Tin Tức
Công thức tính áp suất chi tiết chính xác
Áp suất là một trong những đại lượng vật lý cơ bản xuất hiện hầu như trong mọi lĩnh vực của đời sống và kỹ thuật. Từ việc dự báo thời tiết, thiết kế công trình đến vận hành các hệ thống cơ khí hay sản xuất công nghiệp. Việc hiểu và tính đúng áp suất đóng vai trò rất quan trọng giúp xác định được mức độ tác động của lực lên bề mặt từ đó điều chỉnh, kiểm soát và tối ưu hiệu quả hoạt động của thiết bị. Vậy hãy cùng chúng tôi tìm hiểu chi tiết các công thức tính áp suất dưới bài viết này.
Công thức
Công thức tính áp suất: P = F/S
Trong đó:
- p: là áp suất đơn vị (N/m2)
- F: là lực tác dụng vuông góc lên bề mặt (đơn vị: Newton, ký hiệu là N)
- S: Diện tích bề mặt chịu lực (đơn vị: mét vuông, ký hiệu là m2)
Đơn vị của áp suất là Paxcan (Pa): 1 Pa = 1 N/m2.
Các công thức tính áp suất
Áp suất biểu thị lực tác dụng lên một đơn vị diện tích tùy từng trường hợp có các công thức tính áp suất khác nhau. Dưới đây là một số công thức như:
Công thức tính môi trường chất lỏng, chất khí
Áp suất của chất lỏng và chất khí được xác định dựa trên cùng một nguyên lý đó là lực do khối lượng của lưu chất tác dụng lên một đơn vị diện tích bên trong hệ thống hoặc tại một điểm trong môi trường.
Được tính theo công thức: P = D.H
Trong đó
- P: là áp suất chất lỏng, khí (Pa hoặc bar).
- D: là trọng lượng riêng của môi trường tính áp suất (N/m2)
- H: là chiều cao của chất lỏng, khí (m)
Công thức tính áp suất chất thẩm thấu
Áp suất thẩm thấu là áp suất được tạo ra do sự chênh lệch nồng độ chất tan giữa hai dung dịch được ngăn cách bởi một màng bán thấm. Khi hiện tượng thẩm thấu xảy ra dung môi sẽ có xu hướng di chuyển từ vùng có nồng độ chất tan thấp sang vùng có nồng độ chất tan cao để cân bằng nồng độ hai bên màng. Lực cản lại sự di chuyển này chính là áp suất thẩm thấu.
P=R.T.C
- P: Áp suất thẩm thấu (đơn vị: atm).
- R: Hằng số khí lý tưởng, giá trị cố định là 0,082.
- T: Nhiệt độ tuyệt đối được tính bằng T=273+t∘C.
- C: Nồng độ mol của dung dịch được phân li theo tỉ lệ từng dung dịch (mol/L).
Công thức tính môi trường chất rắn
Áp suất chất rắn là đại lượng thể hiện lực mà vật rắn tác dụng lên một bề mặt theo phương vuông góc. Áp suất này cho biết mức độ phân bố của lực trên diện tích tiếp xúc và được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực.
Được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như thực phẩm, dược phẩm, y tế, xây dựng, cơ khí và vật liệu học nơi cần đo lường khả năng chịu lực, nén, ép hoặc ma sát giữa các bề mặt.
P = F/S
Trong đó:
- P: Áp suất chất rắn (Pa, Bar, mmHg, Psi)
- F: Áp lực vuông góc tác động lên bề mặt (N)
- S: Diện tích bề mặt chịu lực (m²)
Công thức tính áp suất thủy tĩnh
Áp suất thủy tĩnh là áp suất được sinh ra do trọng lượng của cột chất lỏng trong trạng thái cân bằng khi chất lỏng không chuyển động và không chịu tác động từ các dao động bên ngoài. Áp suất này xuất hiện tại mọi điểm bên trong lòng chất lỏng và tăng dần theo độ sâu.
P=P0+ρ.g.h
- P: Tổng áp suất tại điểm cần tính (Pa)
- P₀: Áp suất khí quyển tác dụng lên mặt trên của chất lỏng (Pa)
- ρ: Khối lượng riêng của chất lỏng (kg/m³)
- g: Gia tốc trọng trường, thường là 9,81 m/s²
- h: Độ cao từ đáy lên đến bề mặt của chất lỏng, đơn vị mét (m)
Công thức tính áp suất riêng phần
Áp suất riêng phần là áp suất mà một chất khí trong hỗn hợp sẽ tạo ra nếu nó chiếm toàn bộ thể tích của hỗn hợp ở cùng nhiệt độ. Công thức xác định áp suất riêng phần được viết như sau:
pi=xi.p
- pᵢ: Áp suất riêng phần của chất khí i (Pa)
- xᵢ: Phần mol của khí i trong hỗn hợp
- p: Áp suất toàn phần hỗn hợp khí (Pa)
Công thức tính áp suất tuyệt đối
Áp suất tuyệt đối thể hiện tổng lực tác động lên một điểm trong hệ thống bao gồm cả áp suất do khí quyển và áp suất do chất lỏng hoặc chất khí bên trong hệ gây ra. Đây là giá trị thực của áp suất tại một vị trí được đo so với mức chân không tuyệt đối.
