Áp suất chất lỏng là gì? Công thức tính áp suất chất lỏng

Chất lỏng sở hữu áp suất sẽ tác động lực nhất định lên bề mặt mà nó tiếp xúc. Chính vì thế, trong hệ thống công nghiệp sản xuất, nơi có những đường ống dẫn chất lỏng, bạn cần nắm được các kiến thức về áp suất chất lỏng. Trong bài viết dưới đây, Vandienvn sẽ chia sẻ một cách dễ hiểu và chi tiết nhất cho bạn, cùng tham khảo ngay nhé.

Áp suất chất lỏng là gì? 

Áp suất chất lỏng là lực tác động trên một đơn vị diện tích của bề mặt chất lỏng và được tính bằng cách chia lực tác động lên bề mặt đó cho diện tích của bề mặt đó. Thông thường, chất lỏng có khả năng truyền áp suất và áp lực đến các bề mặt tiếp xúc với nó. Bao gồm: các vật thể nằm trong chất lỏng, bề mặt chứa chất lỏng, và cả chất lỏng đối với chính nó.

Về cơ bản, áp suất chất lỏng phụ thuộc vào độ sâu của chất lỏng, mật độ của nó, và trọng lực. Khi độ sâu tăng lên, áp suất chất lỏng cũng tăng lên do sức ép của chất lỏng ở trên tăng lên. Tương tự, khi mật độ của chất lỏng tăng lên, áp suất chất lỏng cũng tăng lên do có nhiều hạt mà chất lỏng cần hỗ trợ. Cuối cùng, áp suất chất lỏng cũng phụ thuộc vào trọng lực, vì trọng lực sẽ tác động lên chất lỏng và làm nó có khả năng truyền áp lực và áp suất.

Hiện nay, có nhiều đơn vị đo áp suất chất lỏng được sử dụng, tùy thuộc vào hệ đo lường được sử dụng. Dưới đây là một số đơn vị đo phổ biến:

• Pascal (Pa): là đơn vị cơ bản của áp suất trong hệ đo lường SI, và được định nghĩa là áp suất tác động lên một diện tích 1 mét vuông với lực 1 Newton.
• Bar (bar): là một đơn vị đo áp suất không thuộc hệ đo lường SI, thường được sử dụng trong các ứng dụng công nghiệp và địa chất. 1 bar tương đương với áp suất của một cột nước cao khoảng 10 mét.
• Psi (pounds per square inch): là một đơn vị đo áp suất phổ biến trong hệ đo lường Anh-Mỹ, và tương đương với áp suất tác động lên một diện tích 1 inch vuông với lực 1 pound.
• Torr: là một đơn vị đo áp suất khác không thuộc hệ đo lường SI, thường được sử dụng trong các ứng dụng khoa học và y tế. 1 torr tương đương với áp suất của một cột thủy ngân cao khoảng 1 mm.

Công thức tính áp suất chất lỏng

Công thức tính áp suất chất lỏng được biểu diễn bằng: P = ρgh

Trong đó:

• P là áp suất chất lỏng (đơn vị là Pascal).
• ρ là mật độ của chất lỏng (đơn vị là kilogram/mét khối).
• g là gia tốc trọng trường (đơn vị là mét/giây bình phương).
• h là độ sâu của chất lỏng (đơn vị là mét).

Công thức trên được sử dụng để tính toán áp suất chất lỏng trong các bể chứa, đường ống, bồn chứa, đập thủy điện, hồ chứa nước, và các ứng dụng liên quan đến thủy văn học và vật lý.

Tham khảo thêm: áp suất khí nén

Ngoài ra, tùy thuộc vào loại áp suất tương đối hay tuyệt đối cũng có những công thức tính khác nhau, cụ thể dưới đây:

Áp suất tương đối

Áp suất tương đối (relative pressure) là áp suất được so sánh với áp suất môi trường xung quanh nó. Áp suất tương đối được sử dụng trong các ứng dụng như đo áp suất trong các bể chứa, hệ thống ống dẫn, và các thiết bị điều khiển áp suất. Nó được tính bằng cách lấy hiệu số giữa áp suất tuyệt đối và áp suất khí quyển.

