Gradien tekanan apa yang terdiri dari dan bagaimana itu dihitung

Dia Gradasi tekanan Itu terdiri dari variasi atau perbedaan tekanan Dalam arah tertentu, yang dapat terjadi di dalam atau di batas cairan. Pada gilirannya, tekanan adalah gaya per unit area yang menggunakan cairan (cair atau gas) di dinding atau perbatasan yang mengandungnya.

Misalnya, di kolam penuh air ada a Gradasi tekanan positif dalam arah vertikal ke bawah, karena tekanan meningkat dengan kedalaman. Setiap meter (atau sentimeter, kaki, inci) dalam, tekanan tumbuh secara linier.

Dalam ekstraksi oli, gradien tekanan adalah jumlah yang sangat penting. Sumber: Pixabay.com

Namun, di semua titik yang terletak di level yang sama, tekanannya sama. Oleh karena itu, di kolam renang Gradasi tekanan adalah nol (nol) dalam arah horizontal.

Dalam industri minyak, gradien tekanan sangat penting. Jika tekanan di bagian bawah pengeboran lebih besar dari pada permukaan, maka oli akan dengan mudah keluar. Kalau tidak, itu harus dibuat secara artifisial perbedaan tekanan, baik dengan memompa atau injeksi uap.

[TOC]

Cairan dan sifat menariknya

Cairan adalah bahan apa pun yang struktur molekulnya memungkinkan Anda mengalir. Tautan yang menjaga kohesif ke molekul cairan tidak sekuat dalam kasus padatan. Ini memungkinkan mereka untuk menentang lebih sedikit perlawanan daya tarik dan karena itu mengalir.

Keadaan ini dapat dilihat bahwa padatan mempertahankan bentuk yang tetap, sementara cairan, seperti yang telah dikatakan, mengadopsi pada tingkat yang lebih besar atau lebih kecil dari wadah yang mengandungnya.

Gas dan cairan dianggap cairan karena mereka berperilaku. Gas mengembang sepenuhnya sampai volume kontainer ditempati.

Cairan untuk bagian mereka, jangan mencapai begitu banyak, karena mereka memiliki volume tertentu. Perbedaannya adalah bahwa cairan dapat dipertimbangkan tidak dapat dimampatkan, sementara gas tidak.

Dapat melayani Anda: ío (satelit)

Di bawah tekanan, gas dikompresi dan beradaptasi dengan mudah menempati seluruh volume yang tersedia. Saat tekanan meningkat, volumenya berkurang. Dalam kasus cairan, itu kepadatan -Diberikan oleh hasil bagi antara massa dan volumenya, tetap konstan dalam berbagai tekanan dan suhu.

Dimensi terakhir ini penting karena pada kenyataannya, hampir semua zat dapat berperilaku seperti cairan di bawah suhu ekstrem dan kondisi tekanan tertentu.

Di dalam bumi di mana kondisinya dapat dianggap ekstrem, batuan yang akan solid di permukaan, bergabung ke dalam magma Dan mereka dapat mengalir ke permukaan, dalam bentuk lava.

Perhitungan tekanan 

Untuk menemukan tekanan yang diberikan oleh kolom air atau cairan lainnya, di lantai wadah, cairan akan dianggap memiliki karakteristik berikut:

• Kepadatannya konstan
• Itu tidak dapat dimampatkan
• Berada dalam kondisi keseimbangan statis (istirahat)

Kolom cairan dalam kondisi ini, memberikan a memaksa di bagian bawah wadah yang mengandungnya. Gaya ini setara dengan beratnya W:

W = mg

Sekarang, kepadatan cairan, yang seperti yang dijelaskan di atas adalah hasil bagi antara massanya M dan volumenya V, adalah:

ρ = m/v

Kepadatan biasanya diukur dalam kilogram/meter kubik (kg/m³atau pound per galon (ppg)

Dengan mengganti ekspresi kepadatan dalam persamaan berat, itu diubah menjadi:

W = ρvg

Tekanan hidrostatis P Itu didefinisikan sebagai hasil bagi antara gaya yang diberikan secara tegak lurus pada permukaan dan di areanya:

Tekanan = gaya/area

Dengan mengganti volume kolom fluida V = Area dasar x Tinggi Kolom = A.z, persamaan tekanan tetap:

Tekanan adalah kuantitas skalar, yang unitnya dalam sistem pengukuran internasional adalah Newton/Metro² O Pascal (PA). Unit sistem Inggris banyak digunakan, terutama di industri minyak: pound per inci persegi (psi).

