Tryckgradient vad den består av och hur det beräknas

han Tryckgradient Den består av variationerna eller skillnaderna i tryck I en given riktning, som kan inträffa inuti eller på en vätska kant. I sin tur är trycket kraften per enhet i området som utövar en vätska (vätska eller gas) på väggarna eller gränsen som innehåller det.

Till exempel i en pool full av vatten finns en Tryckgradient positivt i vertikal riktning ner, eftersom trycket ökar med djupet. Varje mätare (eller centimeter, fot, tum) djup, trycket växer linjärt.

Vid oljeutvinning är tryckgradienten en mycket viktig mängd. Källa: Pixabay.com

Men på alla punkter på samma nivå är trycket detsamma. Därför, i en pool Tryckgradient är null (noll) i horisontell riktning.

I oljeindustrin är tryckgradienten mycket viktig. Om trycket längst ner på borrningen är större än på ytan, kommer oljan lätt att komma ut. Annars bör det skapas konstgjort skillnaden i tryck, antingen genom att pumpa eller ånginjektion.

[TOC]

Vätskor och deras intressanta egenskaper

En vätska är vilket material som helst vars molekylstruktur gör att du kan flyta. Länkarna som håller sammanhängande till fluidmolekylerna är inte lika starka som i fallet med fasta ämnen. Detta gör att de kan motsätta sig mindre motstånd mot dragning och därför flöde.

Denna omständighet kan ses att fasta ämnen upprätthåller en fast form, medan vätskor, som redan sagt, antar i större eller mindre utsträckning behållaren som innehåller dem som innehåller dem.

Gaser och vätskor betraktas som vätska eftersom de uppför sig på detta sätt. En gas expanderar helt tills behållarvolymen är upptagen.

Vätskor för sin del når inte så mycket, eftersom de har en viss volym. Skillnaden är att vätskor kan övervägas obefläckad, Medan gaser inte gör det.

Kan tjäna dig: ío (satellit)

Under tryck komprimeras en gas och anpassar sig lätt att ockupera hela den tillgängliga volymen. När trycket ökar minskar volymen. När det gäller en vätska densitet -Givet av kvoten mellan dess massa och dess volym förblir den konstant i ett brett spektrum av tryck och temperatur.

Denna sista dimension är viktig eftersom i verkligheten kan nästan alla ämnen bete sig som en vätska under vissa extrema temperatur- och tryckförhållanden.

Inuti jorden där förhållandena kan betraktas som extrema, klipporna som skulle vara solida på ytan, smälta in i magma Och de kan flyta till ytan, i form av en lava.

Tryckberäkning 

För att hitta det tryck som utövas av en kolonn med vatten eller annan vätska, på behållarens golv, kommer vätskan att anses ha följande egenskaper:

• Hans densitet är konstant
• Det är okomprimerbart
• Är i statiska jämviktsförhållanden (vila)

En flytande kolonn under dessa förhållanden, utövar a tvinga på botten av behållaren som innehåller den. Denna kraft motsvarar dess vikt W:

W = mg

Nu är vätsketätheten, som som förklarats ovan är kvoten mellan dess massa m och dess volym V, är:

ρ = m/v

Densiteten mäts normalt i kilogram/kubikmeter (kg/m³eller pund per gallon (PPG)

Genom att ersätta uttrycket av densitet i viktekvationen förvandlas den till:

W = ρvg

Hydrostatiskt tryck P Det definieras som kvoten mellan kraften som utövas vinkelrätt på en yta och i dess område:

Tryck = kraft/område

Genom att ersätta volymen på fluidkolonnen V = basområde x kolonnhöjd = a.Z, tryckekvationen kvarstår:

Trycket är en skalmängd, vars enheter i det internationella mätsystemet är Newton/Metro² o Pascal (PA). De brittiska systemenheterna används mycket, särskilt inom oljeindustrin: pund per kvadrat tum (PSI).

