Công thức tính áp suất chất lỏng

Khi nhắc đến áp suất chất lỏng chắc hẳn ai cũng cảm thấy khái niệm này rất quen thuộc bởi vì chúng ta đã được học chúng trong các chương trình học và được thấy sự xuất hiện của chúng rất nhiều trong cuộc sống hàng ngày.

Nhưng chắc chắn một điều rằng mọi người chỉ dừng lại ở mức độ hiểu biết sơ qua chứ chưa thực sự toàn diện về áp suất chất lỏng. Chính vì thế đây là bài viết này dành cho những ai chưa hiểu, chúng tôi đã dày công thu thập và tổng hợp tất cả các thông tin cơ bản về áp suất chất lỏng cũng như công thức tính áp suất chất lỏng. Xin mời các bạn cùng tham khảo ngay.

Tìm hiểu chung về áp suất chất lỏng

Định nghĩa về áp suất chất lỏng

Áp suất chất lỏng là một đại lượng vật lý theo Wikipedia được định nghĩa đơn giản là tại một điểm bất kỳ trong lòng của chất lỏng là giá trị áp lực lên một đơn vị diện tích đặt tại điểm đó. Hoặc có thể hiểu theo cách ngắn gọn hơn áp suất chất lỏng chính là lực đẩy được tạo ra bởi các chất lỏng tác dụng lên bề mặt tiếp xúc với chúng theo phương vuông góc.

Trong thực tế, áp suất chất lỏng được đo đạc đơn giản bằng cách sử dụng các dụng cụ, thiết bị đo lường như đồng hồ đo áp suất hay cảm biến áp suất. Với các thiết bị này chúng ta có thể biết được độ chênh lệch của áp suất tại mỗi thời điểm là bằng bao nhiêu.

Những yếu tố tác động trực tiếp đến áp suất chất lỏng

• Độ cao: có thể gọi là độ sâu của chất lỏng, khi độ cao tăng thì áp suất của chất lỏng cũng được tăng theo và ngược lại khi chiều cao giảm thì áp suất cũng bị tụt xuống, nguyên nhân là do khối lượng riêng của chất lỏng trên các phân tử bên dưới nó.
• Nhiệt độ: Đây cũng là một yếu tố có tác động trực tiếp đến áp suất bởi vì khi nhiệt độ của lưu chất được tăng cao thì chất lỏng được giãn nở nhiều hơn. Ví dụ như 2 nồi nước có chiều cao bằng nhau, có khối lượng riêng tương đương nhau nhưng 1 nồi có nhiệt độ sôi cao hơn thì chúng ta có thể chắc chắn rằng áp suất của nồi nước này cao hơn nhiều so với nồi nước có nhiệt độ bình thường.
• Mật độ: hay có thể gọi là độ dày của chất lỏng, hiểu đơn giản là chất lỏng càng đặc thì áp suất càng lớn.
• Loại chất lỏng: ví dụ áp suất chất lỏng của nước thì sẽ thấp hơn so với áp suất chất lỏng của dầu. Qua đó chúng ta có thể hiểu được các tính chất riêng của chất lỏng như độ nhớt, độ dẫn nhiệt độ dẫn nhiệt của lưu chất cũng tác động mạnh tới áp suất chính nó.
• Cuối cùng không gian chứa chất lỏng hoặc bề mặt tiếp xúc cũng là có tác động đến áp suất, ví dụ như 1 đường ống rộng với 1 đường ống hẹp thì áp suất 2 đường ống này là hoàn toàn khác nhau dù có chung 1 lượng lưu chất như nhau.

Công thức tính áp suất chất lỏng

Áp suất chất lỏng được tính toán theo công thức như sau:

Trong đó:

• P là kí hiệu biểu thị cho áp suất chất lỏng tại điểm đang được xét, sử dụng đơn vị đo là Pascal, viết tắt là Pa hoặc Newton/mét vuông, viết tắt là N/m2.
• D là kí hiệu biểu thị cho khối lượng riêng của chất lỏng trong ứng dụng, sử dụng đơn vị đo là Newton/mét khối, viết tắt là N/m3.
• H là kí hiệu biểu thị cho độ cao của chất lỏng được tính từ mặt thoáng của chất lỏng tới điểm đang cần tính áp suất, sử dụng đơn vị đo là mét, viết tắt là m.