Dapat melayani Anda: Dirac Jordan Atomic Model: Karakteristik dan Deposulat

Persamaan sebelumnya menunjukkan bahwa cairan yang lebih padat akan memberikan tekanan yang lebih besar. Dan bahwa tekanan lebih besar semakin kecil permukaan yang diberikannya.

Dengan mengganti volume kolom fluida V = Area dasar x Tinggi Kolom = A.z, persamaan tekanan disederhanakan:

Tekanan adalah kuantitas skalar, yang unitnya dalam sistem pengukuran internasional adalah Newton/Metro² O Pascal (PA). Unit sistem Inggris banyak digunakan, terutama di industri minyak: pound per inci persegi (psi).

Persamaan sebelumnya menunjukkan bahwa cairan yang lebih padat akan memberikan tekanan yang lebih besar. Dan bahwa tekanan lebih besar semakin kecil permukaan yang diberikannya.

Cara menghitung gradien tekanan?

Persamaannya P = ρgz menunjukkan bahwa tekanan P kolom cairan meningkat secara linear dengan kedalaman z. Oleh karena itu, variasi ΔP dari tekanan, itu akan terkait dengan variasi kedalaman ΔZ sebagai berikut:

ΔP = ρgΔZ

Mendefinisikan jumlah baru yang disebut berat spesifik cairan γ, diberikan oleh:

γ = ρg

Bobot spesifik hadir dalam unit newton/volume atau n/m³. Dengan ini persamaan untuk variasi tekanan tetap:

Δp = γ ΔZ

Yang ditulis ulang sebagai:

Ini adalah gradien tekanan. Sekarang kita melihat bahwa dalam kondisi statis, gradien tekanan fluida konstan dan setara dengan berat spesifiknya.

Unit gradien tekanan sama dengan bobot spesifik, tetapi dapat ditulis ulang sebagai pascal/metro dalam sistem internasional. Sekarang dimungkinkan untuk memvisualisasikan interpretasi gradien sebagai perubahan tekanan per unit panjang, sebagaimana didefinisikan pada awal.

Itu dapat melayani Anda: Gelombang dangkal: Karakteristik, jenis dan contoh

Berat spesifik air pada suhu 20 ºC adalah 9.8 kilopascal/m atau 9800 pa/m. Maksudnya:

"Untuk setiap meter yang diturunkan di kolom air, tekanan meningkat sebesar 9800 pa"

Faktor Konversi Kepadatan

Unit sistem bahasa Inggris banyak digunakan dalam industri minyak. Dalam sistem ini unit gradien tekanan adalah psi/pie atau psi/ft. Unit nyaman lainnya adalah bar/kereta bawah tanah. Untuk kepadatan pound banyak digunakan oleh galon atau PPG.

Nilai kepadatan dan berat spesifik dari setiap cairan telah ditentukan secara eksperimental untuk berbagai kondisi suhu dan tekanan. Tersedia di meja stok

Untuk menemukan nilai numerik dari gradien tekanan antara sistem unit yang berbeda, Anda harus menggunakan faktor konversi yang mengarah pada kepadatan, langsung ke gradien.

Faktor konversi 0,052 adalah yang digunakan dalam industri minyak untuk beralih dari kepadatan di PPG ke gradien tekanan di psi/ft. Dengan cara ini, gradien tekanan dihitung sebagai berikut:

Gp = faktor konversi x kepadatan = 0.052 x kepadatan_PPG

 Misalnya, untuk air tawar gradien tekanan adalah 0.433 psi/ft. Nilai 0.052 disimpulkan menggunakan kubus yang mengukur sampingnya 1 kaki. Untuk mengisi ember ini, diperlukan 7,48 galon cairan.

Jika kepadatan cairan ini 1 ppg, Total berat kubus akan menjadi 7,48 pound dan berat spesifiknya adalah 7,48 lb/ft³.

Sekarang, dalam 1 kaki² Ada 144 inci persegi, jadi dalam 1 kaki³ Akan ada 144 inci persegi per kaki untuk panjangnya. Membagi 7.48 / 144 = 0.051944, yaitu sekitar 0.052.

Misalnya, jika Anda memiliki cairan yang kepadatannya 13.3 ppg, gradien tekanan Anda adalah: 13.3 x 0.052 psi/ft = 0.6916 psi/ft.

Referensi

1. Serway, r., Jewett, J. (2008). Fisika untuk Sains dan Teknik. Volume 2. Meksiko. Editor Pembelajaran Cengage. 367-372.
2. Kontrol Mangkuk Kontrol AC Manual. Bab 01 Prinsip -prinsip tekanan.