Kan tjäna dig: Dirac Jordan Atomic Model: Egenskaper och postulat

Den tidigare ekvationen visar att tätare vätskor kommer att utöva större tryck. Och att trycket är större ju mindre ytan på vilken det utövas.

Genom att ersätta volymen på fluidkolonnen V = basområde x kolonnhöjd = a.Z, tryckekvationen förenklas:

Trycket är en skalmängd, vars enheter i det internationella mätsystemet är Newton/Metro² o Pascal (PA). De brittiska systemenheterna används mycket, särskilt inom oljeindustrin: pund per kvadrat tum (PSI).

Den tidigare ekvationen visar att tätare vätskor kommer att utöva större tryck. Och att trycket är större ju mindre ytan på vilken det utövas.

Hur man beräknar tryckgradienten?

Ekvationen P = ρgz indikerar att trycket P av vätskekolonnen ökar linjärt med djupet z. Därför en variation ΔP av trycket kommer det att vara relaterat till en variant av djupet ΔZ som följer:

ΔP = ρgΔZ

Definiera en ny mängd som kallas specifik vikt för y -vätskan, som ges av:

γ = ρg

Den specifika vikten finns i Newton/Volym eller N/M -enheter³. Med detta kvarstår ekvationen för variationen i trycket:

ΔP = y ΔZ

Som skrivs om som:

Detta är tryckgradienten. Nu ser vi att vätskegradienten under statiska förhållanden är konstant och motsvarar dess specifika vikt.

Tryckgradientenheter är desamma som med den specifika vikten, men kan skrivas om som Pascal/Metro i internationellt system. Det är nu möjligt att visualisera tolkningen av lutningen som förändringen i trycket per längdenhet, som definieras i början.

Det kan tjäna dig: ytliga vågor: egenskaper, typer och exempel

Vattens specifika vikt vid en temperatur av 20 ºC är 9.8 kilopascal/m eller 9800 pa/m. Betyder att:

"För varje mätare som är härstammad i vattenspelaren ökar trycket med 9800 PA"

Täthetskonverteringsfaktor

De engelska systemenheterna används allmänt i oljeindustrin. I detta system är tryckgradientenheterna PSI/PIE eller PSI/FT. Andra praktiska enheter är bar/tunnelbana. För densitet används pundet i stor utsträckning av gallon eller ppg.

Värdena på densiteten och den specifika vikten för eventuell vätska har fastställts experimentellt för olika temperatur- och tryckförhållanden. Finns i lagerbord

För att hitta det numeriska värdet på tryckgradienten mellan olika enhetssystem måste du använda omvandlingsfaktorer som leder till densitet, direkt till lutningen.

Konverteringsfaktorn på 0,052 är den som används i oljeindustrin för att flytta från en densitet i PPG till en tryckgradient i PSI/FT. På detta sätt beräknas tryckgradienten enligt följande:

GP = Konverteringsfaktor x densitet = 0.052 x densitet_Ppg

 Till exempel är tryckgradienten för färskt vatten 0.433 psi/ft. Värdet 0.052 dras med en kub vars sidoåtgärder 1ft. För att fylla denna hink behövs 7,48 liter av viss vätska.

Om densiteten för denna vätska är 1 ppg, Den totala kubvikten är 7,48 pund och dess specifika vikt är 7,48 lb/ft³.

Nu, i 1 ft² Det finns 144 kvadratmeter, så i 1 ft³ Det kommer att finnas 144 kvadratmeter per fot för längd. Dela 7.48 / 144 = 0,051944, vilket är ungefär 0.052.

Om du till exempel har en vätska vars densitet är 13.3 ppg, din tryckgradient kommer att vara: 13.3 x 0.052 psi/ft = 0.6916 psi/ft.

Referenser

1. Serway, R., Jewett, J. (2008). Fysik för vetenskap och teknik. Volym 2. Mexiko. Cengage Learning Editors. 367-372.
2. Manuell växelströmskontrollskontroll. Kapitel 01 Principer för tryck.