DenizcilikBilimYaşam
TREN
Denizcilik Bilim Yaşam

Açıklamalı hesaplamalar

Hidrostatik basınç hesaplayıcı

Sabit yoğunluklu durgun bir sıvıda derinlikten basınç artışını hesaplayın; yüzey basıncı, yoğunluk ve birimlerin etkisini inceleyin.

Sıvı sütunundan basınca

Serbest yüzeyin altında veya katman sınırları arasında oluşan basınç artışını hesaplayın. Her katmanın katkısını görün; mutlak yüzey basıncını yalnızca biliyorsanız ekleyin.

Δp = Σ(ρᵢ g hᵢ) pmutlak = pyüzey, mutlak + Δp

Girdiler ve kabuller

Binlik ayırıcı olmadan ondalık nokta veya virgül kullanın. Bilimsel gösterim kabul edilir. Akışkan adına göre özellik atanmaz.

Katmanları yukarıdan aşağıya girin. Yalnızca etkin katmanlar kullanılır.

Katman 1

100–20000 kg/m³. İlgili sıcaklık, tuzluluk ve basınçtaki değeri kullanın.
Katman başına 0–1000 m; toplam ≤ 1000 m. Sıfırdan farklı en küçük değer: 0,000001 m.
0,1–30 m/s². Başlangıçtaki 9,80665, standart yerçekimi kabulüdür; yerel ölçüm değildir.
0–1000000 kPa mutlak; bilinmiyorsa boş bırakın. Atmosfer basıncı kendiliğinden atanmaz. Sıfırdan farklı en küçük değer: 0,000001 kPa.

Hesaplama sonucu

Başlangıç değerleri açıklamalı bir örnektir. Modeli incelemek için girdileri değiştirin.

BüyüklükDeğerBirim
Hidrostatik basınç artışı100,5182kPa
Δp100518,2Pa
Δp1,005182bar
En alt noktadaki mutlak basınçHesaplanmadıkPa
Toplam düşey derinlik10m
Birim alan başına sütun kütlesi10250kg/m²

Yüzeye göre bu artış, yalnızca yüzey yerel atmosfere açıksa gösterge basıncına eşittir. Basınçlandırılmış veya vakumlu yüzeyde ayrı bir basınç referansı gerekir.

Katmanın basınç katkısı
Katmanρ · kg/m³h · mΔp · kPaΣΔp · kPa
1102510100,5182100,5182
Düşey derinliğe göre basınç artışıDerinlik aşağıya doğru artar. Yatay eksen üst yüzeye göre basınç artışını gösterir; yoğunluk değiştikçe eğim değişir. Katman tablosu aynı değerleri içerir.002,525,12954550,259087,575,3886210100,5182h (m) ↓Δp (kPa)
Derinlik aşağıya doğru artar. Yatay eksen üst yüzeye göre basınç artışını gösterir; yoğunluk değiştikçe eğim değişir. Katman tablosu aynı değerleri içerir.

Hesaplama adımları

  1. Δp1 = 1025 kg/m³ × 9,80665 m/s² × 10 m = 100518,2 Pa
  2. Δp = 100518,2 = 100518,2 Pa
  3. 100518,2 Pa ÷ 1000 = 100,5182 kPa; ÷ 100000 = 1,005182 bar

Sayısal kontroller

Δp − gΣ(ρᵢhᵢ) = 0,00000000001455192 Pa

Ekrandaki değerler yuvarlatılır; hesaplama ve CSV yuvarlanmamış değerleri kullanır. Küçük aritmetik artık, uygulamanın tutarlılığını denetler; fiziksel doğruluğu kanıtlamaz.

Duyarlılık: bir kabulü değiştirin

Etkin katmanların tüm kalınlıkları aynı çarpanla değiştirilir; oranları korunur. Yoğunluklar, yerçekimi ve girilmişse yüzey basıncı sabittir. Girdi sınırlarını aşan satırlar hesaplanmaz.
Derinlik çarpanıh · mΔp · kPap · kPa mutlakDurum
0,5×550,25908HesaplanmadıHesaplandı
0,75×7,575,38862HesaplanmadıHesaplandı
1×10100,5182HesaplanmadıHesaplandı
1,25×12,5125,6477HesaplanmadıHesaplandı
1,5×15150,7772HesaplanmadıHesaplandı

Hesaplama ve CSV dosyası bu sayfada, tarayıcınızda oluşturulur. Bu hesaplayıcı girdileri göndermez veya saklamaz.

Hesaplama nasıl yapılır?

1. Basınç referansını belirleyin. Gösterilen Δp, üst yüzeydeki basınca göre artıştır. Gösterge basıncı çevredeki atmosfere göredir; bu iki referans yalnızca yüzey yerel atmosfer basıncına açıksa aynıdır.

