مقدمه
در بخشهای قبلی این مجموعه، به بررسی مفاهیم فشار اتمسفر، فشار نسبی، فشار مطلق و فشار تفاضلی پرداختیم. در این بخش، به یکی دیگر از انواع فشار، یعنی فشار استاتیک میپردازیم.
تعریف فشار استاتیک
فشار استاتیک به فشاری اطلاق میشود که توسط یک سیال، بدون در نظر گرفتن اثرات حرکت سیال، (چه در حال حرکت و چه ساکن) به سطح وارد میشود. فشار استاتیک در یک جریان سیال، معمولاً توسط سنسورهایی اندازهگیری میشود که به سوراخهای تعبیهشده در دیوارههای لوله یا کانال متصل هستند.
تفاوت فشار استاتیک و فشار هیدرواستاتیک
اگرچه فشار استاتیک و فشار هیدرواستاتیک گاهی به جای یکدیگر استفاده میشوند، اما این دو مفهوم تفاوتهای کلیدی دارند:
- فشار استاتیک: این فشار در هر سیستم سیال (چه ساکن و چه در حال حرکت) وجود دارد و ناشی از انرژی پتانسیل سیال است. در جریان سیالات، فشار استاتیک به موازات جریان اندازهگیری میشود.
- فشار هیدرواستاتیک: این فشار خاص سیالات ساکن است و ناشی از وزن ستون سیال بالای یک نقطه مشخص است. فشار هیدرواستاتیک با عمق سیال افزایش مییابد و از رابطه P=ρ⋅g⋅h محاسبه میشود.
به عبارت دیگر، فشار هیدرواستاتیک زیرمجموعهای از فشار استاتیک است و تنها در سیالات ساکن کاربرد دارد، در حالی که فشار استاتیک هم در سیالات ساکن و هم در حال حرکت معنا پیدا میکند.
اندازهگیری فشار استاتیک
برای اندازهگیری این فشار، روشها و ابزارهای مختلفی وجود دارد که هر کدام بسته به شرایط و نوع سیستم مورد استفاده قرار میگیرند. در این بخش، به برخی از روشهای رایج اندازهگیری فشار استاتیک و نکات فنی مرتبط با آن میپردازیم.
روشهای اندازهگیری فشار استاتیک
- استفاده از فشارسنجهای عقربه ای و سنسورهای فشار
- مانومترها
- پراب های فشار استاتیک
ملاحظات فنی در اندازهگیری فشار استاتیک
برای اندازهگیری دقیق فشار استاتیک، رعایت برخی نکات فنی ضروری است:
- موقعیت سوراخهای اندازهگیری:
سوراخهایی که برای اندازهگیری فشار استاتیک تعبیه میشوند، باید به موازات جریان سیال باشند. این کار باعث میشود که فشار دینامیک (ناشی از حرکت سیال) در اندازهگیری تأثیر نگذارد و تنها فشار استاتیک ثبت شود. - ایجاد سوراخ عمود بر لوله:
در سیستمهای لولهکشی، برای اندازهگیری فشار استاتیک، باید یک سوراخ کاملاً عمود بر دیواره لوله ایجاد شود. این سوراخ باید بدون هیچ گونه زائده، برآمدگی یا خراش باشد، زیرا وجود زائدهها میتواند جریان سیال را مختل کرده و باعث خطا در اندازهگیری شود. سطح سوراخ باید صاف و هموار باشد تا فشار استاتیک بهدرستی ثبت گردد. - جایابی مناسب:
سوراخ اندازهگیری فشار استاتیک باید در محلی از لوله ایجاد شود که جریان سیال کاملاً توسعهیافته و پایدار است. این معمولاً در فاصلهای دور از خمها، شیرها و سایر موانع جریان است. - استفاده از اتصالات مناسب:
برای اتصال سنسور فشار به لوله، باید از اتصالاتی استفاده شود که نشتی نداشته باشند و بتوانند فشار را بهطور دقیق به سنسور منتقل کنند.
