Gradient tlaka, iz česa je sestavljen in kako se izračuna

On Gradient tlaka Sestavljen je iz različic ali razlik pritisk V določeni smeri, ki se lahko pojavi znotraj ali na meji tekočine. Po drugi strani je tlak sila na enoto površine, ki na stenah ali meji, ki ga vsebuje, izvaja tekočino (tekočino ali plin), ki ga vsebuje.

Na primer, v bazenu, polnem vode Gradient tlaka pozitivno v navpični smeri navzdol, ker se tlak poveča z globino. Vsak meter (ali centimeter, stopala, palčna) globok, tlak raste linearno.

Pri ekstrakciji olja je gradient tlaka zelo pomembna količina. Vir: Pixabay.com

Vendar je na vseh točkah, ki se nahajajo na isti ravni, tlak enak. Zato v bazenu Gradient tlaka je ničelna (nič) v vodoravni smeri.

V naftni industriji je gradient tlaka zelo pomemben. Če je tlak na dnu vrtanja večji kot na površini, bo olje zlahka izšlo. V nasprotnem primeru je treba umetno ustvariti razliko v tlaku, bodisi s črpanjem ali vbrizgavanjem pare.

[TOC]

Tekočine in njihove zanimive lastnosti

Tekočina je vsak material, katerega molekularna struktura vam omogoča pretok. Povezave, ki ohranjajo kohezivno do molekul tekočine, niso tako močne kot v primeru trdnih snovi. To jim omogoča, da nasprotujejo manj odpornosti privlačnost in zato pretok.

Ta okoliščina je razvidno, da trdne snovi ohranjajo fiksno obliko, medtem ko tekočine, kot že rečeno, v večji ali manjši meri sprejema.

Plini in tekočine veljajo za tekoče, ker se na ta način obnašajo. Plin se popolnoma razširi, dokler se volumen posode ne zasede.

Tekočine z njihove strani, ne dosegajte toliko, saj imajo določen glasnost. Razlika je v tem, da je mogoče upoštevati tekočine neresni, Medtem ko plini ne.

Vam lahko služi: ío (satelit)

Pod pritiskom se plin stisne in se zlahka prilagodi celotni razpoložljivi volumen. Ko se tlak poveča, se njen prostornina zmanjša. V primeru tekočine gostota -Dana s količnikom med svojo maso in prostornino, ostaja konstantna v širokem območju tlaka in temperature.

Ta zadnja dimenzija je pomembna, saj se v resnici lahko skoraj vsaka snov obnaša kot tekočina pod določenimi ekstremnimi temperaturami in tlačnimi pogoji.

Znotraj zemlje, kjer se lahko pogoji štejejo za skrajne, se kamnine, ki bi bile trdne na površini, združijo v magma In lahko tečejo na površino v obliki lave.

Izračun tlaka 

Če želite najti tlak, ki ga izvaja stolpec vode ali katero koli drugo tekočino, na tleh posode, bo tekočina obravnavala naslednje značilnosti:

• Njegova gostota je stalna
• Je nestisljivo
• Je v statičnih ravnotežnih pogojih (počitek)

Tekoči stolpec pod temi pogoji, izvaja a sila na dnu vsebnika, ki ga vsebuje. Ta sila je enakovredna njegovi teži W:

W = mg

Zdaj je gostota tekočine, ki je pojasnjena zgoraj, količnik med njegovo maso m in njeno glasnost V, je:

ρ = m/v

Gostota se običajno meri v kilogramih/kubičnih metrih (kg/m³ali kilogrami na galono (PPG)

Z nadomeščanjem izražanja gostote v enačbi teže se spremeni v:

W = ρvg

Hidrostatični tlak Str Opredeljen je kot količnik med silo, ki se izvaja pravokotno na površini in na njenem območju:

Tlak = sila/območje

Z zamenjavo prostornine stolpca tekočine V = osnovno območje x višina stolpca = a.z, enačba tlaka ostaja:

Tlak je skalarna količina, katere enote v mednarodnem merilnem sistemu so Newton/Metro² o Pascal (PA). Britanske sistemske enote se veliko uporabljajo, zlasti v naftni industriji: kilogrami na kvadratni palec (PSI).