P=pa+pd
- P: Áp suất tuyệt đối (đơn vị: Pa hoặc các đơn vị tương đương).
- pₐ: Áp suất tương đối phần áp suất đo được vượt lên trên áp suất khí quyển (đơn vị: Pa).
- pᵈ: Áp suất khí quyển (đơn vị: Pa).
Công thức tính áp suất dư
Áp suất dư là phần áp suất thể hiện mức chênh lệch giữa áp suất thực tế tại điểm đo và áp suất khí quyển. Đây là giá trị mà các đồng hồ đo áp suất thông thường hiển thị vì thường đo áp suất so với môi trường xung quanh chứ không phải so với chân không tuyệt đối.
Pd=P−Pa
- P_d: Áp suất dư hay áp suất tương đối (đơn vị: Pa).
- P: Áp suất tuyệt đối (đơn vị: Pa).
- Pₐ: Áp suất khí quyển (đơn vị: Pa).
Trong trường hợp chất lỏng ở trạng thái đứng yên áp suất dư có thể được tính theo công thức như sau:
Pdu= y.h
Trong đó:
- Pdu: Áp suất dư khi chất lỏng đứng yên (Pa).
- h: Chiều sâu của điểm cần tính áp suất được tính từ bề mặt chất lỏng (m)
- y: Khối lượng riêng của chất lỏng (kg/m³)
Công thức tính áp suất nước bên trong đường ống hệ thống
Áp suất nước trong hệ thống đường ống là áp lực tổng hợp được tạo ra bởi vận tốc dòng chảy, chiều cao cột nước và đặc tính hình học của đường ống. Áp suất này phản ánh năng lượng mà dòng nước truyền tải trong quá trình chuyển động và được sử dụng để thiết kế, kiểm tra cũng như đảm bảo hiệu suất hoạt động an toàn của hệ thống.
P=Pvc+α.Pđd
- P: là áp suất tổng trong hệ thống.
- Pvc: là áp suất do lưu lượng chính của nước.
- Pđd: là áp suất do lưu lượng dọc đường ống.
- α: là hệ số phân bổ lưu lượng (khoảng 0,5 cho đoạn đầu và cuối của đường ống).
Công thức tính áp suất hơi
Áp suất hơi là áp suất do chất lỏng hoặc chất rắn tạo ra khi đạt trạng thái cân bằng với pha khí của chính nó trong một hệ thống kín. Một trong những công thức gần đúng thường dùng để tính áp suất hơi nước bão hòa trên mặt nước hoặc mặt băng là:
P=exp.(20,386−5132/T)
- P: Áp suất hơi, tính bằng mmHg (1mmHg = 133,322 Pa).
- T: Nhiệt độ tuyệt đối (đơn vị K).
Định nghĩa về áp suất
Áp suất có tên tiếng anh là (Pressure) có ký hiệu là P là đại lượng đo lường đặc trưng cho mức độ tác động của lực lên một diện tích theo phương vuông góc với bề mặt chịu lực.
Trong hệ đo lường quốc tế SI áp suất được đo bằng Pascal (Pa) ngoài ra trong thực tế và các lĩnh vực kỹ thuật khác nhau người ta thường sử dụng các đơn vị lớn hơn hoặc phổ biến hơn để thuận tiện trong tính toán và đo lường, bao gồm:
Kilopascal (kPa), Megapascal (MPa), Bar, Psi.
Đơn vị của áp suất
Trong thực tế, áp suất có thể được thể hiện bằng nhiều đơn vị khác nhau tùy thuộc vào hệ đo lường, lĩnh vực ứng dụng, hoặc tiêu chuẩn kỹ thuật của từng quốc gia. Dưới đây là những đơn vị đo áp suất thông dụng nhất hiện nay:
- Pascal (Pa): đơn vị đo áp suất trong hệ đo lường quốc tế SI theo tên nhà toán học Blaise Pascal. Được định nghĩa là áp suất do lực 1 Newton tác dụng lên diện tích 1 mét vuông.
- Kpa (Kilopascal): đơn vị đo áp suất được quy đổi từ đơn vị Pascal, 1Kpa = 1000Pa
- Mpa (Mega Pascal): đơn vị trong hệ đo lường quốc tế SI quy đổi Pa giá trị lớn hơn 1 Mpa = 1000Kpa = 1000000 Pa.
