Trykkgradient hva den består av og hvordan det beregnes

Han Trykkgradient Den består av variasjonene eller forskjellene i press I en gitt retning, som kan oppstå inne eller på grensen til en væske. På sin side er trykket kraften per enhet som utøver en væske (væske eller gass) på veggene eller grensen som inneholder den.

For eksempel i et basseng fullt av vann er det en Trykkgradient positivt i den vertikale retningen ned, fordi trykket øker med dybden. Hver meter (eller centimeter, fot, tomme) dypt, trykket vokser lineært.

I oljeekstraksjon er trykkgradienten en veldig viktig mengde. Kilde: Pixabay.com

Imidlertid, på alle punkter som ligger på samme nivå, er trykket det samme. Derfor, i et basseng Trykkgradient er null (null) i horisontal retning.

I oljeindustrien er trykkgradienten veldig viktig. Hvis trykket i bunnen av boringen er større enn på overflaten, vil oljen lett komme ut. Ellers bør det skapes kunstig forskjellen i trykk, enten ved å pumpe eller dampinjeksjon.

[TOC]

Væsker og deres interessante egenskaper

En væske er ethvert materiale hvis molekylstruktur lar deg strømme. Koblingene som holder sammenhengende for væskemolekylene er ikke så sterke som for faste stoffer. Dette gjør at de kan motsette seg mindre motstand mot trekkraft og flyt derfor.

Denne omstendigheten kan sees at faste stoffer opprettholder en fast form, mens væsker, som allerede sagt, vedtar i større eller mindre grad den for beholderen som inneholder dem.

Gasser og væsker anses som væske fordi de oppfører seg på denne måten. En gass utvides fullstendig til beholdervolumet er okkupert.

Væsker for deres del, når ikke så mye, siden de har et visst volum. Forskjellen er at væsker kan vurderes inkomprimerbar, mens gasser ikke gjør det.

Kan tjene deg: ío (satellitt)

Under trykk komprimeres en gass og tilpasser seg enkelt å okkupere hele volumet som er tilgjengelig. Når trykket øker, synker volumet. I tilfelle av en væske, dens tetthet -Gitt av kvotienten mellom massen og volumet, forblir den konstant i et bredt spekter av trykk og temperatur.

Denne siste dimensjonen er viktig, siden nesten ethvert stoff i virkeligheten kan oppføre seg som en væske under visse ekstreme temperatur- og trykkforhold.

Inne i jorden der forholdene kan betraktes som ekstrem Magma Og de kan strømme til overflaten, i form av en lava.

Trykkberegning 

For å finne trykket som utøves av en vannsøyle eller annen væske, på gulvet i beholderen, vil væsken bli ansett for å ha følgende egenskaper:

• Tettheten hans er konstant
• Det er inkomprimerbart
• Er under statiske likevektsforhold (hvile)

En væskesøyle under disse forholdene, utøver en makt på bunnen av beholderen som inneholder den. Denne kraften tilsvarer vekten W:

W = mg

Nå er væsketettheten, som som forklart ovenfor, kvotienten mellom massen m og volumet V, er:

ρ = m/v

Tettheten måles normalt i kilo/kubikkmeter (kg/m³eller pund per gallon (ppg)

Ved å erstatte uttrykket av tetthet i vektligningen, blir den transformert til:

W = ρvg

Hydrostatisk trykk P Det er definert som kvotienten mellom kraften som utøves vinkelrett på en overflate og i dets område:

Trykk = kraft/område

Ved å erstatte volumet til væskekolonnen V = baseområde x kolonnehøyde = a.Z, trykkligningen gjenstår:

Trykket er en skalær mengde, hvis enheter i det internasjonale målesystemet er Newton/Metro² O Pascal (PA). De britiske systemenhetene brukes mye, spesielt i oljeindustrien: pund per kvadrat tomme (PSI).

Kan tjene deg: Dirac Jordan Atomic Model: Egenskaper og postulater

Den forrige ligningen viser at tetterevæsker vil utøve større trykk. Og at trykket er større, jo mindre overflaten det utøves.