Công thức tính áp suất tương đối là: Pdu = γ.h

Trong đó:

• γ: trọng lượng riêng của chất lỏng được xét
• h: độ sâu thẳng đứng tính từ điểm đang xét đến mặt thoáng chất lỏng.

Áp suất tuyệt đối

Áp suất tuyệt đối (absolute pressure) là áp suất được đo theo một điểm chuẩn là không khí trắng, mà được định nghĩa là không có áp suất. Điều này có nghĩa là áp suất tuyệt đối bao gồm cả áp suất khí quyển.

Công thức áp suất chất lỏng tuyệt đối: Pa = P0 + γ.h

Trong đó:

• P0: áp suất của khí quyển.
• γ: trọng lượng riêng của chất lỏng được xét.
• h: độ sâu thẳng đứng tính từ điểm đang xét đến mặt thoáng chất lỏng.

Áp suất tuyệt đối thường được sử dụng trong các ứng dụng vật lý, đặc biệt là trong các ứng dụng cơ học chất lỏng và khí. Nó là một khái niệm quan trọng trong việc đo và kiểm soát áp suất trong các ứng dụng công nghiệp, vật liệu xây dựng, và các hệ thống máy móc.

Các yếu tố ảnh hưởng đến áp suất chất lỏng

Dựa vào công thức tính áp suất chất lỏng, có thể nhận thấy các yếu tố ảnh hưởng đến áp suất chất lỏng bao gồm: 

• Chiều cao chất lỏng, áp suất chất lỏng tăng lên khi chiều cao chất lỏng tăng. Đây là do trọng lực của chất lỏng trên các phân tử bên dưới nó.
• Khi mật độ tăng, áp suất cũng tăng lên vì số lượng phân tử trong một đơn vị thể tích tăng lên.
• Nhiệt độ cũng ảnh hưởng đến áp suất chất lỏng. Khi nhiệt độ tăng, độ giãn nở của chất lỏng cũng tăng, dẫn đến tăng áp suất.
• Loại chất lỏng, các tính chất của chất lỏng như: độ nhớt, độ dẫn điện, và độ dẫn nhiệt cũng ảnh hưởng đến áp suất chất lỏng. Ví dụ, các chất lỏng có độ nhớt cao hơn sẽ tạo ra áp suất cao hơn vì chúng khó di chuyển hơn.
• Bề mặt tiếp xúc giữa chất lỏng và vật thể cũng có thể ảnh hưởng đến áp suất chất lỏng. Ví dụ, áp suất của chất lỏng trong một ống nhỏ hơn áp suất trong một ống rộng hơn do sự tương tác giữa chất lỏng và bề mặt của ống.

Ứng dụng áp suất chất lỏng

Hiện nay, áp suất chất lỏng được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau, bao gồm:

• Trong các thiết bị đo áp suất như: bơm đo áp suất, cảm biến áp suất, manomet, đồng hồ đo áp suất.
• Trong nhiều quá trình sản xuất như: nấu chín, chưng cất, sấy khô, làm mát. Nó cũng được sử dụng để kiểm soát và giám sát các quá trình sản xuất (như: sản xuất thực phẩm, sản xuất dược phẩm).
• Điều khiển các hệ thống thủy lực trong máy móc và thiết bị công nghiệp.
• Điều khiển các hệ thống dẫn động trong ô tô, máy bay, tàu thủy và các phương tiện khác.
• Ứng dụng trong ngành y tế để giúp đo áp suất máu và theo dõi chức năng thận.
• Đo và giám sát các tầng đất trong khoan dầu và khai thác than.
• Trong nghiên cứu khoa học như hóa học, vật lý, sinh học, và các lĩnh vực khác.

Sự xuất hiện của áp suất chất lỏng trong ngành công nghiệp chiếm tầm quan trọng rất lớn. Để có thể vận hành, điều khiển hệ thống dẫn nước hiệu quả, bạn có thể tham khảo thêm các thiết bị đo lường được nhập khẩu chính hàng bởi Tuấn Hưng Phát như: van bướm điều khiển khí nén, van bi điều khiển khí nén, đồng hồ đo lưu lượng. Liên hệ nhận thông tin chi tiết và báo giá theo Hotline cuối website.

Nguồn: vandien.vn