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靜壓頭
鎖定
- 中文名
- 靜壓頭
- 外文名
- static head
- 別 名
- 壓力壓頭
- 公 式
- p/ρg
- 定 義
- 單位重量流體所具有的靜壓能
- 學 科
- 力學
靜壓頭基本介紹
相當於靜壓的流體柱高度。若以Hs表示靜壓頭(m),Ps表示靜壓(Pa),ρ表示流體密度(kg/m³),g表示重力加速度(m/s2),則它們的相互關係可表示為
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流體的相對靜壓(表壓)是流體絕對壓力超出環境氣壓的部分。顯然,這是流體具有的一種勢能。表壓越高,該流體具有對外作功的機械能(如推動活塞、克服流動的各種阻力的本領)也越大。表壓為零時,該流體即不具備對外作功的能力。表壓為負時,環境流體可對本系統作功,同樣體現出具備一種勢能。分析一下靜壓單位:1Pa=1N/㎡=1(N·m)/(㎡·m)=1J/m³。
靜壓頭相關概念
當流體靜止時,所有切應力均為零,只受到與作用面垂直的法嚮應力。也就是指向表面的壓力,稱為靜壓力。單位表面所受靜壓力稱為壓強。
(1)靜壓力總是垂直作用於容器壁、不論壁的形狀與方向怎樣;
(2)靜止流體中靜壓力與其作用面再空間的方位無關,只是空間座標的函數,即任意點處靜壓力在各方向上均相等。
靜壓頭靜壓頭推導
有一汽缸,內貯相對靜壓為h靜的氣體(圖1)。活塞保持平衡時,其所受外壓也等於h靜。現由外界緩慢地向缸內注入體積為V、壓力與缸內相同的氣體,要使注入過程不發生能量損失、並要求缸內的温度與壓力保持恆定,則活塞必然向外作等温等壓膨脹,擴張的體積應剛好與外加入的體積相等。設活塞截面積為A,則向外推移距離為L=V/A。活塞克服外力所作功為W=h靜×A×L(J)。
因膨脹後汽缸內氣體的温度、壓力保持不變,即缸內氣體的能量沒有變化,對外膨脹所作功必定與V體積氣體注入時所作功相等。反過來也是如此,即:若不是注入而是引出同樣多的氣體,活塞緩慢向內移動距離L,即外界向汽缸內氣體作功為h靜×A×L,同樣因缸內氣體的能量不變,這部分功即為引出V體積氣體所作功。可見,不論是注入或引出,對單位體積氣體所作功都相等,即(注入或引出單位體積氣體所需的功)=W/V=h靜×A×L/V=h靜×V/V=h靜。