Memahami Perbedaan Antara Total, Static dan Tekanan Dinamis

Memahami Perbedaan Antara Total, Static dan Tekanan Dinamis

Ketika mendiskusikan sistem perpipaan, istilah "tekanan" sering digunakan untuk menggambarkan sifat fluida kunci yang memainkan peran penting dalam pengoperasian peralatan seperti pompa, katup kontrol, tank dan kapal dan perangkat lainnya. Namun, seperti banyak istilah yang digunakan dalam rekayasa, ada nuansa makna yang harus diperhitungkan untuk menghindari miskomunikasi, kebingungan dan kesalahan Fatal. Cukup sering, kualifikasi kunci yang membedakan antara tekanan total, tekanan statis dan tekanan dinamis tidak digunakan. Kadang-kadang perbedaan penting, seperti perbedaan antara laju aliran massa dan laju alir volumetrik harus dilakukan untuk menjadi ringkas ketika membahas laju aliran.

Definisi dan Unit
Definisi klasik dari tekanan adalah jumlah gaya yang bekerja pada permukaan per satuan luas, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1.

Tekanan (P) = Gaya (F)/Luas Penampang (A)

F


Hal ini memberikan tekanan unit pound per inci persegi (lb / in2 atau psi) atau newton(N) per meter persegi (Pascal). unit lain yang biasa digunakan untuk tekanan termasuk suasana, bar, kilopascal, torr, inci (atau mm) dari merkuri dan inci (atau mm) air.

Gambar 1. Tekanan adalah gaya per satuan luas.

Total Tekanan
Tekanan total adalah gaya per satuan luas yang dirasakan saat cairan mengalir dibawa untuk beristirahat dan biasanya diukur dengan alat pitot jenis tabung, yang ditunjukkan pada Gambar 2. tekanan total adalah jumlah dari tekanan statis dan tekanan dinamis .

Ptotal=Pstatic+Pdynamic

Tekanan total sering disebut sebagai tekanan stagnasi.

Tekanan statis
tekanan statis dirasakan ketika cairan adalah saat istirahat atau saat pengukuran diambil ketika bepergian bersama dengan aliran fluida. Ini adalah gaya yang diberikan pada partikel cairan dari segala arah, dan biasanya diukur dengan alat pengukur dan pemancar yang melekat pada sisi pipa atau tangki dinding. Karena tekanan statis adalah apa yang kebanyakan tekanan pengukur ukuran, tekanan statis biasanya apa yang tersirat ketika istilah "tekanan" yang digunakan dalam diskusi.

Tekanan dinamis
Perbedaan antara tekanan total dan statis tekanan dinamis, yang merupakan energi kinetik fluida yang mengalir. Tekanan dinamis adalah fungsi dari kecepatan fluida dan kepadatan dan dapat dihitung dari:

Pdynamic=ρv22g





Gambar 2. Mengukur Total, Static, dan Tekanan Dinamis.

Ketika Membuat Perbedaan tersebut
Tergantung pada aplikasi, perbedaan antara tekanan total dan statis mungkin dapat diabaikan, tetapi untuk orang lain, mengabaikan perbedaan dapat mengakibatkan kesalahan mahal.

Untuk banyak aplikasi cair, jaringan pipa yang berukuran untuk memastikan kecepatan fluida rendah untuk mengurangi kehilangan kepala dan penurunan tekanan untuk laju alir yang diberikan, sehingga nilai kecil tekanan dinamis. Juga, karena akurasi dan skala instrumen yang digunakan untuk mengukur tekanan, perbedaan antara tekanan total dan statis dapat diabaikan.

Pada Gambar 3, ukuran pipa berubah untuk menghasilkan kecepatan cairan yang berbeda untuk 700 gpm aliran air, mengakibatkan jumlah yang berbeda dari tekanan dinamis dan statis untuk tekanan total inlet dari 100 psig. Untuk kasus kecepatan rendah dengan ukuran pipa 6 inci, 700 hasil gpm dalam kecepatan sekitar 7,8 ft / sec. Dari total tekanan 100 psig, 99,59 psig tekanan statis dan 0,41 psi tekanan dinamis. Jika tekanan diukur pada pengukur tekanan 0-150 psig, perbedaan antara tekanan total dan statis akan kemungkinan besar tidak akan dilihat.

Dalam kasus kecepatan moderat dengan pipa 4 inci, 700 hasil gpm dalam kecepatan fluida dari 17,6 ft / detik, tekanan dinamis 2,1 psi dan tekanan statis 97,9 psig. Dalam kasus kecepatan tinggi dengan pipa 3 inci, fluida mengalir di sekitar 30 ft / sec. Tekanan dinamis sekitar 6,2 psi, sehingga dari total tekanan 100 psig, 93,8 psig tekanan statis. Dalam pipa 2,5 inci untuk skenario kecepatan yang sangat tinggi, 47 ft / sec hasil kecepatan di 15 psi tekanan dinamis dan 85 psig tekanan statis.





Gambar 3. Perbedaan antara Total, Static, dan Tekanan Dinamis untuk berbagai kecepatan fluida dalam aplikasi cair.

Untuk aplikasi gas ditunjukkan pada Gambar 4, perbedaan antara tekanan total dan statis lagi lagi akan tergantung pada jumlah tekanan dinamis, tetapi karena kepadatan gas jauh lebih rendah dari cairan, kecepatan yang jauh lebih tinggi diperlukan sebelum perbedaan antara tekanan total dan statis perlu dibuat. Perhatikan berbagai ukuran pipa, kecepatan cairan dan tekanan statis untuk tekanan total inlet dari 100 psig dan laju aliran massa 7500 lb / h dari 350 ° F uap dengan kepadatan 0,248 lb / ft3.




Gambar 4. Perbedaan antara Total, Static, dan Tekanan Dinamis untuk berbagai kecepatan fluida dalam aplikasi gas.

Gunakan ringkas Terminologi
Ketika mengevaluasi parameter operasi dari sistem perpipaan, perbedaan antara total dan statis sifat fluida mungkin atau mungkin tidak penting. Untuk aplikasi yang paling likuid, kecepatan fluida sengaja tetap rendah untuk meminimalkan jumlah kerugian kepala dan konsumsi daya sistem. Hal ini menyebabkan sejumlah kecil energi fluida dinamis, membuat perbedaan antara total dan statis tekanan dpt dibedakan pada kebanyakan alat pengukur tekanan industri.



literatur : https://eng-software.com/about-us/press/2016/4/understanding-the-distinction-between-total-static-and-dynamic-pressure/