Hidrosztatikai nyomás számolása?

ITT VAN!

[link]

Kedves Kérdező, látom jó nagy útvesztőbe vezettek az előző válaszolók, hogy érdembeli választ is kapj, írok egy-két dolgot.

Tekintsünk egy hengeres pohárban lévő vizet. Mivel a víznek súlya van, ezért pl. a pohár fenéklapjara valamilyen terhelés hat. A terhelőerő egyenlő a víz súlyával. Ha pl. 2dl űrtartalmú a pohár, akkor jó közelítéssel 20 dekagrammnak megfelelő erő adja ezt a terhelést, amely az SI mértékrendszerben dolgozva 2 Newton erőt jelent.

A jobb megértést szolgálandó, tekintsünk egy csövet, amelynek az egyik fenéklapját (amely eredetileg nyitott) gumihártyával lefedünk. [Azaz kb. arról van szó, hogy otthon a PVC-ből készült porszívócső végére pl. egy luftballont húzol]. A csőbe folyadékot pl. vizet öntve a gumihártya kidomborodik. Ezzel mintegy detektáljuk azt, hogy a folyadékoszlop hatására valamilyen nyomóerő fejtődik.

A fizikában és a műszaki világban veszélyes dolog csak erőkről beszélni. A megfelelő szakirodalmak általában nyomás mértékegységű mechanikai mennyiségekkel dolgoznak.

Ha veszünk pl. egy darab vasrudat, és elkezdjük széthúzni kétfelé, az elszakadáskor mérhető erő nem az anyagra jellemző állandó, hanem függ annak átmérőjétől, azaz keresztmetszetétől is. Nem véletlen hogy pl. a gépiparban az acélok anyagvizsgálatánál szabványok rögzítik a geometriai méreteket és kialakításokat. Persze ez az építőiparban sincs másképp, csak ott nyomóigénybevételnek teszik ki a szabványos méretű beton kockát, és vizsgálatokat végeznek többször is, meghatározott időközönként, ahogy a kötés egyre szilárdabb lesz.

Messzire kalandoztunk, térjünk tehát vissza egy kicsit az eredeti problémára. A folyadék által kifejtett erőt keresztmetszetre kell fajlagosítanunk, mert így jutunk olyan fizikai mennyiséghez, amely a kersztmetszettől való függetlenítést valósítja meg. Ellenkező esetben nem tudnánk reprodukálható mérést végezni, az átmérő hiányában, mivel azonos súlyú folyadékok eltérő keresztmetszeteken más-más terhelést jelentenek pl. egy gép alkatrészeire. Például a gépipar példájával élve hidraulikus munkahengerekben sem konkrétan csak az erőkről szükséges beszélni, hanem a nyomásról is.

Bekanyarítva a mesém végét, arról van szó, hogy a föllépő erőt el kell osztani a hatásos kersztmetszettel, mert akkor tudjuk megmondani korrektül azt, hogy egy adott alkatrésznek az egy négyzetmiliméterre eső terhelése hány Newton, vagy kiloNewton.

Kedves Kérdező, látom jó nagy útvesztőbe vezettek az előző válaszolók, hogy érdembeli választ is kapj, írok egy-két dolgot.

Tekintsünk egy hengeres pohárban lévő vizet. Mivel a víznek súlya van, ezért pl. a pohár fenéklapjara valamilyen terhelés hat. A terhelőerő egyenlő a víz súlyával. Ha pl. 2dl űrtartalmú a pohár, akkor jó közelítéssel 20 dekagrammnak megfelelő erő adja ezt a terhelést, amely az SI mértékrendszerben dolgozva 2 Newton erőt jelent.

A jobb megértést szolgálandó, tekintsünk egy csövet, amelynek az egyik fenéklapját (amely eredetileg nyitott) gumihártyával lefedünk. [Azaz kb. arról van szó, hogy otthon a PVC-ből készült porszívócső végére pl. egy luftballont húzol]. A csőbe folyadékot pl. vizet öntve a gumihártya kidomborodik. Ezzel mintegy detektáljuk azt, hogy a folyadékoszlop hatására valamilyen nyomóerő fejtődik.

A fizikában és a műszaki világban veszélyes dolog csak erőkről beszélni. A megfelelő szakirodalmak általában nyomás mértékegységű mechanikai mennyiségekkel dolgoznak.

Ha veszünk pl. egy darab vasrudat, és elkezdjük széthúzni kétfelé, az elszakadáskor mérhető erő nem az anyagra jellemző állandó, hanem függ annak átmérőjétől, azaz keresztmetszetétől is. Nem véletlen hogy pl. a gépiparban az acélok anyagvizsgálatánál szabványok rögzítik a geometriai méreteket és kialakításokat. Persze ez az építőiparban sincs másképp, csak ott nyomóigénybevételnek teszik ki a szabványos méretű beton kockát, és vizsgálatokat végeznek többször is, meghatározott időközönként, ahogy a kötés egyre szilárdabb lesz.

Messzire kalandoztunk, térjünk tehát vissza egy kicsit az eredeti problémára. A folyadék által kifejtett erőt keresztmetszetre kell fajlagosítanunk, mert így jutunk olyan fizikai mennyiséghez, amely a kersztmetszettől való függetlenítést valósítja meg. Ellenkező esetben nem tudnánk reprodukálható mérést végezni, az átmérő hiányában, mivel azonos súlyú folyadékok eltérő keresztmetszeteken más-más terhelést jelentenek pl. egy gép alkatrészeire. Például a gépipar példájával élve hidraulikus munkahengerekben sem konkrétan csak az erőkről szükséges beszélni, hanem a nyomásról is.

Bekanyarítva a mesém végét, arról van szó, hogy a föllépő erőt el kell osztani a hatásos kersztmetszettel, mert akkor tudjuk megmondani korrektül azt, hogy egy adott alkatrésznek az egy négyzetmiliméterre eső terhelése hány Newton, vagy kiloNewton.

Visszatérve a hengeres csőben lévő víz példájához: A fenéklapra ható erő egyenlő a víz súlyával, azaz G=m*g. Ebből m jelenti a tömeget [kg]-ban, amit úgy számolunk, hogy sűrűség szorozva térfogattal, azaz m=ro*V.

A térfogata pedig egy hengernek = alapterület szorozva a magassággal, azaz V=A*h. EZek alapján a fenéklapra ható erő:

F=ro*A*h*g.

Ha ebből nyomást szeretnénk számítani, akkor ezt elosztjuk a keresztmetszettel, azaz A-val. A hidrosztatikai nyomás jele kis p, és

p=ro*g*h, képlet igaz

a föntiek miatt. A hidrosztatikai nyomásnak borzasztó nagy szerepe van, főként a gépiparban, különösen az épületgépészetben. A korábbiakban említett munkahengereken, dugattyúkon kívűl, pl. a vízhálózatokban, gázszállításban és a távhőellátásban.