что такое столб воды

Метр водяного столба

Метр водяного столба — внесистемная единица давления, применяемая в ряде отраслей техники (главным образом в гидравлике).

Обозначения: русское: м вод. ст., международное: m H₂O.

1 м вод. ст. равен гидростатическому давлению столба воды высотой в 1 м при наибольшей плотности воды (то есть при температуре около 4 °C) и ускорении свободного падения g = 9,80665 м/сек².

Соотношение между м вод. ст. и др. единицами давления: 1 м вод.cт. = 9806,65 Н/м²* = 10 −1 кгс/см² = 73,556 мм рт. ст.

См. также

Ссылки

Полезное

Смотреть что такое «Метр водяного столба» в других словарях:

Миллиметр водяного столба — Миллиметр водяного столба, внесистемная единица давления, применяемая в ряде отраслей техники (главным образом в гидравлике). Обозначения: русское: мм вод. ст., международное: mm H2O. 1 мм вод. ст. равен гидростатическому давлению столба воды… … Википедия

Метр — У этого термина существуют и другие значения, см. Метр (значения). Метр (русское обозначение: м; международное: m; от др. греч. μέτρον мера, измеритель) единица измерения длины и расстояния в Международной системе единиц СИ. Метр… … Википедия

Миллиметр ртутного столба — (мм рт. ст., mm Hg) внесистемная единица измерения давления, равная 101 325 / 760 ≈ 133,322 368 4 Па; иногда называется «торр» (русское обозначение торр, международное Torr) в честь Эванджелиста… … Википедия

Милиметр водянного столба — Миллиметр ртутного столба (мм рт. ст., mm Hg) внесистемная единица измерения давления, равная 101 325 / 760 ≈ 133,322 368 4 Па; иногда называется „торр“ (русское обозначение торр, международное Torr) в честь Евангелисты Торричелли.… … Википедия

Единицы измерения давления — Паскаль (ньютон на квадратный метр) Бар Миллиметр ртутного столба (торр) Микрон ртутного столба (10−3 торр) Миллиметр водяного (или водного) столба Атмосфера Атмосфера физическая Атмосфера техническая Килограмм сила на квадратный сантиметр,… … Википедия

Паскаль (единица измерения) — У этого термина существуют и другие значения, см. Паскаль (значения). Паскаль (обозначение: Па, международное: Pa) единица измерения давления (механического напряжения) в Международной системе единиц (СИ). Паскаль равен давлению… … Википедия

Давление — У этого термина существуют и другие значения, см. Давление (значения). Давление Размерность L−1MT−2 Единицы измерения СИ … Википедия

Мм.рт.ст — Миллиметр ртутного столба (мм рт. ст., mm Hg) внесистемная единица измерения давления, равная 101 325 / 760 ≈ 133,322 368 4 Па; иногда называется „торр“ (русское обозначение торр, международное Torr) в честь Евангелисты Торричелли.… … Википедия

Мм рт. ст. — Миллиметр ртутного столба (мм рт. ст., mm Hg) внесистемная единица измерения давления, равная 101 325 / 760 ≈ 133,322 368 4 Па; иногда называется „торр“ (русское обозначение торр, международное Torr) в честь Евангелисты Торричелли.… … Википедия

КПа — Паскаль (обозначение: Па, Pa) единица измерения давления (механического напряжения) в СИ. Паскаль равен давлению (механическому напряжению), вызываемому силой, равной одному ньютону, равномерно распределённой по нормальной к ней поверхности… … Википедия

Источник

Давление. Давление столба жидкости. Закон Паскаля. Гидростатика

Давление

«Давление». Значит, что-то на что-то давит. То есть воздействует. Хм… Кажется, у нас уже была физическая величина, которая показывала, как интенсивно что-то действует на что-то другое. Какая это величина, как вы думаете?

Какая величина описывает интенсивность действия одного тела на другое?

Давление. «Опять новая величина? А что, тех величин, которые уже есть, недостаточно? – резонно можете спросить вы. – У нас есть понятие силы для того, чтобы описывать, как и что действует на некоторое тело. Зачем ещё и давление?» Понять, зачем нужно давление, вам поможет следующий пример.

Смогут ли они удержать такую коробку? Смогут. Почему?

Почему десять человек смогут удержать коробку массой 5 0 0 500 5 0 0 кг?

Потому что они сильны духом.

Потому что с ними бог.

Потому что на одного человека приходится небольшая масса в 5 0 50 5 0 кг.

