Spiediens pret plūsmu
Spiediens un plūsma ir divi termini, kurus bieži lieto, strādājot ar šķidrumu; tas ir šķidrumi vai gāzes. Šīs divas īpašības ir šķidruma stāvokļa īpašības. Gan šķidruma spiediens, gan plūsma ir punktu īpašības.
Vairāk par spiedienu
Šķidruma spiedienu definē kā spēku, kas iedarbojas uz šķidruma laukuma vienību. Lai gan tas attiecas uz laukuma vienību, to var attiecināt uz punkta vērtību, kas katrā punktā atšķiras. Tas nozīmē, ka statiskais šķidruma spiediens ir punktu īpašība. SI mērvienībās spiedienu mēra ar Paskālu (Pa) vai ņūtoniem uz kvadrātmetru (Nm-2), un impērijas sistēmā to mēra ar mārciņām uz kvadrātcollu. Konkrēti, mērot atmosfēras spiedienu vai gāzes spiedienu, tiek izmantoti arī dzīvsudraba milimetri vai dzīvsudraba centimetri. Spiediens nav vektora lielums.
Šķidrumā esošais spiediens var rasties no diviem dažādiem faktoriem. Statiskais spiediens ir spiediens šķidrumā, kad tas ir miera stāvoklī, un dinamiskais spiediens ir spiediens šķidruma kustības dēļ. Apsverot gāzu un šķidrumu statisko spiedienu, to avoti ir atšķirīgi. Šķidrumos statisko spiedienu rada šķidruma svars virs attiecīgā punkta, un tas mainās atkarībā no dziļuma. Gāzēs tas ir gāzes molekulu sadursmes ātrums traukā. Ja tvertne ir maza, gāzes spiedienu katrā punktā var uzskatīt par vienādu. Ja gāzes tilpums ir lielāks, svars ietekmē arī statisko spiedienu (piemēram: atmosfēras spiediens).
No otras puses, šķidruma dinamiskā spiediena izcelsme ir šķidruma kustībā, un tas ir cieši saistīts ar šķidruma kinētisko enerģiju (kā atspoguļots Bernoulli vienādojumā). Šajā kontekstā statiskais spiediens ir šķidruma potenciālā enerģija tilpuma vienībā, un dinamiskais spiediens ir kinētiskā enerģija uz tilpuma vienību.
Spiediens un plūsma ir savstarpēji saistīti, jo plūsmas cēlonis ir spiediena starpība.
Vairāk par Flow
Kad šķidruma iekšpusē pastāv spiediena starpība starp diviem punktiem un to nelīdzsvaro iekšējie spēki, kas iedarbojas uz ķermeni, šķidrums sāk virzīties no augstākā spiediena punkta uz zemā spiediena punktu, lai samazinātu spiediena starpību. Šī nepārtrauktā šķidruma kustība ir pazīstama kā plūsma.
Tehniski plūsma attiecas uz šķidruma daudzumu, kas iet caur noteiktu virsmu. Šo plūsmas daudzumu var izmērīt, izmantojot divus parametrus; ti plūstošā tilpuma un plūstošās masas ātrums. Tilpuma plūsmas ātrumu definē kā šķidruma tilpumu, kas laika vienībā iet cauri noteiktai virsmai, un to mēra ar kubikmetriem sekundē. Masas plūsmas ātrumu definē kā masu, kas laika vienībā šķērso noteiktu virsmu un ko mēra ar kilogramiem sekundē. Pārsvarā termins “plūsma” attiecas uz tilpuma plūsmas ātrumu.
Kāda ir atšķirība starp spiedienu un plūsmu?
• Spiediens ir spēks, kas iedarbojas uz laukuma vienību; tas ir šķidrumu skalārais īpašums.
• Plūsma ir ātrums, kādā šķidrums iziet cauri virsmai, un plūsmu izraisa spiediena starpība šķidrumā.
