दाब शीर्ष

द्रव यांत्रिकी में, दबाव सिर एक तरल स्तंभ की ऊंचाई है जो उसके कंटेनर के आधार पर तरल स्तंभ द्वारा लगाए गए एक विशेष दबाव से मेल खाती है। इसे स्टैटिक प्रेशर हेड या केवल स्टैटिक हेड भी कहा जा सकता है (लेकिन स्टैटिक हेड प्रेशर नहीं)।

गणितीय रूप से इसे इस प्रकार व्यक्त किया जाता है:

$\psi ={\frac {p}{\gamma }}={\frac {p}{\rho \,g}}$

कहाँ

$\psi$ दबाव सिर है (जो वास्तव में एक लंबाई है, आमतौर पर मीटर या सेंटीमीटर पानी की इकाइयों में)

$p$ द्रव दाब है (अर्थात बल प्रति इकाई क्षेत्र, आमतौर पर पास्कल (इकाई) में व्यक्त किया जाता है)

$\gamma$ विशिष्ट भार है (अर्थात बल प्रति इकाई आयतन, आमतौर पर N/m में व्यक्त किया जाता है³ इकाइयां)

$\rho$ द्रव का घनत्व है (अर्थात द्रव्यमान प्रति इकाई आयतन, आमतौर पर किग्रा / मी में व्यक्त किया जाता है³)

$g$ मानक गुरुत्व है (अर्थात वेग के परिवर्तन की दर, m/s में व्यक्त की गई है²).

ध्यान दें कि इस समीकरण में, दबाव शब्द गेज दबाव या पूर्ण दबाव हो सकता है, यह कंटेनर के डिजाइन पर निर्भर करता है और क्या यह परिवेशी वायु के लिए खुला है या हवा के बिना सील है।

शीर्ष समीकरण

प्रेशर हेड हाइड्रोलिक हेड का एक घटक है, जिसमें इसे एलिवेशन हेड के साथ जोड़ा जाता है। गतिशील (प्रवाह) प्रणालियों पर विचार करते समय, तीसरे शब्द की आवश्यकता होती है: वेग सिर। इस प्रकार, वेलोसिटी हेड, एलिवेशन हेड, और प्रेशर हेड के तीन शब्द असंपीड़ित तरल पदार्थों के लिए बर्नौली के सिद्धांत से प्राप्त हेड समीकरण में दिखाई देते हैं:

$h_{v}+z_{\text{elevation}}+\psi =Gu\,$

== प्रेशर हेड == के लिए व्यावहारिक उपयोग

परिवेशी वायु के लिए खुले दो दाब यंत्रों वाला वेंटुरी मीटर । ($p>0$ और $g>0$) यदि मीटर को उल्टा कर दिया जाता है, तो हम परिपाटी से कहते हैं कि $g<0$ और ऊर्ध्वाधर स्तंभों के अंदर का द्रव दो छेदों को बाहर निकाल देगा। नीचे चर्चा देखें।

विभिन्न प्रकार के उपकरणों के साथ प्रवाह माप। बाईं ओर के आरेख में वेंचुरी मीटर माप द्रव के दो स्तंभों को अलग-अलग ऊंचाई पर दिखाता है। द्रव के प्रत्येक स्तंभ की ऊंचाई द्रव के दबाव के समानुपाती होती है। दबाव सिर के एक शास्त्रीय माप को प्रदर्शित करने के लिए, हम अलग-अलग भौतिक गुणों वाले किसी अन्य तरल पदार्थ के साथ काम कर रहे तरल पदार्थ को काल्पनिक रूप से बदल सकते हैं।

उदाहरण के लिए, यदि मूल द्रव पानी था और हमने इसे उसी दबाव में पारा (तत्व) से बदल दिया, तो हम दबाव सिर के लिए एक अलग मूल्य देखने की अपेक्षा करेंगे। वास्तव में पानी का विशिष्ट वजन 9.8 kN/m है³ और पारे का विशिष्ट भार 133 kN/m है^{3</उप>। तो, दबाव सिर के किसी विशेष माप के लिए, पानी के एक स्तंभ की ऊंचाई लगभग [133/9.8 = 13.6] होगी, जो पारे के एक स्तंभ की तुलना में 13.6 गुना अधिक होगी। तो अगर एक जल स्तंभ मीटर 13.6 सेंटीमीटर पानी पढ़ता है|सेमी एच₂हे, तो एक समतुल्य माप 1.00 सेमी एचजी है।}