Итак, запишем формулу давления:

Единица измерения давления – Паскаль:

(Источник: ЕГЭ-2013. Физика. Реальный экзамен. Урал. Вариант 1)

Шаг 1. Вспомним формулу давления.

Выберите правильную формулу для давления.

Шаг 2. Определим, какая сила давит на дно сосуда.

Какая сила давит на дно сосуда?

сила реакции опоры сосуда

сила трения воды о стенки сосуда

сила вязкого внутреннего трения жидкости

Шаг 3. Попробуем выразить силу тяжести через известные нам величины. Для начала просто запишем формулу силу тяжести.

Как можно вычислить силу тяжести воды?

Как можно вычислить силу тяжести, зная размеры сосуда и плотность?

Давление столба жидкости

Представьте, что вы опустились со специальным аквалангом на дно озера.

Если вы поднимите голову вверх, то увидите, что над вами находится толща воды. Целый водяной столб. И он находится прямо над вами.

Как вы думаете, что он делает с вами?

Выталкивает меня наверх.

Пытается сместить меня вбок.

Массу жидкости можно расписать.

Как правильно расписать массу жидкости?

Как можно записать объем столба жидкости? Выберите правильную формулу.

V = h S V = \frac V = S h ​

V = S h V = \frac V = h S ​

(Источник: ЕГЭ-2013. Физика. Урал. Вариант 6)

Гидростатика. Закон Паскаля

Раздел гидростатики в физике занимается давлениями неподвижных жидкостей. Нечто похожее у нас уже было в разделе «Статика», когда мы рассматривали неподвижность твёрдых тел, рассматривали правило моментов: чтобы вращающие моменты уравновешивали друг друга.

В гидростатике – нечто похожее: рассматриваются давления жидкости в условии, когда она неподвижна – то есть не течёт. Для этого раздела важен закон Паскаля:

Давление жидкости передаётся в любую точку без изменения во всех направлениях.

Сложная формулировка. Сложный закон. Понять его можно на примере. Возьмём полиэтиленовый пакет, нальём в него жидкость и сделаем несколько небольших дырочек. Будем давить сверху на этот пакет с жидкостью. Что мы увидим? Вода будет литься из каждой дырочки.

И можно заметить, что наше давление сверху на пакет будет передаваться без изменения в каждую «дырочку» пакета – струйки воды получатся примерно одинаковые, хоть и будут направлены в разные стороны.
Получается, что если до некоторой точки жидкости дошло давление, то давление от этой точки будет распространяться во все стороны.

На основе закона Паскаля основано действие различных гидравлических прессов и других механических устройств, в которых требуется передача давления чего-либо из одной точки – в другую точку (например – экскаватора, тормозной системы автомобилей). Такое устройство может представлять собой трубку, внутри которой находится жидкость. С одной стороны трубки – давят на жидкость, жидкость передаёт это давление – и давит на что-то с другого конца трубки.

Для того чтобы закон Паскаля стал вам окончательно понятен, приведём ещё один пример. Допустим, у нас есть палка. Просто палка. И мы давим этой палкой на землю. Действуем сверху вниз. Если земля не слишком твёрдая, то палка «уйдёт» у нас вниз. И только вниз. Ни вбок, ни вверх. Вниз.

Рассмотрим другой случай. Пусть у нас есть трубка, а на её конце – резиновый шарик. А внутри трубки и шарика – жидкость. Тогда, если мы будем давить на жидкость в трубке, то шарик у нас будет раздуваться во все стороны. Не только вниз, не только вбок – а во все стороны сразу. То есть давление в жидкости передаётся во все стороны, а давление в твёрдых телах – преимущественно в том направлении, в котором приложено давление.

(Источник: сайт решуегэ.рф)

Шаг 1. В задаче даны плотности и высоты столбов жидкости. Определим тип этой задачи.

Как вы думаете, на что может быть эта задача?

на гидростатическое давление жидкостей

на уравнение моментов сил

Шаг 2. Так же, как в задачах на правило моментов вращающие моменты уравновешивают друг друга, в задачах на гидростатическое давление мы часто будем иметь дело с противодействием.

Кто кому в этой задаче противодействует?

Жидкости в левой части трубки противодействуют жидкости в правой части трубки.

Сила тяжести противодействует силе давления жидкости.

U-образная рубка противодействует жидкости.

Шаг 3. Определим, что оказывает давление в левой части трубки.

