Приведённое статическое давление

Статическое давление p_ст не выражает условия равновесия (покоя) газа. На­пример, газ покоится, но по высоте в разных его точках величина p_ст разная, так как h является переменной. В гидравлике применяется понятие гидростатического напора H (см. с. 11), который для всех точек покоящейся жидкости одинаков. Од­нако для газа напор не удобно вводить из-за переменной плотности r, зависящей от температуры. Поэтому в газе для энергетического сравнения его точек удобно использовать понятие приведённого статического давления (рис. 24):

p_пр.ст = r g z + p_ст ,

где rgz — давление положения точкигаза, отстоящей на высоту z от нулевой горизонтальной плоскости отсчёта O-O; r — плотность газа, соответствующая температуре в рассматриваемой точке. Другими словами, p_пр.ст приводит давления в различных точках к одному уровню О-О.

Условие равновесия газа можно сформулировать так: если приве­дённые ста­ти­ческие давления p_пр.ст в различных его точках одинаковы, то газ покоится.

Рассмотрим пример для точек А и В покоящегося газа (рис. 25):

в точке А

p_пр.стА = rgz_A + p_стА = rgz_A + p_атм + rgh_A = p_атм + rg(z_A + h_A);

в точке В

p_пр.стB = rgz_B + p_стB = rgz_B + p_атм + rgh_B = p_атм + rg(z_B + h_B);

Так как z_A + h_A = z_B + h_B , тo p_пр.стА = p_пр.стВ .

Значит, энергетическое состояние газа в обеих точках одинаковое, что указывает на равновесное состояние покоя, отсутствие движения.

ЛЕКЦИЯ 7

Динамика газа

Динамика газа — это раздел аэродинамики (механики газа), из­у­чающий закономерности движущихся газов (потоков газов). Будем рас­сматривать, главным образом, воздух.

На практике движение воздуха подобно движению несжимаемой жид­кости (как в гидравлике). Разница состоит лишь в физических свойствах (плотности r, вязкости n) и в использовании для газа величин давления вместо напора.