Bosim boshi - Pressure head

Bu maqola emas keltirish har qanday manbalar. Iltimos yordam bering ushbu maqolani yaxshilang tomonidan ishonchli manbalarga iqtiboslarni qo'shish. Manbaga ega bo'lmagan materialga qarshi chiqish mumkin va olib tashlandi. Manbalarni toping: "Bosim boshi"  – Yangiliklar  · gazetalar  · kitoblar  · olim  · JSTOR (2017 yil sentyabr) (Ushbu shablon xabarini qanday va qachon olib tashlashni bilib oling)

Yilda suyuqlik mexanikasi, bosim boshi suyuqlik kolonnasining balandligi, uning idishi asosida suyuqlik kolonnasi tomonidan o'tkaziladigan ma'lum bir bosimga mos keladi. Bundan tashqari, uni chaqirish mumkin statik bosim boshi yoki oddiygina statik bosh (lekin emas statik bosh bosimi).

Matematik jihatdan bu quyidagicha ifodalanadi:

${displaystyle psi = {frac {p} {gamma}} = {frac {p} {ho, g}}}$

qayerda

${displaystyle psi}$ bosim boshi (bu aslida a uzunlik, odatda metr birliklarida yoki santimetr suv )

${displaystyle p}$ suyuq bosim (ya'ni kuch birlik uchun maydon, odatda paskallar )

${displaystyle gamma}$ bo'ladi solishtirma vazn (ya'ni birlik uchun kuch hajmi, odatda N / m bilan ifodalanadi³ birlik)

${displaystyle ho}$ bo'ladi zichlik suyuqlikning (ya'ni massa odatda kg / m bilan ifodalangan birlik hajmiga³)

${displaystyle g}$ bu tortishish kuchi tufayli tezlanish (ya'ni m / s bilan ifodalangan tezlikni o'zgartirish tezligi²).

E'tibor bering, bu tenglamada bosim muddati bo'lishi mumkin bosim o'lchagichi yoki mutlaq bosim, konteyner dizayni va atrof-muhit havosiga ochiq yoki havosiz muhrlanganligiga bog'liq.

Bosh tenglamasi

Bosim boshi Shlangi bosh, u balandlik boshi bilan birlashtirilgan. Dinamik (oqimli) tizimlarni ko'rib chiqishda uchinchi muddat zarur: tezlik boshi. Shunday qilib, tezlik boshi, balandlik boshiva bosim boshi dan kelib chiqqan bosh tenglamasida paydo bo'ladi Bernulli tenglamasi uchun siqilmaydigan suyuqliklar:

${displaystyle h_ {v} + z_ {ext {elevation}} + psi = C,}$

qayerda

${displaystyle h_ {v}}$ tezlik boshi,

${displaystyle z_ {ext {elevation}}}$ balandlik boshi,

${displaystyle psi}$ bosim boshi va

${displaystyle C}$ tizim uchun doimiydir

Bosim boshi uchun amaliy foydalanish

A Venturi o'lchagich atrofdagi havoga ochiq bo'lgan ikkita bosim moslamasi bilan. (${displaystyle p> 0}$ va ${displaystyle g> 0}$) Agar hisoblagich teskari o'girilgan bo'lsa, biz buni konventsiya bo'yicha aytamiz ${displaystyle g <0}$ va vertikal ustunlar ichidagi suyuqlik ikkita teshikni to'kib tashlaydi. Quyidagi munozaraga qarang.

Suyuqlik oqimi o'lchanadi turli xil asboblar bilan. The venturi metr chapdagi diagrammada har xil balandlikdagi o'lchov suyuqligining ikkita ustuni ko'rsatilgan. Suyuqlikning har bir ustunining balandligi suyuqlik bosimiga mutanosibdir. Bosimning boshini klassik ravishda o'lchashni namoyish qilish uchun biz faraziy o'rnini almashtirishimiz mumkin ishlaydigan suyuqlik har xil bo'lgan boshqa suyuqlik bilan jismoniy xususiyatlar.

Misol uchun, agar asl suyuqlik bo'lsa suv va biz uni almashtirdik simob bir xil bosim ostida, biz bosim boshi uchun juda boshqacha qiymatni ko'rishni kutmoqdamiz. Aslida solishtirma vazn suv 9,8 kN / m ni tashkil qiladi³ va simobning solishtirma og'irligi 133 kN / m ni tashkil qiladi³. Shunday qilib, bosim boshini har qanday aniq o'lchash uchun suv ustunining balandligi simob ustunidan taxminan 13,6 marta balandroq bo'ladi [133 / 9.8 = 13.6]. Shunday qilib, agar suv ustunli taymer "13.6 sm H₂O ", keyin ekvivalent o'lchov" 1,00 sm Hg "dir.

Ushbu misol nima uchun bosim boshi va uning bosim bilan bog'liqligi atrofida ba'zi bir chalkashliklar mavjudligini ko'rsatadi. Olimlar bosimni (manometrik) o'lchash uchun suv ustunlaridan (yoki simobdan) tez-tez foydalanadilar bosimni o'lchash ), chunki ma'lum bir suyuqlik uchun bosim boshi bosimga mutanosibdir. "Birlikdagi bosimni o'lchashmm simob "yoki"dyuym suv "uchun mantiqiy asbobsozlik, ammo boshning ushbu xom o'lchovlari tez-tez bosimni hal qilish uchun yuqoridagi tenglamalar yordamida qulayroq bosim birliklariga aylantirilishi kerak.

qisqa bayoni; yakunida bosim boshi - bu o'lchov suyuqligining zichligi va g ning mahalliy qiymatiga qattiq e'tibor berilsa, bosim birliklariga (maydon birligi uchun kuch) aylantirilishi mumkin bo'lgan uzunlik o'lchovidir.