यह उदाहरण दर्शाता है कि प्रेशर हेड और दबाव से इसके संबंध को लेकर कुछ भ्रम क्यों है। दबाव (मैनोमेट्रिक दबाव माप) को मापने के लिए वैज्ञानिक अक्सर पानी (या पारा) के स्तंभों का उपयोग करते हैं, क्योंकि किसी दिए गए तरल पदार्थ के लिए, दबाव सिर दबाव के समानुपाती होता है। पारा के मिमी या पानी के इंच की इकाइयों में दबाव मापना उपकरण के लिए समझ में आता है, लेकिन सिर के इन कच्चे मापों को अक्सर दबाव के समाधान के लिए उपरोक्त समीकरणों का उपयोग करके अधिक सुविधाजनक दबाव इकाइयों में परिवर्तित किया जाना चाहिए।

संक्षेप में दबाव सिर लंबाई का एक माप है, जिसे दबाव की इकाइयों (बल प्रति इकाई क्षेत्र) में परिवर्तित किया जा सकता है, जब तक कि माप द्रव के घनत्व और जी के स्थानीय मूल्य पर सख्त ध्यान दिया जाता है।

==ψ== पर गुरुत्वीय विसंगतियों के लिए निहितार्थ हम आम तौर पर उन क्षेत्रों में दबाव शीर्ष गणनाओं का उपयोग करेंगे जिनमें $g$ स्थिर है। हालाँकि, यदि गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र में उतार-चढ़ाव होता है, तो हम यह साबित कर सकते हैं कि दबाव सिर इसके साथ उतार-चढ़ाव करता है।

• अगर हम विचार करें कि अगर गुरुत्वाकर्षण कम हो जाए तो क्या होगा, हम उम्मीद करेंगे कि ऊपर दिखाए गए वेंचुरी मीटर में तरल पदार्थ पाइप से ऊर्ध्वाधर स्तंभों में वापस आ जाएगा। प्रेशर हेड बढ़ा हुआ है।
• भारहीनता की स्थिति में दाब शीर्ष अनंत तक पहुँच जाता है। पाइप में द्रव ऊर्ध्वाधर स्तंभों के शीर्ष से बाहर निकल सकता है (माना जाता है $p>0$).
• नकारात्मक गुरुत्वाकर्षण का अनुकरण करने के लिए, हम ऊपर दिखाए गए वेंचुरी मीटर को उल्टा कर सकते हैं। इस मामले में गुरुत्वाकर्षण ऋणात्मक है, और हम उम्मीद करेंगे कि पाइप में तरल ऊर्ध्वाधर स्तंभों को बाहर निकालेगा। दबाव सिर नकारात्मक है (माना जाता है $p>0$).
• अगर $p<0$ और $g>0$, हम देखते हैं कि दबाव सिर भी नकारात्मक है, और परिवेशी वायु ऊपर वेंटुरी मीटर में दिखाए गए स्तंभों में खींची जाती है। इसे साइफन कहा जाता है, और ऊर्ध्वाधर कॉलम के अंदर आंशिक खालीपन के कारण होता है। कई वेंटुरिस में, बाईं ओर के स्तंभ में द्रव होता है ($\psi >0$), जबकि केवल दाईं ओर का स्तंभ साइफन है ($\psi <0$).
• अगर $p<0$ और $g<0$, हम देखते हैं कि दबाव सिर फिर से सकारात्मक है, यह भविष्यवाणी करते हुए कि ऊपर दिखाया गया वेंचुरी मीटर वही दिखाई देगा, केवल उल्टा। इस स्थिति में, गुरुत्वाकर्षण काम कर रहे तरल पदार्थ को साइफन के छिद्रों को बंद करने का कारण बनता है, लेकिन द्रव बाहर नहीं निकलता है क्योंकि परिवेश का दबाव पाइप में दबाव से अधिक होता है।
• उपरोक्त स्थितियों का अर्थ है कि बर्नौली का सिद्धांत, जिससे हम स्थैतिक दबाव सिर प्राप्त करते हैं, अत्यंत बहुमुखी है।