Источник

Что такое статический и динамический уровень воды в скважине и как их проверить

Для автономного водоснабжения в частном доме обычно выбирают скважину. Качество получаемой жидкости из нее намного лучше, чем когда забор происходит из открытого водоема либо колодца. При создании и эксплуатации гидротехнического сооружения важно контролировать статический и динамический уровень воды в скважине.

Понятия статического и динамического уровня

Уровни нужны для определения дебита воды и глубины погружения насоса

Статический показатель равен дистанции от земной поверхности до уровня, на котором располагается зеркало воды в глубинной скважине в состоянии покоя, то есть, когда не работает напорное оборудование. Знание этого показателя позволяет оценить запас подземных источников. На характеристику влияет значение давления внутри пласта, а не сечение шахты артезианского гидросооружения или ее глубина.

Величина это непостоянная, она зависит о таких факторов:

Замер проводят не позднее, чем через час после того, как волнения в скважине успокоились, например, был выключен насос. Также не стоит делать измерения после выпадения обильных осадков, чтобы не получить некорректную информацию. В поверхностных и песчаных водозаборах показатель обычно совпадает с уровнем подпочвенных вод.

От статической характеристики зависит динамический уровень, с помощью которого определяется глубина погружения скважинного насоса. Его измеряют при включенном напорном оборудовании от земной поверхности до водного зеркала. Чтобы у насосной установки не было сухого хода, ее нужно устанавливать ниже определенной отметки с небольшим запасом.

Для каждой помпы динамический показатель различный, он зависит от того, насколько насос производителен. Также на величину влияет сечение обсадных труб. Чем оно больше, тем медленнее будет понижаться уровень.

Насосное устройство по отношению к дну шахты должно располагаться на дистанции не меньше метра. Минимальный динамический уровень для водозабора и помпы от второй прокачки составит сумму этой величины и высоты аппарата. При дистанции от насосного устройства до дна менее полуметра прибор станет захватывать осадочный ил и песок, что скажется на его сроке эксплуатации и чистоте воды. Столб жидкости над напорным оборудованием также должен быть не меньше полуметра, чтобы снизить риск сухого хода.

При измерении нужно учитывать, что в период интенсивного водопотребления водяной столб в скважинном стволе опускается. В это же время из водоносного слоя в гидротехническую установку поступает жидкость. Чтобы значения были корректными, до измерения необходимо подождать примерно час при работающем насосном оборудовании.

Столб воды и дебит скважины

Чем меньше отличие между отметками уровней в процессе откачивания, тем больше дебит при применении напорного оборудования.

Зная данные уровней и производительность напорного устройства, дебитное значение рассчитать несложно. Если рассматривать на примере, то насос, способный поднимать в час куб жидкости, дает межуровневую разницу в пять метров. Если водяной столб чуть больше 15 метров, то фактический дебит окажется равен трем кубическим метрам в час либо 200 литрам на метр. Поскольку не рекомендовано снижение динамического уровня меньше чем на две трети от общей высоты столба воды, эксплуатационный дебит будет около двух кубов в час.

Если не производится откачка жидкости, дебетовое значение будет постоянно равно нулю. Это связано с тем, что забойный напор в стволе делается равным пластовому давлению. Когда достигаются такие условия, прекращается поступление жидкости в шахту.

Чтобы контролировать высоту водяного столба в источнике водозабора и отключать электродвигатель напорного оборудования, если показатель упал до критической отметки, рекомендовано установить датчик уровня воды, который позволит избежать работы всухую.

Как определить уровень воды в скважине

Контактный лотовый уровнемер

Первые измерения проводятся после обустройства гидросооружения и установки напорного оборудования. Но впоследствии производятся дополнительные замеры, чтобы контролировать скважинный дебит. Рекомендовано проверять уровневые показатели во время повышенного водозабора и при отсутствии осадков на протяжении хотя бы нескольких дней, когда жидкость в скважинной установке находится на минимуме. Обычно это отмечается в дачный сезон, когда много воды уходит на полив посадок.

Узнают уровневые показатели разными способами, в зависимости от измерительного прибора, именуемого уровнемером или УСК.

Чаще применяются простые тросовые модели и электроуровнемеры для замера уровня воды в скважинах. Если гидротехническое сооружение неглубокое, можно воспользоваться аппаратом, собранным самостоятельно.

Наиболее простыми являются тросовые уровнемеры. Конструктивно представляют собой катушку с намотанным измерительным тросом. Принцип работы уровнемера такой – опускают его в шахту до водного зеркала, затем по меткам на тросе определяют необходимый уровень. Но существуют устройства и с более сложной конструкцией.