Gravitatsion anomaliyalarning ta'siri ${displaystyle psi,}$

Odatda biz bosim o'tkazadigan hisob-kitoblarni qaysi sohalarda qo'llaymiz ${displaystyle g}$ doimiy. Ammo, agar tortishish maydoni o'zgarib tursa, bosim bosimi u bilan birga o'zgarib turishini isbotlashimiz mumkin.

• Agar tortishish kuchi bo'lsa nima bo'lishini ko'rib chiqsak kamayadi, yuqorida ko'rsatilgan venturi o'lchagichdagi suyuqlik quvurdan chiqib ketishini kutgan bo'lardik yuqoriga vertikal ustunlarga. Bosim boshi oshirildi.
• Bo'lgan holatda vaznsizlik, bosim boshi yaqinlashadi cheksizlik. Quvur ichidagi suyuqlik vertikal ustunlar ustki qismidan "chiqib ketishi" mumkin (taxmin qilsak) ${displaystyle p> 0}$).
• Salbiy tortishish simulyatsiyasi uchun biz yuqorida ko'rsatilgan venturi o'lchagichni teskari tomonga burishimiz mumkin. Bunday holda tortish kuchi salbiy bo'ladi va biz trubadagi suyuqlik vertikal ustunlarni "to'kib yuborishini" kutamiz. Bosimning boshi salbiy (taxmin qilingan holda) ${displaystyle p> 0}$).
• Agar ${displaystyle p <0}$ va ${displaystyle g> 0}$, biz kuzatamiz bosim boshi ham salbiyva atrofdagi havo yuqoridagi venturi metrida ko'rsatilgan ustunlarga so'riladi. Bunga a deyiladi sifon, va qisman sabab bo'ladi vakuum vertikal ustunlar ichida. Ko'p venturisda chap tomondagi ustun ichida suyuqlik bor (${displaystyle psi> 0}$), faqat o'ngdagi ustun sifon (${displaystyle psi <0}$).
• Agar ${displaystyle p <0}$ va ${displaystyle g <0}$, yuqorida ko'rsatilgan venturi o'lchagich bir xil, faqat teskari ko'rinishga ega bo'lishini bashorat qilib, bosim boshi yana ijobiy ekanligini kuzatamiz. Bunday holatda, tortishish kuchi ishchi suyuqlikni sifon teshiklarini tiqib qo'yishiga olib keladi, ammo suyuqlik chiqmaydi, chunki atrofdagi bosim quvurdagi bosimdan katta.
• Yuqoridagi holatlar shuni anglatadiki Bernulli tenglamasi, biz statik bosim boshini olamiz, bu juda ko'p qirrali.

Ilovalar

Statik

A simob barometri ning klassik ishlatilishlaridan biridir statik bosim bosh. Bunday barometrlar simobning vertikal holda turgan kolbasasidir, ular trubkada gradatsiyalar mavjud. Naychaning pastki uchi atrofni ochish uchun simob havzasida yuvilib, joyni o'lchaydi atmosfera bosimi. A o'qilishi simob barometr (in.) mm simob ustuni, masalan) ga aylantirilishi mumkin mutlaq bosim yuqoridagi tenglamalardan foydalangan holda.

Agar bizda 767 mm balandlikdagi simob ustuni bo'lsa, atmosfera bosimini (767 mm) • (133 kN / m³) = 102 kPa deb hisoblashimiz mumkin edi. Ga qarang torr, millimetr simob va paskal (birlik) standart sharoitlarda barometrik bosimni o'lchash uchun maqolalar.

Differentsial

A orqali havo oqimi venturi metr, U shaklida ulangan ustunlarni ko'rsatish (a manometr ) va qisman suv bilan to'ldirilgan. Hisoblagich santimetr yoki dyuym suvdagi differentsial bosim boshi sifatida "o'qiladi".

The venturi metr va manometr ning keng tarqalgan turi oqim o'lchagich ko'pchiligida ishlatilishi mumkin suyuqlik differentsial bosim boshlarini konvertatsiya qilish uchun ilovalar volumetrik oqim tezligi, chiziqli suyuqlik tezlik, yoki ommaviy oqim tezligi foydalanish Bernulli printsipi. Ushbu hisoblagichlarni o'qish (masalan, dyuym suvda) differentsialga aylantirilishi mumkin, yoki bosim o'lchagichi, yuqoridagi tenglamalardan foydalangan holda.

Tezlik boshi

Suyuqlikning bosimi u oqayotganda emas, oqayotganida farq qiladi. Shuning uchun statik bosim va dinamik bosim suyuqlik harakatda bo'lgan tizimda hech qachon bir xil bo'lmaydi. Ushbu bosim farqi suyuqlik tezligining o'zgarishi natijasida hosil bo'ladi tezlik boshi, bu Bernulli tenglamasining termini bo'lib, suyuqlikning ommaviy harakati bo'lmaganida nolga teng. O'ngdagi rasmda bosimning differentsiali to'liq suyuqlik tezligining o'zgarishiga bog'liq, ammo Bernulli printsipi tufayli uni bosim boshi sifatida o'lchash mumkin. Agar biz boshqa tomondan suyuqlik tezligini o'lchasak, bosim boshini tezlik boshidan hisoblash mumkin edi. Ga qarang Bernulli tenglamasining hosilalari.

Shuningdek qarang

• Santimetr suv
• Bosimni o'lchash
• Shlangi bosh yoki tezlik boshi, bu bosim boshining tarkibiy qismini o'z ichiga oladi
• Venturi effekti

Adabiyotlar

Tashqi havolalar

• Muayyan og'irlik bo'yicha muhandislik vositalari qutisi maqolasi
• Statik bosim boshi bo'yicha muhandislik asboblar qutisi maqolasi