2. Eğimli bir borunun veya tank cidarının boyunu değil, düşey kalınlığı ölçün. Durgun ve sabit yoğunluklu bir katmanda birim alan başına ağırlık ρgh olur. Noktasal basınç bağıntısına kabın şekli ve yatay alanı girmez.

3. Katman katkılarını toplayın. Sabit yerçekimi için Δp = g(ρ₁h₁ + ρ₂h₂ + ρ₃h₃). İdeal düz bir ara yüzeyde basınç süreklidir; yoğunluk değiştiğinde basıncın derinlikle artış hızı değişir.

4. Toplamdan sonra birim dönüşümü yapın: 1 kPa = 1000 Pa ve 1 bar = 100000 Pa. Basıncın boyutu kg/(m·s²), yani N/m² olur.

5. Gerçek üst yüzey mutlak basıncı biliniyorsa paskal cinsinden ekleyin. Alanı boş bırakmak, sıfır girmekten farklıdır. Sıfır, ideal mutlak vakum sınırıdır; bu sıvı modeli böyle bir sınırın fiziksel uygulanabilirliğini doğrulamaz.

Çözülmüş örnekler ve yorum

Tek katman örneği: ρ = 1025 kg/m³, g = 9,80665 m/s² ve h = 10 m. Δp = 1025 × 9,80665 × 10 = 100518,1625 Pa = 100,5181625 kPa = 1,005181625 bar. Yoğunluk, açıklama amaçlı deniz suyu değeridir; sıcaklık veya tuzluluktan hesaplanmaz.

Yalnızca bu örnek için mutlak yüzey basıncı açıkça 101,325 kPa kabul edilirse aynı sütun 201,8431625 kPa mutlak basınç verir. Bu değer varsayımsal bir sınır koşuludur; bulunduğunuz yerin ölçümü veya kabulü değildir.

İlgili basınç testi rehberindeki örnek ρ = 1000 kg/m³, g = 9,81 m/s² ve 12 m düşey su sütunu kullanır: Δp = 117720 Pa = 117,72 kPa. Bu statik kot katkısı, akış halindeki borunun sürtünme kaybıyla karıştırılmamalıdır.

İki katman örneği: 1000 kg/m³ yoğunlukta 3 m sıvının üstünde, 850 kg/m³ yoğunlukta 2 m sıvı. Katkılar 16,671305 ve 29,41995 kPa; toplam 46,091255 kPa olur. Örnek düğmesi bu girdileri mutlak yüzey basıncı varsaymadan yükler.

Tüm katman kalınlıklarını iki katına çıkarmak Δp değerini iki katına çıkarır. Sabit ve sıfırdan farklı yüzey basıncı eklendiğinde mutlak basınç iki katına çıkmaz. Desteklenen durgun bir düzende katmanların yer değiştirmesi dipteki toplamı korusa da kararlılığı değiştirebilir.

Modelin sınırları

  • Bir ila üç yatay katmanda sabit yoğunluk ve sabit yerçekimi altında durgun, tek fazlı sıvılar. Özellikleri kullanıcı girer; su, deniz suyu, yağ veya sıcaklığa bağlı özellik veri tabanı yoktur.
  • Gemi ivmesi, yalpa ve trim geometrisi, çalkantı, dalga, dinamik basınç, gaz sıkışması, kılcallık sıçraması ve basınca bağlı yoğunluk kapsam dışıdır. İdealleştirilen koşuldaki gerçek düşey kalınlığı girin.
  • Girdi aralığı sayısal ve eğitsel bir sınırdır; izin verilen her yoğunluk, derinlik veya yüzey basıncının fiziksel olarak mümkün olduğu anlamına gelmez. Faz kararlılığı ve buhar basıncı denetlenmez.
  • Noktasal basınç; tank tasarım yükü, pencere kuvveti veya levha gerilmesi sonucu değildir. Yapısal dayanım, korozyon payı, klas kuralları ve ekipmanın basınç sınıfı ayrıca doğrulanmalıdır.
  • Hiçbir sonuç dalış sınırı, işletme talimatı, ekipman seçimi, emniyet onayı veya belgelendirme kararı değildir.

Yöntem kaynakları

Denklemler için birincil teknik kaynaklar. Girdi sınırları, geçiş bölgesinde sonuç vermeme kuralı ve çözücü toleransları bu aracın ihtiyatlı uygulama seçimleridir; belgelendirme ölçütleri değildir.

fluids-1.0.0

Yöntemi ve sınırlarını okuyun

İlgili proje: ShipExact

Tüm hesaplama araçları