Come calcolare la differenza di pressione: cosa, come, esempi

“Come calcolare la differenza di pressione?”, in questo articolo cercheremo di trovare la risposta a questa domanda. Inoltre discuteremo di diversi dispositivi di misurazione della differenza di pressione.

La differenza di pressione, nota anche come gradiente di pressione o pressione differenziale, è la differenza tra due valori di pressione misurati o è il confronto di due pressioni arbitrarie.

La differenza di pressione viene calcolata in diversi settori su base giornaliera per il flusso e la filtrazione di vari fluidi attraverso le tubazioni.

La differenza di pressione o pressione differenziale ΔP è la differenza tra due pressioni applicate qualsiasi, generalmente tutte le letture di pressione possono essere assunte come lettura differenziale in quanto, in caso di pressione assoluta, in relazione alla pressione del vuoto e alla pressione relativa rispetto alla pressione atmosferica.

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Pressione dell'acqua; Credito immagine:unsplash
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Perdita di tubi ad alta pressione; Credito immagine:unsplash

Cos'è la pressione?

In parole povere, la pressione è la forza esercitata su una data area.

La pressione è definita come la forza per unità di superficie.

Pressione=Forza/Area

Dove Force(F) è in Newton

E Area(A) è in metri2

Quindi Pressione,p=F/A Newton/metro2 o Pasquale.

 La pressione aumenta man mano che scendiamo dalla superficie del liquido, la pressione è sempre maggiore per il mezzo più denso. Manometro e Barometro sono gli strumenti di misura utilizzati per misurare la pressione.

come calcolare la differenza di pressione
Pressione esercitata dalle collisioni di particelle all'interno di un contenitore chiuso; Immagine di credito:wikipedia
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Pressione=Forza/Area; Credito immagine: wikipedia

Cos'è la differenza di pressione?

La differenza di pressione viene calcolata a intervalli regolari o continuamente in diversi settori come impianti chimici, raffinerie, impianti petrolchimici ecc.

La differenza di pressione è la differenza tra le pressioni quando vengono misurate in punti diversi. I calcoli della differenza di pressione vengono eseguiti regolarmente in vari settori per la misurazione del flusso e del livello dei fluidi, il monitoraggio dei filtri e il rilevamento degli intasamenti. La differenza di pressione è misurata in libbra per pollice quadrato (PSI).

Questo semplice concetto di differenza di pressione agisce come un concetto vitale nelle industrie di processo perché è responsabile del flusso di un fluido da un punto all'altro. La pressurizzazione delle cabine degli aerei è una delle applicazioni più apprezzate della Pressure Difference.

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Dispositivo di pressione per impianti industriali; Credito immagine:unsplash

La differenza di pressione viene continuamente monitorata nelle industrie per sapere se ci sono intasamenti o contaminazioni attraverso una tubazione.

Se una parte di una tubazione si intasa, c'è una variazione di pressione che determina una variazione nella differenza di pressione, un operatore può facilmente rilevare il punto esatto di intasamento e pulire la tubazione per garantire il flusso regolare del fluido.

Per un valore massimo di differenza di pressione, potrebbe essere necessario sostituire il filtro altrimenti potrebbe causare danni o corrosione.

Per determinare il flusso respiratorio nei dispositivi medici, le ostruzioni del flusso d'aria in diversi dispositivi, il rilevamento di filtri intasati nelle ventole di estrazione, i condizionatori d'aria, i condotti di scarico sono esempi di applicazioni in cui il monitoraggio della differenza di pressione gioca un ruolo importante.

Differenza di pressione idrostatica

La differenza di pressione idrostatica è una misurazione specifica della pressione del liquido sopra un dato verticale in punti diversi o ad altezze diverse dalla linea di riferimento.

La pressione di un liquido a riposo a una certa profondità a causa della forza gravitazionale è nota come pressione idrostatica e la pressione idrostatica aumenta all'aumentare della profondità misurata dalla superficie a causa dell'aumento del peso del fluido che esercita una forza maggiore verso il basso sugli strati di liquido inferiori.

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Pressione idrostatica a diverse profondità; Credito immagine: wikipedia

La formula utilizzata per calcolare la pressione idrostatica è mostrata di seguito:

p=ρgh

Dove,

P è la pressione esercitata dal liquido in Nm-2

ρ è la densità del liquido in kgm-3

g è l'accelerazione di gravità considerata 9.81 ms-2

h è l'altezza della colonna di fluido in 'm'

Un nuotatore subisce una pressione maggiore mentre va più in profondità sott'acqua a causa del peso sempre maggiore sulla parte superiore e dell'aria sopra di lui.

