ГРАДИЈЕНТ ПРИТИСКА: ШТА ЈЕ ТО И КАКО СЕ ИЗРАЧУНАВА - ФИЗИЧКИ - 2025

Градијент притиска чине варијације или разлике у притиску у датом правцу, који могу настати унутар или на граници флуид. Заузврат, притисак је сила која по јединици површине делује течност (течност или гас) на зидове или ивицу која га садржи.

На пример, у базену напуњеном водом постоји позитиван градијент притиска у вертикалном смеру надоле, јер се притисак повећава са дубином. Сваког метра (или центиметра, стопала, инча) дубине, притисак расте линеарно.

У екстракцији уља градијент притиска је веома важна количина. Извор: пикабаи.цом

Међутим, у свим тачкама које се налазе на истом нивоу, притисак је исти. Због тога је у базену градијент притиска у водоравном смеру нула (нула).

У нафтној индустрији градијент притиска је веома важан. Ако је притисак на дну отвора већи него на површини, тада ће уље лако изаћи. У супротном би се разлика у притисцима морала створити вештачки, било пумпањем или убризгавањем паре.

Течности и њихова занимљива својства

Течност је сваки материјал чија молекуларна структура омогућава да тече. Везе које држе молекуле течности заједно нису тако јаке као у случају чврстих тела. То им омогућава да се супротставе мањој отпорности на вучу и самим тим протоку.

Ова околност се уважава посматрањем да чврсте супстанце одржавају фиксни облик, док течности, као што је већ споменуто, у већој или мањој мери прихватају садржај посуде која их садржи.

Гасови и течност сматрају се течностима, јер се понашају на тај начин. Гас се потпуно шири да испуни запремину контејнера.

Течност, с друге стране, не достиже толико, јер има одређену запремину. Разлика је у томе што се течност може сматрати некомпресибилном, док гасови не могу.

Под притиском, гас се лако компримира и прилагођава, заузимајући сву доступну запремину. Када се притисак повећава, смањује се и његова запремина. У случају течности, његова густина - дата квоцијентом између његове масе и запремине - остаје константна у широком распону притиска и температуре.

Ово последње ограничење је важно јер се у стварности готово свака супстанца може понашати попут течности под одређеним условима екстремне температуре и притиска.

У унутрашњости земље где се услови могу сматрати екстремним, стијене које би биле чврсте на површини, растопиле су се у магму и могле да испливају на површину, у облику лаве.

Прорачун притиска

Да би пронашли притисак који врши стуб воде или било које друге течности, на поду посуде, сматра се да течност има следеће карактеристике:

• Густина му је константна
• Некомпресивно је
• У условима је статичке равнотеже (мировања)

Колона течности у тим условима делује на дно посуде која га садржи. Ова сила је еквивалентна тежини В:

Густоћа се обично мјери у килограмима / кубичним метрима (кг / м ³ ) или килограмима по галону (ппг)

Хидростатски притисак П је дефинисан као квоцијент између силе која делује окомито на површину и њене површине А:

Притисак = сила / област

Замјеном запремине флуидног стуба В = површина основне к висине колоне = Аз, једначина тлака постаје:

Притисак је скаларна количина, чије су јединице у међународном систему мерења Невтон / метар ² или Пасцалс (Па). Јединице британског система су широко коришћене, посебно у нафтној индустрији: фунта по квадратном инчу (пси).

Горња једнаџба показује да ће гушће течности вршити већи притисак. И што је притисак већи, то је мањи и површина на коју се врши.

Замјеном запремине колоне течности В = површина основне к висине колоне = Аз, једнаџба тлака се поједностављује:

Горња једнаџба показује да ће гушће течности вршити већи притисак. И што је притисак већи, то је мањи и површина на коју се врши.

Како израчунати градијент притиска?

Једнаџба П = ρгз означава да се притисак П у колони течности линеарно повећава са дубином з. Због тога ће варијација притиска ΔП бити повезана са променом дубине Δз на следећи начин:

Фактор конверзије густине

Јединице енглеског система се широко користе у нафтној индустрији. У овом систему јединице градијента притиска су пси / фт или пси / фт. Остале погодне јединице су бар / метар. Фунта по галону или ппг се широко користи за густину.

Вриједности густине и специфичне тежине било које течности су експериментално одређене за различите услове температуре и притиска. Доступни су у табелама вриједности

Да бисте пронашли бројчану вредност градијента притиска између различитих система јединица, морају се користити фактори конверзије који воде из густине директно у градијент.

Фактор конверзије 0,052 се користи у нафтној индустрији да би прешао из густине у ппг до градијента притиска у пси / фт. На овај начин се израчунава градијент притиска овако:

Референце

1. Серваи, Р., Јеветт, Ј. (2008). Физика за науку и инжењерство. Том 2. Мексико. Повежите уреднике учења. 367-372.
2. Приручник за школску контролу. Поглавље 01 Принципи притиска.