अनुप्रयोग

स्थिर

एक बैरोमीटर#मरकरी_बैरोमीटर स्थैतिक दबाव सिर के क्लासिक उपयोगों में से एक है। इस तरह के बैरोमीटर ट्यूब पर ग्रेडेशन के साथ लंबवत खड़े पारे के एक बंद स्तंभ हैं। स्थानीय वायुमंडलीय दबाव को मापने के लिए परिवेश के लिए खुले पारे के एक पूल में ट्यूब के निचले सिरे को नहलाया जाता है। एक पारा (तत्व) बैरोमीटर (उदाहरण के लिए, एचजी के मिमी में) की रीडिंग को उपरोक्त समीकरणों का उपयोग करके एक पूर्ण दबाव में परिवर्तित किया जा सकता है।

यदि हमारे पास पारा का स्तंभ 767 मिमी ऊंचा होता, तो हम वायुमंडलीय दबाव की गणना (767 मिमी) • (133 kN/m) के रूप में कर सकते थे³) = 102 केपीए। मानक स्थितियों में बैरोमेट्रिक दबाव मापन के लिए Torr#manometric मात्रक दाब, पारा का मिलीमीटर, और पास्कल (इकाई) लेख देखें।

विभेदक

एक वेंटुरी मीटर के माध्यम से हवा का प्रवाह, यू-आकार (एक दबाव नापने का यंत्र ) में जुड़े स्तंभों को दर्शाता है और आंशिक रूप से पानी से भरा होता है। मीटर को सेंटीमीटर या पानी के इंच में डिफरेंशियल प्रेशर हेड के रूप में पढ़ा जाता है।

वेंटुरी मीटर और मैनोमीटर एक सामान्य प्रकार का प्रवाह मीटर है जिसका उपयोग कई द्रव अनुप्रयोगों में किया जा सकता है ताकि बर्नौली के सिद्धांत का उपयोग करके डिफरेंशियल प्रेशर हेड्स को मात्रात्मक प्रवाह दर , लीनियर तरल रफ़्तार या सामूहिक प्रवाह दर में परिवर्तित किया जा सके। उपरोक्त समीकरणों का उपयोग करके, इन मीटरों (पानी के इंच में, उदाहरण के लिए) के पढ़ने को एक अंतर या गेज दबाव में परिवर्तित किया जा सकता है।

वेग सिर

किसी द्रव का दबाव तब भिन्न होता है जब वह बहता है जब वह प्रवाहित नहीं होता है। यही कारण है कि द्रव स्थैतिकी और गतिशील दबाव उस प्रणाली में कभी भी समान नहीं होते हैं जिसमें द्रव गति में होता है। यह दबाव अंतर द्रव वेग में परिवर्तन से उत्पन्न होता है जो वेग सिर का उत्पादन करता है, जो बर्नौली समीकरण का एक शब्द है जो शून्य है जब द्रव की कोई बड़ी गति नहीं होती है। दाईं ओर की तस्वीर में, दबाव अंतर पूरी तरह से द्रव के वेग सिर में परिवर्तन के कारण होता है, लेकिन इसे बर्नौली सिद्धांत के कारण दबाव सिर के रूप में मापा जा सकता है। यदि, दूसरी ओर, हम द्रव के वेग को माप सकते हैं, तो दाब शीर्ष की गणना वेग शीर्ष से की जा सकती है। Bernoulli's_principle#Deriations of the Bernoulli समीकरण देखें।

यह भी देखें

• सेंटीमीटर पानी
• दबाव माप
• हाइड्रोलिक हेड या वेलोसिटी हेड, जिसमें प्रेशर हेड का एक घटक शामिल है
• वेंटुरी प्रभाव

बाहरी संबंध

• Engineering Toolbox article on Specific Weight
• Engineering Toolbox article on Static Pressure Head