Расчёт давления жидкости на стенки — онлайн-калькулятор гидростатики

При проектировании ёмкостей и гидравлических систем важно знать нагрузку на стенки. Калькулятор ниже мгновенно определит давление жидкости на дно и боковые поверхности. Введите высоту столба жидкости и плотность — получите результат в паскалях, барах или атмосферах.

Обновлено:

Геометрия и жидкость Введите глубину в метрах (например: 2,5) Выберите жидкость из списка или укажите свою плотность
Настройки расчёта Введите площадь в м² для расчёта полной силы давления (необязательно)

Как пользоваться калькулятором

  1. Введите глубину — расстояние от поверхности жидкости до точки измерения в метрах (например, 2,5).
  2. Выберите жидкость — стандартные значения плотности подставятся автоматически (вода — 1000 кг/м³, масло — 900, ртуть — 13 600) или введите свою плотность вручную.
  3. Укажите единицы вывода — паскали (Па), килопаскали (кПа), бары или технические атмосферы (ат).
  4. При необходимости добавьте площадь — для расчёта полной силы давления на стенку (в м²).
  5. Получите результат — система покажет давление на дно и максимальное давление на боковые стенки.

Результат используйте для проверки прочности материала сосуда или расчёта напора насоса.

Как производится расчёт

Давление жидкости на стенки определяется законом гидростатики. Формула расчёта:

P = ρ × g × h

Где:

Пример расчёта:

В баке высотой 3 метра находится вода (плотность 1000 кг/м³).

P = 1000 × 9,81 × 3 = 29 430 Па = 29,43 кПа

На дне бака и у основания боковых стенок давление составляет 29,4 кПа (≈ 0,29 атмосферы). В середине высоты (на отметке 1,5 м) давление в два раза меньше — 14,7 кПа.

Практические примеры

СитуацияЖидкостьГлубинаПлотностьДавлениеСила на стенку 1 м²
Домашний аквариумВода0,4 м1000 кг/м³3,9 кПа3,9 кН
Бочка с дизельным топливомДизель1,5 м840 кг/м³12,4 кПа12,4 кН
Гидробак системы отопленияВода8 м1000 кг/м³78,5 кПа78,5 кН
Лабораторный барометрРтуть0,76 м13 600 кг/м³101,3 кПа101,3 кН (1 атм)

Полезная информация

Термины, которые встретятся в расчётах

Гидростатическое давление — давление в жидкости, обусловленное только весом столба жидкости над данной точкой. В покоящейся жидкости оно одинаково во всех направлениях (закон Паскаля).

Пьезометрическая высота — высота столба жидкости, создающего данное давление. Например, избыточное давление 2 атмосферы соответствует пьезометрической высоте воды ≈ 20 метров.

Избыточное (манометрическое) давление — разность между абсолютным давлением в жидкости и атмосферным. Бытовые манометры показывают именно его.

Частые ошибки при расчёте

Путаница единиц измерения. Часто глубину указывают в сантиметрах (50 см), а в формулу подставляют как 50 вместо 0,5. Всегда переводите размеры в метры.

Игнорирование атмосферного давления. На открытом резервуаре абсолютное давление на дно = гидростатическое + 1 атмосфера (101,3 кПа). Для расчёта прочности стенок важно избыточное давление, но при определении кипения жидкости — абсолютное.

Неправильный выбор плотности. Плотность воды при 20°C — 998 кг/м³, при 4°C — 1000 кг/м³. Для масел и кислот плотность сильно отличается (серная кислота — 1840 кг/м³, бензин — 750 кг/м³).

Применение на практике

В инженерии расчёт давления жидкости используют для:

Заключение

Точный расчёт давления жидкости на стенки предотвращает разрушение ёмкостей и аварии на гидравлических линиях. Используйте калькулятор для быстрой проверки, а для критических инженерных систем консультируйтесь с технологом — формула не учитывает динамические нагрузки и ударное давление при заполнении.

Часто задаваемые вопросы

От чего зависит давление жидкости на стенки сосуда?

От плотности жидкости (ρ), высоты столба (h) и ускорения свободного падения (g = 9,81 м/с²). Форма и площадь дна не влияют на величину давления.

Давление на боковые стенки отличается от давления на дно?

На дне давление максимальное и постоянное. На боковых стенках оно линейно увеличивается с глубиной: вверху минимум, внизу — такое же, как на дне.

Как перевести паскали в атмосферы или бар?

1 бар = 100 000 Па = 100 кПа. 1 атмосфера (атм) = 101 325 Па ≈ 1,013 бар. Для быстрой оценки: 10 метров водяного столба ≈ 1 атмосфера.

Зависит ли давление от формы сосуда?

Нет. Это парадокс Паскаля — давление на дно зависит только от высоты жидкости, а не от формы ёмкости. В узкой и широкой колоне одинаковой высоты давление равно.

Как рассчитать силу давления на стенку?

Умножьте давление на площадь поверхности: F = P × S. Для боковых стенок используйте среднее давление (на половине глубины) или интегрируйте по высоте.

Чем отличается абсолютное давление от избыточного?

Абсолютное — сумма атмосферного и избыточного (манометрического). Калькулятор показывает избыточное (манометрическое) давление без учёта атмосферы, если не указано иное.

Мы подобрали калькуляторы, которые помогут вам с разными задачами, связанными с текущей темой.