Drukgradiënt waar het uit bestaat en hoe het wordt berekend

Hij Drukgradiënt Het bestaat uit de variaties of verschillen van druk In een bepaalde richting, die kan optreden binnen of op de rand van een vloeistof. Op zijn beurt is de druk de kracht per oppervlakte -eenheid die een vloeistof (vloeistof of gas) op de wanden of grens uitoefent die deze bevat.

In een zwembad vol water is er bijvoorbeeld een Drukgradiënt positief in verticale richting naar beneden, omdat de druk toeneemt met diepte. Elke meter (of centimeter, voet, inch) diep, de druk groeit lineair.

Bij olie -extractie is de drukgradiënt een zeer belangrijke hoeveelheid. Bron: Pixabay.com

Op alle punten op hetzelfde niveau is de druk echter hetzelfde. Daarom in een zwembad de Drukgradiënt Is NULL (nul) in de horizontale richting.

In de olie -industrie is de drukgradiënt erg belangrijk. Als de druk aan de onderkant van het boren groter is dan op het oppervlak, dan zal de olie gemakkelijk naar buiten komen. Anders moet het kunstmatig worden gecreëerd, het verschil in druk, hetzij door pompen of stoominjectie.

[TOC]

Vloeistoffen en hun interessante eigenschappen

Een vloeistof is elk materiaal waarvan u de moleculaire structuur kunt stromen. De links die samenhangend blijven aan de vloeistofmoleculen zijn niet zo sterk als in het geval van vaste stoffen. Hierdoor kunnen ze zich tegen minder weerstand verzetten tractie en daarom stromen.

Deze omstandigheid is te zien dat vaste stoffen een vaste vorm behouden, terwijl vloeistoffen, zoals reeds gezegd, in meer of mindere mate aannemen die van de container die ze bevat.

Gassen en vloeistoffen worden als vloeiend beschouwd omdat ze zich op deze manier gedragen. Een gas breidt zich volledig uit totdat het containervolume bezet is.

Vloeistoffen van hun kant, bereiken niet zoveel, omdat ze een bepaald volume hebben. Het verschil is dat vloeistoffen kunnen worden overwogen niet samendrukbaar, terwijl gassen dat niet doen.

Kan u van dienst zijn: ío (satelliet)

Onder druk wordt een gas gecomprimeerd en past hij zich gemakkelijk aan het gehele beschikbare volume aan. Wanneer de druk toeneemt, neemt het volume af. In het geval van een vloeistof, zijn dikte -Gegeven door het quotiënt tussen zijn massa en zijn volume, blijft het constant in een breed scala van druk en temperatuur.

Deze laatste dimensie is belangrijk, omdat in werkelijkheid bijna elke stof zich als een vloeistof kan gedragen onder bepaalde extreme temperatuur- en drukomstandigheden.

In de aarde waar de omstandigheden extreem kunnen worden beschouwd, versmelten de rotsen die vast op het oppervlak zijn, in de magma En ze kunnen naar het oppervlak stromen, in de vorm van een lava.

Drukbericht 

Om de druk te vinden die wordt uitgeoefend door een kolom water of een andere vloeistof, op de vloer van de container, wordt de vloeistof beschouwd als de volgende kenmerken:

• Zijn dichtheid is constant
• Het is niet samendrukbaar
• Bevindt zich in statische evenwichtsomstandigheden (rust)

Een vloeistofkolom onder deze omstandigheden, oefent een kracht aan de onderkant van de container die het bevat. Deze kracht is gelijk aan zijn gewicht W:

W = mg

Nu is de vloeistofdichtheid, die zoals hierboven uitgelegd het quotiënt tussen zijn massa is M en het volume V, is:

ρ = m/v

De dichtheid wordt normaal gemeten in kilogram/kubieke meter (kg/m³of pond per gallon (PPG)

Door de expressie van dichtheid in de gewichtsvergelijking te vervangen, wordt deze omgezet in:

W = ρVG

Hydrostatische druk P Het wordt gedefinieerd als het quotiënt tussen de kracht loodrecht uitgeoefend op een oppervlak en in zijn gebied:

Druk = kracht/gebied

Door het volume van de vloeistofkolom V = basisgebied x kolomhoogte = a te vervangen.Z, de drukvergelijking blijft:

De druk is een scalaire hoeveelheid, waarvan de eenheden in het internationale meetsysteem Newton/Metro zijn² O Pascal (PA). De Britse systeemeenheden worden veel gebruikt, vooral in de olie -industrie: pond per vierkante inch (PSI).

