流體壓力

壓力可以用不同的基準來表示和計量，如以絕對真空(即零大氣壓)為基準計量的壓力稱為絕對壓力，是流體的真實壓力；以當?shù)卮髿鈮簽榛鶞视嬃康膲毫ΨQ為表壓力或真空度。當被測流體的絕對壓力大于外界大氣壓力時，所用的測壓儀表叫做壓力表。壓力表上的讀數(shù)表示被測流體的絕對壓力高m當?shù)卮髿鈮毫Φ臄?shù)值，稱為表壓力。表壓力與絕對壓力的關系為：

表壓力=絕對壓力一大氣壓力 或 絕對壓力=大氣壓力 表壓力

當被測流體的絕對壓力小于外界大氣壓力時，所用的測壓儀表叫做真空表。真空表上的讀數(shù)表示被測流體的絕對壓力低于當?shù)卮髿鈮毫Φ臄?shù)值，稱為真空度，它與絕對壓力的關系為：

真空度=大氣壓力一絕對壓力 或 絕對壓力=大氣壓力一真空度

顯然，設備內流體的絕對壓力愈低，則其真空度就愈高。注意，大氣壓力的數(shù)值不是固定的，它是隨大氣溫度、濕度和所在地區(qū)的海拔高度而變化，其數(shù)值應從當時當?shù)貧鈮河嬌献x得。另外，為了區(qū)分絕對壓力、表壓力和真空度，應對表壓力和真空度加以注明。

壓力是工業(yè)生產(chǎn)和科研工作中經(jīng)常需要檢測的重要參數(shù)之一。實際應用較多的壓力計從檢測方法原理上可以分為幾類：以流體靜力原理為基礎的液柱式壓力計；根據(jù)彈性元件受力變形原理，利用機械結構將變形量放大的彈性式壓力計；基于流體靜力平衡原理，與作用于已知面積上重力相比較的負荷式活塞壓力計；利用彈性元件將被測壓力轉換成電阻量、電感量、電容量、頻率量等各種電量的電測式壓力計。

流體垂直作用于單位面積上的力，稱為流體的靜壓強，簡稱壓強，習慣上稱為壓力，常用p表示，即

在SI制中，壓力的單位是N/m²，稱為帕斯卡，以Pa表示。但在石油加工和石油化工生產(chǎn)中所用的壓力單位是多種多樣的，除了用N/m²計量外，還常用標準大氣壓(atm)、，工程大氣壓(at)、某流體柱高度如米水柱(mH₂0)和毫米汞柱(mmHg)等來計量。

流體靜力學實際上是研究靜止狀態(tài)下流體內部壓力的變化規(guī)律。那么描述這一規(guī)律的數(shù)學表達式，稱為流體靜力學基本方程式。在靜止流體中取一個邊長各為dx、dy、dz的微元平行六面體，其體積為dV=dxdydz，如圖所示。設微元平行六面體中心點為O，該點的流體壓力為于靜止流體內的壓力是空間坐標的連續(xù)函數(shù)，作用在微元平行六面體各個面上的壓力如圖1所示。設流體的密度為ρ，則微元平行六面體的重量dG=ρgdxdydz。由于微元平行六面體的流體處于靜止狀態(tài)，則根據(jù)平衡條件，作用在x、y、z各個方向上的力的總和等于零。若流體是不可壓縮流體，即其密度ρ為常數(shù)，對靜止流體中的任意一點，流體靜力學基本方程式如下，表明了在重力的作用下，靜止液體內部壓力變化規(guī)律。

流體靜力學基本方程式形式雖然簡單，但它包含了許多基本概念，如：

(1)當容器液面上方的壓力P₀一定時，靜止液體內部任一點壓力的大小，與液體本身密度和該點距離液面的深度有關。越深則其壓力越大。

(2)當液面上方壓力P₀變化時，必以同樣的大小傳遞到液體各點。這就是著名的巴斯卡原理。工程上的水壓機、液壓傳動裝置等都以此原理為依據(jù)。

(3)在靜止、連續(xù)的同一液體的同一水平面上，各點壓力相等，即等壓面為一水平面。在不同形狀的連通器中也是這樣，即當液面上的壓力相等時，各容器中的液面高度必相等，與容器形狀無關，這就是液面計的依據(jù)。

(4)流體靜力學基本方程式是用液體推導出來的，嚴格地講只適用于液體，而不適用于氣體。但在容器中，氣體的密度隨高度變化很小，可視為常數(shù)；同時由于氣體的密度比液體的小得多，一般容器空間也有限，因此對于容器的整個空間內，可近似認為壓力是相等的。