Một số đơn vị đo áp suất chất lỏng phổ biến hiện nay

Pascal (Pa): đây là đơn vị đo được hệ thống đo lường quốc tế (SI) công nhận và lấy chúng làm đơn vị đo chung, được sử dụng phổ biến nhất. 1 Pa ≈ 0,000145 psi.

Bar ( bar): là đơn vị đo áp suất chất lỏng được sử dụng phổ biến nhiều thứ 2 sau Pa, ứng dụng nhiều trong các ngành công nghiệp, công nghệ và kỹ thuật. 1 bar ≈ 14,5 psi.

Kilopascal (kPa): là đơn vị đo áp suất được ứng dụng phổ biến trong các lĩnh vực y tế, y học hoặc công nghiệp dầu khí hoặc đóng tàu. 1 kPa ≈ 0,145 psi.

Kilogram – force per square centimeter (kgf/cm^2 hoặc kg/cm2): Là đơn vị thường được sử dụng trong các ngành công nghiệp, dựa trên hệ thống đo lường metric và tương đương với áp suất tạo ra bởi một lực 1 kilogram lực trên một diện tích 1 cm vuông.

Atmosphere (atm): là đơn vị đo áp suất chất lỏng được sử dụng trong các ngành hàng hải hoặc đóng tàu là chủ yếu. 1 atm ≈ 14,7 psi.

Phân loại áp suất chất lỏng và các công thức tính

Áp suất tuyệt đối

Áp suất tuyệt đối trong tiếng anh là Absolute Pressure, được hiểu là tổng áp suất gây ra bởi khí quyển và cột chất lỏng tác dụng lên điểm trong lòng của chất lỏng. Chúng được biểu diễn theo công thức tính toán như sau:

Trong đó:

• P0 là kí hiệu biểu thị cho áp suất khí quyển.
• γ là kí hiệu biểu thị cho trọng lượng riêng của chất lỏng đang được xét.
• h là kí hiệu biểu thị chi độ cao thẳng đứng tính từ mặt thoáng của chất lỏng đến điểm đang xét.

Áp suất tương đối

Áp suất tương đối có tên tiếng anh là Relative Pressure, hay còn được gọi là áp suất dư, được định nghĩa là áp suất được tạo ra bởi khối lượng riêng của chất lỏng. Bên cạnh đó áp suất tương đối này là phép trừ giữa áp suất tuyệt đối và áp suất khí quyển. Tuy nhiên trong trường hợp áp suất tuyệt đối nhỏ hơn so với áp suất khí quyển thì ta sẽ thu được áp suất chân không.

Công thức tính áp suất chất lỏng tương đối được biểu diễn như sau:

Trong đó:

• γ là kí hiệu biểu thị cho trọng lượng riêng của chất lỏng được xét.
• h là kí hiệu biểu thị cho độ sâu thẳng đứng tính từ điểm đang xét đến mặt thoáng chất lỏng.

Ứng dụng của áp suất chất lỏng trong thực tế

Hiện nay, với sự thông minh của con người và vận dụng các thành tựu khoa học – kỹ thuật hiện đại, người ta đã ứng dụng áp suất chất lỏng vào nhiều các lĩnh vực và hệ thống công nghiệp để hỗ trợ việc sản xuất, nghiên cứu khoa học,..Cụ thể như sau:

• Hệ thống đường ống: áp suất chất lỏng được sử dụng để đảm bảo các lưu chất trong đường ống được lưu thông ổn định từ ống cấp đến ống tiêu thụ và cuối cùng là ống xả thải.
• Trong lĩnh vực y tế: áp suất chất lỏng được sử dụng để đo lường và kiểm soát lưu chất trong các thiết bị, máy móc của hệ thống y tế như: hệ thống hồi sức cấp cứu, hệ thống xét nghiệm, máy giữ nhiệt,..
• Trong công nghiệp đường ống: áp suất chất lỏng được sử dụng để kiểm soát, điều chỉnh trong các van công nghiệp như van điều áp, van xả áp, van an toàn, các đồng hồ đo lường áp suất,..
• Máy nén thủy lực: Áp suất chất lỏng được sử dụng trong các máy nén này để có thể tạo ra lực nén và ép các vật liệu lại với nhau dễ dàng hơn hoặc nâng lên các vật nặng ngoài sức con người dễ dàng, nâng cao hiệu suất làm việc.
• Bình xịt, bình bơm, bình phun: áp suất chất lỏng được sử dụng vào những sản phẩm này để có thể phun ra các chất lỏng. Ví dụ như tưới, phun nước, phun thuốc trừ sâu cho cây công nghiệp, cây nông nghiệp,..
• Bình chứa: Việc ứng dụng áp suất chất lỏng giúp chúng ta có thể vận chuyển và lưu trữ các chất lỏng dạng sánh hoặc các chất khí nén như xăng, dầu, khí đốt,..
• Ngoài ra chúng cũng ứng dụng trong nhiều hệ thống chế biến và sản xuất lương thực và thực phẩm.