Vam lahko služi: Dirac Jordan Atomski model: značilnosti in postulati

Prejšnja enačba kaže, da bodo gostejše tekočine izvajale večji pritisk. In da je tlak večji, manjši je površina, na kateri se izvaja.

Z zamenjavo prostornine stolpca tekočine V = osnovno območje x višina stolpca = a.z, enačba tlaka je poenostavljena:

Tlak je skalarna količina, katere enote v mednarodnem merilnem sistemu so Newton/Metro² o Pascal (PA). Britanske sistemske enote se veliko uporabljajo, zlasti v naftni industriji: kilogrami na kvadratni palec (PSI).

Prejšnja enačba kaže, da bodo gostejše tekočine izvajale večji pritisk. In da je tlak večji, manjši je površina, na kateri se izvaja.

Kako izračunati gradient tlaka?

Enačba P = ρgz označuje, da je tlak Str stolpca tekočine se linearno poveča z globino z. Zato je variacija ΔP pritiska bo povezano z različico globine ΔZ kot sledi:

ΔP = ρgΔZ

Določitev nove količine, imenovane specifična teža γ tekočine, ki jo daje:

γ = ρg

Specifična teža je v enotah Newtona/Volume ali N/M³. S tem ostaja enačba za spreminjanje tlaka:

ΔP = γ ΔZ

Ki je napisan kot:

To je gradient tlaka. Zdaj vidimo, da je v statičnih pogojih gradient tlaka tekočine konstanten in je enakovreden njegovi specifični teži.

Enote gradienta tlaka so enake tistim pri specifični teži, vendar jih je mogoče napisati kot Pascal/Metro v mednarodnem sistemu. Zdaj je mogoče prikazati razlago gradienta kot spremembo tlaka na enoto dolžine, kot je opredeljeno na začetku.

Lahko vam služi: površinski valovi: značilnosti, vrste in primeri

Specifična teža vode pri temperaturi 20 ° C je 9.8 kilopascal/m ali 9800 Pa/m. Pomeni, da:

"Za vsak merilnik, ki se spusti v vodnem stolpcu, se tlak poveča za 9800 Pa"

Faktor pretvorbe gostote

Enote angleškega sistema se pogosto uporabljajo v naftni industriji. V tem sistemu so enote tlaka PSI/PIE ali PSI/FT. Druge priročne enote so bar/podzemna železnica. Za gostoto funt široko uporablja galon ali PPG.

Vrednosti gostote in specifične teže katere koli tekočine so bile eksperimentalno določene za različne temperature in tlačne pogoje. So na voljo v zalogah

Če želite najti numerično vrednost gradienta tlaka med različnimi sistemi enot, morate uporabiti pretvorbene faktorje, ki vodijo do gostote, neposredno do gradienta.

Faktor pretvorbe 0,052 je tisti, ki se v naftni industriji uporablja za premikanje iz gostote v PPG na gradient tlaka v PSI/FT. Na ta način se gradient tlaka izračuna na naslednji način:

Gp = faktor pretvorbe x gostota = 0.052 X gostota_Ppg

 Na primer, za sladko vodo je gradient tlaka 0.433 psi/ft. Vrednost 0.052 se sklepa s kocko, katere stranski ukrepi 1ft. Za zapolnitev tega vedra je potrebnih 7,48 litrov neke tekočine.

Če je gostota te tekočine 1 ppg, Skupna teža kocke bo 7,48 kilograma, njegova specifična teža pa 7,48 lb/ft³.

Zdaj, v 1 ft² Obstaja 144 kvadratnih palcev, torej v 1 ft³ Za dolžino bo 144 kvadratnih centimetrov na nogo. Delitev 7,48 / 144 = 0,051944, kar je približno 0.052.

Na primer, če imate tekočino, katere gostota je 13.3 ppg, vaš gradient tlaka bo: 13.3 x 0.052 psi/ft = 0.6916 psi/ft.

Reference

1. Serway, r., Jewett, J. (2008). Fizika za znanost in inženiring. Zvezek 2. Mehika. Uredniki učenja Cengage. 367-372.
2. Ročni nadzor nad AC Control Bowl. Poglavje 01 Načela pritiska.