タンク内の圧力を計算する方法

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著者: Robert Simon
作成日: 23 六月 2021
更新日: 19 11月 2024
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タンク内の特定の深さでの圧力を計算する方法
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静水圧、または流体が重力により流体の特定のポイントで平衡状態に及ぼす圧力は、流体がそのポイントより上の液体からより多くの力を及ぼすことができるため、より低い深さで増加します。

タンク内の液体の静水圧は、タンクの底の面積の面積あたりの力として、圧力=力/面積の単位で計算して計算できます。この場合、力は重力により液体がタンクの底に及ぼす重量です。

加速度と質量がわかっているときに正味の力を見つけるには、次のように計算できます。 F = ma、ニュートンの第二法則による。重力の場合、加速度は重力加速度定数であり、 g。これは、この圧力を次のように計算できることを意味します P = mg / A 大衆のために m キログラム、面積 A フィートで2 またはm2、そして g 加速度の重力定数(9.81 m / s2、32.17405 ft / s2).

これにより、タンク内の液体の粒子間の力を決定する大まかな方法​​が得られますが、重力による力が圧力を引き起こす粒子間の力の正確な測定値であると想定しています。

流体密度を使用してより多くの情報を考慮したい場合は、次の式を使用して液体の静水圧を計算できます。 P =ρg h その中で P 液体の静水圧(N / m2、Pa、lbf / ft2、またはpsf)、 ρ ( "rho")は液体密度(kg / m3 またはナメクジ/フィート3), g 重力加速度(9.81 m / s2、32.17405 ft / s2)および h 圧力が測定される流体カラムの高さまたは深さです。

圧力式流体

2つの式は同じ原理であるため、似ています。導出できます P =ρg h から P = mg / A 次の手順を使用して、流体の圧力式を取得します。

タンク内のガスの場合、理想的なガスの法則を使用して圧力を決定できます PV = nRT 圧力のために P 大気中(atm)、体積 V メートルで3、ほくろの数 n、ガス定数 R 8.314 J /(molK)、および温度 T ケルビンで。この式は、圧力、体積、温度の量に依存するガス中の分散粒子を考慮しています。

水圧式

1000 kg / mの水について3 深さ4 kmに物体がある場合、この圧力はP = 1000 kg / mとして計算できます3 x 9.8 m / s2 x 4000 m = 39200000 N / m2 水圧式の使用例として。

静水圧の式は、表面と領域に適用できます。この場合、直接式を使用できます P = FA 圧力、力、面積について。

これらの計算は、物理学および工学の多くの研究分野の中心です。医学研究では、科学者や医師はこの水圧式を使用して、血漿や血管壁の液体などの血管内の液体の静水圧を決定できます。

血管内の静水圧は、診断やヒトの生理機能の研究を行う際に、腎臓や肝臓などの人間の臓器の血管壁(すなわち、内皮)に血管内液(すなわち、血漿)または血管外液が及ぼす圧力です。

人体全体に水を流す静水力は、一般的に、体全体に血液を送り込むときに毛細管静水圧が毛細血管の周囲の組織圧に対して使用するろ過力を使用して測定されます。