Hoe het drukverschil te berekenen: wat, hoe, voorbeelden

“Hoe het drukverschil berekenen?”, in dit artikel proberen we het antwoord op deze vraag te vinden. Ook zullen we het hebben over verschillende meetinstrumenten voor drukverschil.

Drukverschil, ook wel drukgradiënt of drukverschil genoemd, is het verschil tussen twee gemeten drukwaarden of het is de vergelijking van twee willekeurige drukken.

Drukverschil wordt berekend in verschillende industrieën van dag tot dag voor stroming en filtratie van verschillende vloeistoffen door pijpleidingen.

Drukverschil of drukverschil ΔP is het verschil tussen twee toegepaste drukken, in het algemeen kunnen alle drukaflezingen worden aangenomen als differentiële aflezingen zoals, in het geval van absolute druk, in relatie tot vacuümdruk en overdruk in relatie tot atmosferische druk.

justus menke hwHJrWIh5SM unsplash 1
Waterdruk; Afbeelding tegoed:unsplash
istockfoto 466029458 612x612 1
Hogedrukleiding lekt; Afbeelding tegoed:unsplash

Wat is druk?

Simpel gezegd, druk is de kracht die over een bepaald gebied wordt uitgeoefend.

Druk wordt gedefinieerd als de kracht per oppervlakte-eenheid.

Druk = Kracht/Gebied

Waar Kracht(F) is in Newton

En Gebied (A) is in meter2

Daarom Druk,p=F/A Newton/meter2 of Pascal.

 De druk neemt toe naarmate we vanaf het vloeistofoppervlak naar beneden gaan, de druk is altijd groter voor dichter medium. Manometer en Barometer zijn de meetinstrumenten die worden gebruikt om druk te meten.

hoe het drukverschil te berekenen?
Druk zoals uitgeoefend door deeltjesbotsingen in een gesloten container; Image Credit:wikipedia
200px Drukkrachtgebied.svg
Druk = Kracht/Gebied; Afbeelding tegoed: wikipedia

Wat is drukverschil?

Drukverschil wordt berekend met regelmatige tussenpozen of continu in verschillende industrieën zoals chemische fabrieken, raffinaderijen, petrochemische fabrieken enz.

Drukverschil is het verschil tussen drukken wanneer ze op verschillende punten worden gemeten. Drukverschilberekeningen worden regelmatig uitgevoerd in diverse industrieën voor stromings- en niveaumeting van vloeistoffen, filterbewaking en verstoppingsdetectie. Het drukverschil wordt uitgedrukt in Pound per Square Inch (PSI).

Dit eenvoudige concept van drukverschil fungeert als een essentieel concept in procesindustrieën omdat het verantwoordelijk is voor de stroom van een vloeistof van het ene punt naar het andere. Het onder druk zetten van vliegtuigcabines is een van de meest gewaardeerde toepassingen van drukverschil.

istockfoto 908299346 170667a
Drukapparaat voor industriesysteem; Afbeelding tegoed:unsplash

Drukverschil wordt continu gecontroleerd in industrieën om te weten of er een verstopping of verontreiniging door een pijpleiding is.

Als een deel van een pijpleiding verstopt raakt, is er een drukverandering die een verandering in het drukverschil veroorzaakt. Een operator kan gemakkelijk het exacte blokkeringspunt detecteren en de pijpleiding reinigen om een ​​vlotte doorstroming van de vloeistof te garanderen.

Voor een maximale waarde van het drukverschil moeten we mogelijk het filter vervangen, anders kan dit leiden tot schade of corrosie.

Voor het bepalen van de ademstroom in medische apparaten, luchtstroomblokkades in verschillende apparaten, verstopte filterdetectie in afzuigventilatoren, airconditioners, afvoerkanalen zijn voorbeelden van toepassingen waarbij drukverschilbewaking een belangrijke rol speelt.

Hydrostatisch drukverschil

Hydrostatisch drukverschil is een specifieke meting van vloeistofdruk boven een verticaal referentiepunt op verschillende punten of op verschillende hoogten vanaf de referentielijn.

De druk van een vloeistof in rust op een bepaalde diepte als gevolg van zwaartekracht staat bekend als hydrostatische druk en hydrostatische druk neemt toe naarmate de diepte gemeten vanaf het oppervlak toeneemt, omdat het toenemende gewicht van de vloeistof meer neerwaartse kracht uitoefent op de lagere vloeistoflagen.

800px TorricelliLawDiagram.svg
Hydrostatische druk op verschillende diepten; Afbeelding tegoed: wikipedia

De formule die wordt gebruikt om de hydrostatische druk te berekenen, wordt hieronder weergegeven:

p=ρgh

Waar,

P is de door de vloeistof uitgeoefende druk in Nm-2

ρ is de dichtheid van de vloeistof in kgm-3

g is de versnelling als gevolg van de zwaartekracht beschouwd als 9.81 ms-2

h is de hoogte van de vloeistofkolom in 'm'

Een zwemmer ervaart meer druk naarmate hij dieper onder water gaat vanwege het steeds meer gewicht op de top en de lucht boven hem.

Hoe het drukverschil berekenen?

.Differentiële manometers en differentiële U-buismanometers worden gebruikt om het drukverschil tussen twee punten van dezelfde vloeistof of verschillende vloeistoffen te berekenen.

Verschildrukmeters bestaan ​​uit twee inlaatpoorten, elke poort is aangesloten op een van de leidingen of bronnen waarvan de druk moet worden bewaakt.