Kan u van dienst zijn: Dirac Jordan Atomic Model: kenmerken en postulaten

De vorige vergelijking toont aan dat dichtere vloeistoffen meer druk uitoefenen. En dat de druk groter is, hoe kleiner het oppervlak waarop het wordt uitgeoefend.

Door het volume van de vloeistofkolom V = basisgebied x kolomhoogte = a te vervangen.Z, de drukvergelijking is vereenvoudigd:

De druk is een scalaire hoeveelheid, waarvan de eenheden in het internationale meetsysteem Newton/Metro zijn² O Pascal (PA). De Britse systeemeenheden worden veel gebruikt, vooral in de olie -industrie: pond per vierkante inch (PSI).

De vorige vergelijking toont aan dat dichtere vloeistoffen meer druk uitoefenen. En dat de druk groter is, hoe kleiner het oppervlak waarop het wordt uitgeoefend.

Hoe de drukgradiënt te berekenen?

De vergelijking P = ρGZ geeft aan dat de druk P van de vloeistofkolom neemt lineair toe met de diepte z. Daarom een ​​variatie Δp van de druk zal het gerelateerd zijn aan een variatie van diepte Δz als volgt:

Δp = ρgδz

Een nieuwe hoeveelheid definiëren die specifiek gewicht van de γ -vloeistof wordt genoemd, gegeven door:

γ = ρg

Het specifieke gewicht komt in Newton/Volume of N/M -eenheden³. Hiermee blijft de vergelijking voor de variatie van de druk:

Δp = γ Δz

Die wordt herschreven als:

Dit is de drukgradiënt. Nu zien we dat in statische omstandigheden de vloeistofdrukgradiënt constant is en gelijkwaardig is aan het specifieke gewicht ervan.

Drukgradiënteenheden zijn hetzelfde als die van het specifieke gewicht, maar kunnen worden herschreven als Pascal/Metro in het internationale systeem. Het is nu mogelijk om de interpretatie van de gradiënt te visualiseren als de verandering in de druk per lengte -eenheid, zoals gedefinieerd aan het begin.

Het kan u van dienst zijn: oppervlakkige golven: kenmerken, typen en voorbeelden

Het specifieke gewicht van het water bij een temperatuur van 20 ºC is 9.8 kilopascaal/m of 9800 Pa/m. Betekent dat:

"Voor elke meter die in de waterkolom is afgedaald, neemt de druk toe met 9800 PA"

Dichtheidsconversiefactor

De Engelse systeemeenheden worden veel gebruikt in de olie -industrie. In dit systeem zijn de drukgradiënteenheden PSI/PIE of PSI/FT. Andere handige eenheden zijn bar/metro. Voor dichtheid wordt het pond veel gebruikt door gallon of ppg.

De waarden van de dichtheid en het specifieke gewicht van elke vloeistof zijn experimenteel bepaald voor verschillende temperatuur- en drukomstandigheden. Zijn verkrijgbaar in aandelentafels

Om de numerieke waarde van de drukgradiënt tussen verschillende eenhedensystemen te vinden, moet u conversiefactoren gebruiken die leiden tot dichtheid, rechtstreeks naar de gradiënt.

De 0,052 -conversiefactor is degene die in de olie -industrie wordt gebruikt om van een dichtheid in PPG naar een drukgradiënt in PSI/FT te gaan. Op deze manier wordt de drukgradiënt als volgt berekend:

Gp = conversiefactor x dichtheid = 0.052 x dichtheid_PPG

 Voor zoet water is de drukgradiënt bijvoorbeeld 0.433 psi/ft. De waarde 0.052 wordt afgeleid met behulp van een kubus waarvan de zijde meet 1ft. Om deze emmer te vullen, zijn 7,48 liter van sommige vloeistof nodig.

Als de dichtheid van deze vloeistof is 1 PPG, Het totale kubusgewicht is 7,48 pond en het specifieke gewicht is 7,48 lb/ft³.

Nu, in 1 ft² Er zijn 144 vierkante centimeter, dus in 1 ft³ Er zal 144 vierkante centimeter per voet zijn voor lengte. Deel 7.48 / 144 = 0,051944, wat ongeveer 0 is.052.

Als u bijvoorbeeld een vloeistof heeft waarvan de dichtheid 13 is.3 PPG, uw drukgradiënt zal zijn: 13.3 x 0.052 psi/ft = 0.6916 psi/ft.

Referenties

1. Serway, r., Jewett, J. (2008). Natuurkunde voor wetenschap en engineering. Deel 2. Mexico. Cengage Learning Editors. 367-372.
2. Handmatige AC -besturingskom controle. Hoofdstuk 01 Drukprincipes.