Лотовые измерители

Конструктивно они похожи на лебедку, но на конце троса установлен лот-хлопушка. Как только этот элемент соприкоснется с поверхностью воды, раздастся хлопок, который является сигналом для проведения замера.

По конструкции лотовые измерители простые, при этом они не требуют источника электропитания. Но при выполнении точных замеров мешают посторонние звуки, в особенности если вода в шахте на большой глубине. Оптимальное расположение водного зеркала для замеров лотовым аппаратом – до ста метров от уровня земли.

Электроконтактные приборы

Такие устройства требуют подключения к сети электропитания. Чтобы обеспечить подачу электричества, контакт подсоединяют к трубе, являющейся проводником, посредством шнура и зажима.

Пользуются электроуровнемерами так:

На катушке прибора установлены специальные зацепы, чтобы ее можно было зафиксировать вверху обсадной трубы. Это позволяет защитить трос от вероятных повреждений.

Если на электроконтактном аппарате установлен термометр, он сможет выявить не только уровневые значения, но и водную температуру. Катушка оборудована дисплеем, где высвечиваются температурные показатели.

Волномеры

При установлении уровня воды в скважине используется звуковая волна. Волномер создает ее пневмовыстрелом из пневматической хлопушки. Дальше ведется регистрация времени прохождения звука от устья скважины до поверхности воды. Для этого используется устройство, которое пересчитывает время в расстояние.

Пневмовыстрел позволяет в затрубном пространстве держать повышенное давление, что уменьшает погрешность в определении уровневых показателей.

Ультразвуковые устройства

Различные виды ультразвуковых систем

Самые дорогостоящие приборы среди измерителей. Чтобы получить данные, эхолот подключают к компьютерному устройству. Приборы подобного типа не погружают в шахту, они работают следующим образом:

Пользоваться ультразвуковым уровнемером разрешается лишь после обучения. Помимо выявления водного уровня, устройство можно использовать, чтобы найти повреждения трубы и установить степень их сложности.

При отсутствии паспорта замеры придется провести самостоятельно. В этом случае необходимо приобретать напорное устройство с производительностью в четыре раза ниже дебита.

Источник

Что такое статический и динамический уровень воды в скважине и как их проверить

Для автономного водоснабжения в частном доме обычно выбирают скважину. Качество получаемой жидкости из нее намного лучше, чем когда забор происходит из открытого водоема либо колодца. При создании и эксплуатации гидротехнического сооружения важно контролировать статический и динамический уровень воды в скважине.

Понятия статического и динамического уровня

Статический показатель равен дистанции от земной поверхности до уровня, на котором располагается зеркало воды в глубинной скважине в состоянии покоя, то есть, когда не работает напорное оборудование. Знание этого показателя позволяет оценить запас подземных источников. На характеристику влияет значение давления внутри пласта, а не сечение шахты артезианского гидросооружения или ее глубина.

Величина это непостоянная, она зависит о таких факторов:

Замер проводят не позднее, чем через час после того, как волнения в скважине успокоились, например, был выключен насос. Также не стоит делать измерения после выпадения обильных осадков, чтобы не получить некорректную информацию. В поверхностных и песчаных водозаборах показатель обычно совпадает с уровнем подпочвенных вод.

От статической характеристики зависит динамический уровень, с помощью которого определяется глубина погружения скважинного насоса. Его измеряют при включенном напорном оборудовании от земной поверхности до водного зеркала. Чтобы у насосной установки не было сухого хода, ее нужно устанавливать ниже определенной отметки с небольшим запасом.

Для каждой помпы динамический показатель различный, он зависит от того, насколько насос производителен. Также на величину влияет сечение обсадных труб. Чем оно больше, тем медленнее будет понижаться уровень.

Насосное устройство по отношению к дну шахты должно располагаться на дистанции не меньше метра. Минимальный динамический уровень для водозабора и помпы от второй прокачки составит сумму этой величины и высоты аппарата. При дистанции от насосного устройства до дна менее полуметра прибор станет захватывать осадочный ил и песок, что скажется на его сроке эксплуатации и чистоте воды. Столб жидкости над напорным оборудованием также должен быть не меньше полуметра, чтобы снизить риск сухого хода.