U-buismanometer is een apparaat dat wordt gebruikt om het drukverschil te meten tussen twee punten die zich in dezelfde leiding of in twee verschillende leidingen kunnen bevinden. Zoals de naam doet vermoeden, lijkt het op het alfabet U, het onderste gedeelte van de glazen buis is gevuld met zware vloeistof zoals kwik, water en lucht worden ook gebruikt volgens de vereisten.

330px Mercury manometer.svg
Differentiële kwikmanometer; Afbeelding tegoed:wikipedia
Manometer animatie 01
Een manometer in actie; Afbeelding tegoed:wikipedia

Differentiële manometer voert de wiskundige bewerking van aftrekken uit met mechanische middelen. Als er een drukverschil is in zowel de leidingen als bronnen, is de druk die op één meetelement wordt uitgeoefend meer dan de druk die wordt uitgeoefend op een ander kamerelement, dan toont de differentiële manometer afbuiging.

Hoe het drukverschil in een manometer te berekenen?

Drukverschil tussen twee leidingen of bronnen wordt berekend met behulp van differentiële U-type manometer.

Een differentiële manometer is een apparaat dat wordt gebruikt om de druk in twee verschillende leidingen of containers te vergelijken vanaf de verticale afstand van het oppervlak van een vloeistof in twee ledematen wanneer elk van de ledematen is aangesloten op twee verschillende bronnen.

170px Utube
U-buis manometer; Afbeelding tegoed: wikipedia

Om het drukverschil te bepalen, vermenigvuldigt u het hoogteverschil met de dichtheid van de vloeistof en de versnelling door de zwaartekracht. De laatste eenheden moeten in pascals zijn.

Hoe de stroomsnelheid berekenen uit drukverschil?

De vergelijking van Bernoulli geeft een verband tussen het drukverschil en de Stroom van een vloeistof, met behulp van deze relatie kunnen we eenvoudig de hoeveelheid vloeistof berekenen die binnen een tijdsinterval stroomt.

Het Bernoulli-principe van toepassing op onsamendrukbare vloeistoffen (met verwaarloosbare) viscositeit) stelt dat een toename van de snelheid van een vloeistof die in een stroomlijn beweegt optreedt met een afname van de statische druk van de vloeistof. In eenvoudige woorden, statische druk + dynamische druk = totale druk die constant is.

VenturiFlow
Vloeistofstroom door een venturimeter; Afbeelding tegoed:wikipedia
2000px BernoullisLawDerivationDiagram.svg
Vloeistofstroom door een venturimeter; Afbeelding tegoed:wikipedia

Het principe van Bernoulli kan worden uitgedrukt in termen van een wiskundige formule zoals hieronder:

Waar v = vloeistofsnelheid

g = versnelling door zwaartekracht beschouwd als 9.81 ms-2

y=hoogte boven referentielijn

p=druk van de vloeistof

ρ = dichtheid van de vloeistof

Als we nu twee willekeurige punten in de vloeistof overwegen,

Nu is g hetzelfde in beide punten,

gif

Aangezien de vloeistof als onsamendrukbaar wordt beschouwd,

gif

Van continuïteitsvergelijking, v1A1 = v2A2

Van vergelijking (2),

gif.latex?v%20 %7B2%7D%3D%20%5Csqrt%7B2%5Cfrac%7B%5Cfrac%7B1%7D%7B%5Crho%20%7D%28p %7B1%7D p %7B2%7D%29+g%28y %7B1%7D y %7B2%7D%29%7D%7B%281 %5Cfrac%7BA %7B2%5E%7B2%7D%7D%7D%7BA %7B2%5E%7B2%7D%7D%7D%29%7D%7D......

Uit Vgl (3) kunnen we de stroomsnelheid (Q = oppervlakte x gemiddelde snelheid) door het kanaal berekenen met behulp van drukverschil p1 - p2

Meting van de hoeveelheid vloeistof stroomt binnen een tijdsinterval is heel belangrijk in een procesindustrie voor een soepel en veilig verloop van verschillende bewerkingen.

Hagen Poiseuille-vergelijking geeft de relatie tussen drukval en stroom snelheid van een vloeistof door een lange cilindrische pijp. De vergelijking wordt toegepast voor laminaire stroming van onsamendrukbare vloeistof die door een pijp met constant dwarsdoorsnedeoppervlak stroomt.

gif

Waarbij Δp het drukverschil is tussen de twee uiteinden van de leiding

L is de lengte van de pijp,

μ is de dynamische viscositeit,

gif

is de volumetrische debiet,

R is de straal van de pijp,

A is de doorsnede van de pijp.

Hoe het drukverschil in de Venturi-meter te berekenen?

Een venturimeter is een type stromingsmeter waarbij de volumetrische stroomsnelheid van een vloeistof wordt bepaald op basis van de stelling van Bernoulli.

Wanneer een vloeistof door een venturimeter gaat, versnelt het in het convergerende deel en vertraagt ​​het vervolgens in het divergente deel. De vloeistofdruk is overal in de venturimeter verschillend en het drukverschil wordt verkregen uit de manometeraflezing. Met behulp van dit geschatte drukverschil en het toepassen van de vergelijking van Bernoulli en de continuïteitsvergelijking, wordt het volumetrische debiet berekend.

hoe het drukverschil te berekenen?
Venturimeter; Afbeelding tegoed: wikipedia
250px Vliegtuigventuri 1
Venturimeter; Afbeelding tegoed: wikipedia
gif
gif
gif
gif

Om meer te weten over de stroomsnelheid:(Klik hier)