Hvordan løse Manometer Problemer Med Fluids

Fluidstatikk er den mest grunnleggende form av fluidanalyse, og manometry er en metode for statisk fluidanalyse. Et manometer er en enhet som måler statisk fluidtrykk. De tre viktigste variabler i et manometry problem er trykk, tetthet og høyde av væsken i rørene. Du må vite at minst to av disse for å løse et manometry problem. Du må også bruke et felles referansepunkt når du måler dine høyder eller løsningen blir feil.

Bruksanvisning

1 Definere variabelen du leter etter. I de fleste manometry problemer, vil du mest sannsynlig være på jakt etter press. Fluid tetthet er vanligvis en kjent mengde når du vet hva væsken er, og væskehøyden blir ofte målt direkte fra manometeret.

Eksempel: Finn trykk i en oljetank på den lukkede side av en U-formet manometer.

2 Liste over hva du allerede vet om problemet. For noen manometry problem, er den grunnleggende ligningen:

p2 - p1 = (rho)

g (z2 - z1)

p = trykket ved punkt 1 og 2: ukjente
z = høyde på punkt 1 og 2: å bli målt
rho = fluidtetthet: 1,5 snegler / ft ^ 3 for olje; 10 snegler / ft ^ 3 for manometeret væske)
g = tyngdens akselerasjon: 32,2 på engelsk enheter

3 Bruk fundamentale ligningen for å utvikle en spesifikk ligning for en side din manometry problem. I dette eksemplet er det oljesiden. Start med å identifisere en referanselinje for dine målinger. I en enkel U-formet manometer problem, vil dette ofte være hvor en væske møter manometeret fluidet. Dette lar deg sette z1 = 0.

p2 - p1 = (rho)

32,2 z2

Trykket i oljen blir da:

p (olje) - p (Z1) = 1,5 32,2 z2

p (olje) = (1,5 32,2 z2) + p (z1)

4 Bruk fundamentale ligningen for å utvikle en spesifikk ligning for den andre siden en manometry problem. I dette eksemplet er det den åpne siden. Siden per definisjon trykket ved z1 på oljesiden er det samme som trykket ved z1 på den åpne side, der p (atm) er atmosfæretrykket, kan man skrive p (z1) som:

p (z1) - p (atm) = 10

32,2 (z3 -z1)

Når du bruker et manometer, kan du forenkle beregningene ved å skrive alle trykkverdiene som gage trykk. Dette lar deg sette p (atm) = 0. Siden z1 er grunnlinjen du har definert tidligere, er det også null. Nå kan du skrive om olje ligningen som:

p (z1) = 10 32,2 z3

5 Kombiner de ligninger for begge sider av manometeret

p (olje) = (1,5

32,2 z2) + p (z1)
p (z1) = 10 32,2 z3

p (olje) = (1,5 32,2 Z2) + (10 32,2 z3)

6 Fyll ut manglende informasjon i ligningen og løse. For dette eksempelet, må du finne verdiene for Z2 (væsken høyden på oljesiden) og Z3 (væsken høyde på den åpne siden). Disse verdiene kan tas, eller måles direkte fra trykkmåleren, og er derfor vanligvis gitt i problemstillingen.

z2 = 2
z3 = 4

p (olje) = (1,5 32,2 2) + (10 32,2 4)
p (olje) = 1190 snegler / ft ^ 2