Come calcolare la differenza di pressione?

.I manometri differenziali e il manometro differenziale con tubo a U vengono utilizzati per calcolare la differenza di pressione tra due punti dello stesso liquido o liquidi diversi.

I manometri differenziali sono costituiti da due porte di ingresso, ciascuna porta è collegata a uno dei tubi o sorgenti la cui pressione deve essere monitorata.

Il manometro a tubo a U è un dispositivo utilizzato per misurare la differenza di pressione tra due punti che possono trovarsi nello stesso tubo o in due tubi diversi. Come suggerisce il nome, sembra l'alfabeto U, la parte inferiore del tubo di vetro è riempita con liquido pesante come mercurio, acqua e aria vengono utilizzate anche secondo i requisiti.

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Manometro differenziale a mercurio; Credito immagine:wikipedia
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Un manometro in azione; Credito immagine:wikipedia

Il manometro differenziale esegue l'operazione matematica di sottrazione attraverso mezzi meccanici, se c'è una differenza di pressione sia nei tubi che nelle sorgenti, la pressione esercitata su un elemento di misura è maggiore della pressione esercitata su un altro elemento della camera, allora il manometro differenziale mostra deviazione.

Come calcolare la differenza di pressione nel manometro?

La differenza di pressione tra due tubi o sorgenti viene calcolata utilizzando un manometro differenziale di tipo U.

Un manometro differenziale è un dispositivo utilizzato per confrontare le pressioni in due tubi o contenitori diversi dalla distanza verticale dalla superficie di un liquido in due rami quando ciascuno degli arti è collegato a due sorgenti diverse.

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Manometro a tubo a U; Credito immagine: wikipedia

Per determinare la differenza di pressione, moltiplicare la differenza di altezza per la densità del fluido e l'accelerazione di gravità. Le unità finali dovrebbero essere in pascal.

Come calcolare la portata dalla differenza di pressione?

L'equazione di Bernoulli fornisce una relazione tra la differenza di pressione e la Flusso di un fluido, utilizzando questa relazione possiamo facilmente calcolare la quantità di fluido che scorre in un intervallo di tempo.

Il Principio di Bernoulli applicabile ai fluidi incomprimibili (con trascurabile viscosità) afferma che un aumento della velocità di un fluido che si muove in una linea di flusso si verifica con una diminuzione della pressione statica del fluido. In parole semplici, pressione statica + pressione dinamica = pressione totale che è costante.

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Flusso di fluido attraverso un venturimetro; Credito immagine:wikipedia
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Flusso di fluido attraverso un venturimetro; Credito immagine:wikipedia

Il Principio di Bernoulli può essere espresso in termini di una formula matematica come di seguito:

Dove v=velocità del fluido

g = accelerazione di gravità considerata 9.81 ms-2

y=altezza sopra la linea di Riferimento

p=pressione del fluido

ρ = densità del fluido

Ora considerando due punti qualsiasi nel liquido,

Ora g è lo stesso in entrambi i punti,

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Poiché il fluido è considerato incomprimibile,

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Dall'equazione di continuità, v1A1 = v2A2

Da Eq(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......

Da Eq(3) possiamo calcolare la portata (Q=Area x velocità media) attraverso il condotto usando la differenza di pressione p1 - P2

Misurazione dell'importo di flussi di fluido entro un intervallo di tempo è molto importante in un'industria di processo per l'esecuzione regolare e sicura di diverse operazioni.

Equazione di Hagen Poiseuille dà la relazione tra caduta di pressione e flusso portata di un fluido attraverso un lungo tubo cilindrico. L'equazione è richiesta flusso laminare di liquido incomprimibile che scorre attraverso un tubo di sezione trasversale costante.

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Dove Δp è la differenza di pressione tra le due estremità del tubo

L è la lunghezza del tubo,

μ è la viscosità dinamica,

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è il volumetrico Portata,

R è il raggio del tubo,

A è la sezione trasversale del tubo.

Come calcolare la differenza di pressione nel venturimetro?

Un venturimetro è un tipo di flussometro in cui la portata volumetrica di un fluido è determinata sulla base del teorema di Bernoulli.

Quando un fluido passa attraverso un venturimetro, accelera nella parte convergente e poi decelera nella parte divergente. La pressione del fluido è diversa in tutto il venturimetro e la differenza di pressione si ottiene dalla lettura del manometro. Utilizzando questa differenza di pressione stimata e applicando l'equazione di Bernoulli e l'equazione di continuità, viene calcolata la portata volumetrica.

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Venturimetro; Credito immagine: wikipedia
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Venturimetro; Credito immagine: wikipedia
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Per conoscere la portata(clicca qui)