При измерении нужно учитывать, что в период интенсивного водопотребления водяной столб в скважинном стволе опускается. В это же время из водоносного слоя в гидротехническую установку поступает жидкость. Чтобы значения были корректными, до измерения необходимо подождать примерно час при работающем насосном оборудовании.

Столб воды и дебит скважины

Чем меньше отличие между отметками уровней в процессе откачивания, тем больше дебит при применении напорного оборудования.

Зная данные уровней и производительность напорного устройства, дебитное значение рассчитать несложно. Если рассматривать на примере, то насос, способный поднимать в час куб жидкости, дает межуровневую разницу в пять метров. Если водяной столб чуть больше 15 метров, то фактический дебит окажется равен трем кубическим метрам в час либо 200 литрам на метр. Поскольку не рекомендовано снижение динамического уровня меньше чем на две трети от общей высоты столба воды, эксплуатационный дебит будет около двух кубов в час.

Если не производится откачка жидкости, дебетовое значение будет постоянно равно нулю. Это связано с тем, что забойный напор в стволе делается равным пластовому давлению. Когда достигаются такие условия, прекращается поступление жидкости в шахту.

Чтобы контролировать высоту водяного столба в источнике водозабора и отключать электродвигатель напорного оборудования, если показатель упал до критической отметки, рекомендовано установить датчик уровня воды, который позволит избежать работы всухую.

Как определить уровень воды в скважине

Первые измерения проводятся после обустройства гидросооружения и установки напорного оборудования. Но впоследствии производятся дополнительные замеры, чтобы контролировать скважинный дебит. Рекомендовано проверять уровневые показатели во время повышенного водозабора и при отсутствии осадков на протяжении хотя бы нескольких дней, когда жидкость в скважинной установке находится на минимуме. Обычно это отмечается в дачный сезон, когда много воды уходит на полив посадок.

Узнают уровневые показатели разными способами, в зависимости от измерительного прибора, именуемого уровнемером или УСК.

Чаще применяются простые тросовые модели и электроуровнемеры для замера уровня воды в скважинах. Если гидротехническое сооружение неглубокое, можно воспользоваться аппаратом, собранным самостоятельно.

Наиболее простыми являются тросовые уровнемеры. Конструктивно представляют собой катушку с намотанным измерительным тросом. Принцип работы уровнемера такой – опускают его в шахту до водного зеркала, затем по меткам на тросе определяют необходимый уровень. Но существуют устройства и с более сложной конструкцией.

Лотовые измерители

Конструктивно они похожи на лебедку, но на конце троса установлен лот-хлопушка. Как только этот элемент соприкоснется с поверхностью воды, раздастся хлопок, который является сигналом для проведения замера.

По конструкции лотовые измерители простые, при этом они не требуют источника электропитания. Но при выполнении точных замеров мешают посторонние звуки, в особенности если вода в шахте на большой глубине. Оптимальное расположение водного зеркала для замеров лотовым аппаратом – до ста метров от уровня земли.

Электроконтактные приборы

Такие устройства требуют подключения к сети электропитания. Чтобы обеспечить подачу электричества, контакт подсоединяют к трубе, являющейся проводником, посредством шнура и зажима.

Пользуются электроуровнемерами так:

На катушке прибора установлены специальные зацепы, чтобы ее можно было зафиксировать вверху обсадной трубы. Это позволяет защитить трос от вероятных повреждений.

Если на электроконтактном аппарате установлен термометр, он сможет выявить не только уровневые значения, но и водную температуру. Катушка оборудована дисплеем, где высвечиваются температурные показатели.

Волномеры

При установлении уровня воды в скважине используется звуковая волна. Волномер создает ее пневмовыстрелом из пневматической хлопушки. Дальше ведется регистрация времени прохождения звука от устья скважины до поверхности воды. Для этого используется устройство, которое пересчитывает время в расстояние.

Пневмовыстрел позволяет в затрубном пространстве держать повышенное давление, что уменьшает погрешность в определении уровневых показателей.

Ультразвуковые устройства

Самые дорогостоящие приборы среди измерителей. Чтобы получить данные, эхолот подключают к компьютерному устройству. Приборы подобного типа не погружают в шахту, они работают следующим образом:

Пользоваться ультразвуковым уровнемером разрешается лишь после обучения. Помимо выявления водного уровня, устройство можно использовать, чтобы найти повреждения трубы и установить степень их сложности.

При отсутствии паспорта замеры придется провести самостоятельно. В этом случае необходимо приобретать напорное устройство с производительностью в четыре раза ниже дебита.

Источник