Ved å erstatte volumet til væskekolonnen V = baseområde x kolonnehøyde = a.Z, trykkligningen er forenklet:

Trykket er en skalær mengde, hvis enheter i det internasjonale målesystemet er Newton/Metro² O Pascal (PA). De britiske systemenhetene brukes mye, spesielt i oljeindustrien: pund per kvadrat tomme (PSI).

Den forrige ligningen viser at tetterevæsker vil utøve større trykk. Og at trykket er større, jo mindre overflaten det utøves.

Hvordan beregne trykkgradienten?

Ligningen P = ρgz indikerer at trykket P av fluidkolonnen øker lineært med dybden Z. Derfor en variasjon ΔP av trykket vil det være relatert til en variasjon av dybde ΔZ følgende:

ΔP = ρgΔz

Definere en ny mengde som kalles spesifikk vekt av γ -væsken, gitt av:

γ = ρg

Den spesifikke vekten kommer i Newton/Volume eller N/M -enheter³. Med dette gjenstår ligningen for variasjonen av trykket:

ΔP = γ ΔZ

Som er omskrevet som:

Dette er trykkgradienten. Nå ser vi at under statiske forhold er væsketrykkgradienten konstant og tilsvarer dens spesifikke vekt.

Trykkgradientenheter er de samme som i den spesifikke vekt, men kan skrives om som Pascal/Metro i det internasjonale systemet. Det er nå mulig å visualisere tolkningen av gradienten som endringen i trykket per lengdeenhet, som definert i begynnelsen.

Det kan tjene deg: Overfladiske bølger: Karakteristikker, typer og eksempler

Den spesifikke vekten av vannet ved en temperatur på 20 ºC er 9.8 kilopascal/m eller 9800 pa/m. Betyr at:

"For hver meter som er avstammet i vannsøylen, øker trykket med 9800 Pa"

Tetthetskonverteringsfaktor

De engelske systemenhetene er mye brukt i oljeindustrien. I dette systemet er trykkgradientenhetene PSI/PIE eller PSI/FT. Andre praktiske enheter er bar/t -bane. For tetthet er pundet mye brukt av gallon eller ppg.

Verdiene av tettheten og den spesifikke vekten til en hvilken som helst væske er blitt bestemt eksperimentelt for forskjellige temperatur- og trykkforhold. Er tilgjengelige i lagerbord

For å finne den numeriske verdien av trykkgradienten mellom forskjellige enhetssystemer, må du bruke konverteringsfaktorer som fører til tetthet, direkte til gradienten.

0,052 konverteringsfaktoren er den som brukes i oljeindustrien for å bevege seg fra en tetthet i PPG til en trykkgradient i PSI/ft. På denne måten beregnes trykkgradienten som følger:

GP = konverteringsfaktor x tetthet = 0.052 x tetthet_Ppg

 For eksempel for ferskvann er trykkgradienten 0.433 psi/ft. Verdien 0.052 blir trukket ut ved hjelp av en kube hvis sidemåler 1ft. For å fylle denne bøtta er det nødvendig med 7,48 liter væske.

Hvis tettheten til denne væsken er 1 ppg, Den totale kubvekten vil være 7,48 pund og dens spesifikke vekt vil være 7,48 lb/ft³.

Nå, på 1 ft² Det er 144 kvadratmeter, så på 1 ft³ Det vil være 144 kvadratmeter per fot for lengde. Deling 7,48 / 144 = 0,051944, som er omtrent 0.052.

For eksempel, hvis du har en væske hvis tetthet er 13.3 ppg, trykkgradienten din vil være: 1. 3.3 x 0.052 psi/ft = 0.6916 psi/ft.

Referanser

1. Serway, r., Jewett, J. (2008). Fysikk for vitenskap og ingeniørfag. Volum 2. Mexico. Cengage Learning Editors. 367-372.
2. Manuell AC -kontrollskålkontroll. Kapittel 01 Prinsipper for press.