Mối quan hệ giữa van công nghiệp và áp suất chất lỏng

Như chúng ta đã biết thì trong hệ thống đường ống dẫn truyền các lưu chất luôn cần có những sản phẩm van công nghiệp để hỗ trợ cho việc hoạt động nhằm đảm bảo chúng có thể hoạt động được ổn định và an toàn để đem lại hiệu quả cao nhất cho người sử dụng.

Vì vậy, việc sản xuất dòng van đảm bảo chất lượng về độ kín khít là một yếu tố quan trọng, quyết định đế quá trình hoạt động. Việc ứng dụng áp suất chất lỏng vào sản xuất van nhằm cho người sản xuất kiểm tra được nhanh chóng độ kín của van hoặc có thể cho thấy vị trí và mức độ rò rỉ của sản phẩm hay hệ thống đường ống để từ đó có biện pháp sửa chữa hoặc thay thế phù hợp.

Không chỉ vậy, áp suất lưu chất khi xuất hiện trong đường ống được tạo ra bởi tốc độ và khối lượng riêng của lưu chất trong hệ thống. Điều này giúp cho một số dòng van công nghiệp có thể hoạt động tự động nhờ sử dụng áp suất chất lỏng như các loại van 1 chiều, van giảm áp, van ổn áp,..tối ưu hóa thời gian, công sức và cả chi phí vận hành.

Mối quan hệ giữa đồng hồ đo áp suất và áp suất chất lỏng

Trong hệ thống đường ống, áp suất lưu chất không ổn định hoàn toàn, chúng luôn có sự thay đổi khi có sự lưu thông của các lưu chất trong đường ống. Các lưu chất này sẽ tạo ra một áp suất nhất định lên đường ống và các thiết bị, van công nghiệp được lắp đặt hệ thống.

Chính vì vậy, chúng ta cần một sản phẩm có khả năng đo lường và kiểm soát áp lực, áp suất cho hệ thống, đồng hồ đo áp suất được ra đời. Chúng là một thiết bị có khả năng đo lường áp suất chất lỏng hoặc khí trong các ứng dụng rất hiệu quả và có độ chính xác cực cao.

Và với bài viết ” công thức tính áp suất chất lỏng” chúng tôi đã cung cấp tới các bạn độc giả những kiến thức cơ bản và bổ ích nhất về đơn vị vật lý này, giúp các bạn có thể biết được áp suất chất lỏng là gì? Công thức tính áp suất chất lỏng và các yếu tố tác động trực tiếp tới áp suất này. Qua đó có thể thấy rõ được các ứng dụng quan trọng của chúng trong cuộc sống.

Vậy có thể nói rằng việc áp suất chất lỏng được tạo ra và chúng ta đã ứng dụng triệt để chúng trong các lĩnh vực, ngành công nghiệp hiện nay đã đem lại những lợi ích vô cùng to lớn, làm giảm bớt sức lao động và tối ưu hóa được chi phí cũng như thời gian vận hành cho con người.

Nếu như các bạn đang còn thắc mắc về áp suất hoặc có nhu cầu chọn mua các sản phẩm có liên quan mật thiết tới áp suất chất lỏng như Van giảm áp, van điều tiết, van 1 chiều hoặc các đồng hồ đo áp suất,.. có thể lên hệ trực tiếp với chúng tôi qua số điện thoại hotline để được tư vấn, hỗ trợ lựa chọn và lắp đặt tận tình nhất. Xin cảm ơn quý vị và các bạn đã quan tâm và lắng nghe.