверхности твёрдого тела относительно газа, статическое давление, направленное перпендикулярно к поверхности, равно общему давлению газа (рис.1).
, (6)
2. Давление газа на поверхность твёрдого тела при движении твёрдой поверхности относительно газа (рис. 2), например, крыла самолёта, летящего в воздухе.
При движении твёрдой поверхности относительно газа, статическое давление газа на твёрдую поверхность уменьшается. Чем больше скорость твёрдой поверхности относительно газа, тем меньше статическое давление на крыло.
Взаимосвязь статического и динамического давлений можно вывести из уравнения Бернулли (1).
Из уравнения Бернулли следует, чем больше величина динамического напора 
(рис.2,а), тем меньше величина статического давления .
Рис. 2. При движении твёрдой поверхности относительно газа, давление на эту поверхность уменьшается.
На (рис.2) показана физическая причина взаимосвязи статического давления и динамического напора.
Согласно уравнению Бернулли, их сумма постоянна.
Также неизменным остаётся общее давление газа 
, поскольку оно не зависит от того, движется в этом объёме газа самолёт или стоит на земле.
Физический механизм взаимосвязи динамического напора и статического давления достаточно простой.
Согласно молекулярно – кинетической теории, давление газа на твёрдую поверхность образуется за счет соударения молекул газа и молекул твердого тела. Движение молекул газа занимает некоторое время. При движении поверхности твёрдого тела относительно газа, молекула твёрдого тела успевает переместиться на некоторое расстояние.
Вследствие этого процесса, столкновение молекул твёрдой поверхности и газа происходит под некоторым углом к нормали, который зависит от скорости 
.
Чем больше скорость , тем больше этот угол, тем меньше давление 
на твёрдую поверхность.
Динамический напор потока определяется проекцией общего давления газа 
на касательную проекцию этого давления (рис. 2,а), и всегда направлен параллельно твёрдой поверхности:
, (6)
Статическое давление газа определяется проекцией общего давления на перпендикуляр. Это давление всегда направлено перпендикулярно к твердой поверхности, двигающейся со скоростью 
:
, (7)
Изменение величины этого давления формирует подъёмную силу крыла самолёта.
Взаимосвязь всех трёх давлений, формирующих подъёмную силу крыла самолёта можно получить с помощью теоремы Пифагора.
, (8)
Переходя к давлению, получим:
, (9)
, (10)
Учитывая (6) и (2), получим:
, (11)
Сравним с уравнением Бернулли:
,
Очевидно, что уравнение (11) более полное. В нём есть все физические величины, действующие в аэродинамике.
Таким образом, можно вывести основной закон аэродинамики:
полное давление газа при движении твёрдой поверхности относительно газа равно сумме динамического и статического давлений газа (10).
Уравнение (10) является основным законом аэродинамики. Уравнение Бернулли (1) является его частным случаем, где общее давление газа заменено константой.
Литература
1. Трофимова Т. И. Курс Физики. «Высшая школа». М.,1997.
2. Дрюков В.М. О чём молчат физики. Тула, 2004.
4. Дрюков В.М. Физика. Дополнительные материалы. Тула изд. ООО Аквариус. 2021