- Bar: đây là dạng đơn vị đo áp suất được giới thiệu từ nhà khí tượng học người Na uy – Vihelm Bjeeknes, 1 bar = 100000 Pa.
- Psi ( Pounds per square inch ): đơn vị đo áp suất của khí, chất lỏng, được dùng phổ biến trong các lĩnh vực ô tô, kỹ thuật khí nén, và hệ thống áp lực của Mỹ 1Psi = 0.0689bar.
- Atm (Atmotphe): 1 stm = 101325 Pa, 1atm = 1 bar.
Ý nghĩa áp suất trong đời sống
- Sử dụng trong lĩnh vực giao thông và cơ khí: Giúp xác định và điều chỉnh lượng khí trong lốp xe và hệ thống phanh ô tô, xe máy hoạt động dựa trên áp suất chất lỏng truyền lực từ bàn đạp phanh đến má phanh.
- Dùng trong y tế: Sản xuất các thiết bị hỗ trợ như đo huyết áp, máy trợ thở hoạt động bằng nguyên lý áp suất khí.
- Ứng dụng trong công nghiệp: Dùng để tạo lực trong các xilanh, piston, máy ép thủy lực, cần cẩu, máy nâng hàng, điều chỉnh áp suất van an toàn, van giảm áp, bình tích áp.
- Ứng dụng trong lĩnh vực môi trường và khí hậu: Đóng vai trò vô cùng quan trọng trong việc hình thành và biến đổi khí hậu, thời tiết trên Trái Đất. Giúp các nhà khí tượng học và môi trường học dự đoán chính xác hơn về sự dịch chuyển khối khí, hướng gió, vùng áp thấp, áp cao.
Phương pháp tăng giảm áp suất trong môi trường
Việc áp dụng đúng công thức tính áp suất không chỉ giúp theo dõi tình trạng hoạt động của thiết bị mà còn hỗ trợ điều chỉnh áp lực một cách an toàn và hiệu quả. Tùy vào mục đích vận hành người ta có thể tăng hoặc giảm áp suất trong hệ thống bằng nhiều phương pháp khác nhau:
Phương pháp tăng áp suất
Để tăng giá trị áp suất trong một hệ thống, có thể áp dụng các cách sau:
- Tăng lực tác dụng lên bề mặt trong khi diện tích tiếp xúc vẫn giữ nguyên đây là cách phổ biến trong các hệ thống bơm, máy nén, hoặc xy-lanh thủy lực.
- Giảm diện tích chịu lực, nhưng giữ nguyên giá trị của lực áp dụng trong các thiết bị cần tạo áp cao như đầu phun, vòi phun hoặc ống dẫn nhỏ.
- Kết hợp cả hai biện pháp vừa tăng lực, vừa thu hẹp diện tích bề mặt thường dùng trong hệ thống chất lỏng và khí nén cần áp suất lớn.
Phương pháp giảm áp suất
Để làm giảm áp suất trong một hệ thống người vận hành có thể lựa chọn một trong các cách sau:
- Giảm lực tác dụng lên bề mặt khi diện tích không thay đổi giúp ổn định áp suất và bảo vệ thiết bị khỏi quá tải.
- Giữ nguyên lực tác dụng nhưng tăng diện tích bề mặt tiếp xúc nhờ đó giá trị áp suất trung bình sẽ giảm.
- Đồng thời giảm lực và mở rộng diện tích bề mặt chịu lực thường áp dụng trong các hệ thống chất lỏng, khí nén hoặc thiết bị có yêu cầu giảm áp an toàn.
Việc hiểu rõ công thức tính áp suất giúp chúng ta dễ dàng tính các bài toán và giải quyết nhiều vấn đề thực tiễn trong sản xuất và đời sống. Thủy lực khí nén D&S hy vọng bài viết trên đã giúp bạn những kiến thức hữu ích và giải đáp thắc mắc cho vấn đề của mình. Ngoài ra quý khách hàng có nhu cầu sử dụng sản phẩm bộ nguồn thủy lực hãy liên hệ ngay với chúng tôi nhé.
Thông tin liên hệ
Công ty TNHH Kỹ thuật D&S Việt Nam
- Địa chỉ: Số 4 ngõ 283 Phố Yên Duyên – Phường Yên Sở – Quận Hoàng Mai – TP Hà Nội
- Trụ sở công ty: Thôn Lâm Hộ, Xã Thanh Lâm, Huyện Mê Linh, Thành phố Hà Nội, Việt Nam Hotline: 0979 436 075
- Email: thuykhidiends@gmail.com
- Facebook: https://www.facebook.com/thuykhi331
- Website: https://thuyluckhinends.com/
Xem thêm:
- Súng Xịt Khí Nén
- Các loại đế xi lanh phổ biến hiện nay
