Der Kopfdruck des Wassers ist ein statischer Druck, der durch das Gewicht des Wassers allein aufgrund seiner Höhe über dem Messpunkt verursacht wird. Der Druck am Boden eines 40-Fuß-Sees oder eines 40-Fuß-hohen dünnen Rohrs wäre identisch, da nur die Höhe betroffen ist. Der Wert kann als Pfund pro Quadratzoll (psi) oder Zoll Wassersäulendruck (in. W. C. oder in. H2O) oder metrisch ausgedrückt werden. Diese grundlegende Berechnung wird häufig zur Lösung vieler verschiedener praktischer Probleme mit Wasser und anderen Flüssigkeiten bekannter Dichte verwendet.
Mit dieser Berechnung kann die Höhe des Wassers in einem Turm berechnet werden, ohne ihn zu besteigen.Grundlegende Berechnungen
Taucher können ihre Tiefe mit Geräten ablesen, die den Kopfdruck messen.Messen Sie die Höhe oder Tiefe des Wassers über dem gewünschten Messpunkt in Zoll oder Fuß.
Kopfdruck aus mehreren hundert Metern Tiefe hinter einem Damm treibt die mächtigen Generatoren an.Teilen Sie die Tiefe in Zoll durch 27,71 Zoll / psi oder die Tiefe in Fuß durch 2,31 Fuß / psi, die die englischen Einheitenumrechnungsfaktoren sind. Das Ergebnis ist der in psi ausgedrückte Wasserdruck.
Schritt 3
Verwenden Sie die Berechnung, um ein praktisches Problem zu lösen. Ein Beispiel wäre eine 150-Fuß-gemessene Wasserhöhe in einem städtischen Wasserturm. Sie würden 150 Fuß durch 2,31 teilen, um den Wert des statischen Drucks auf Bodenniveau von etwa 65 psi zu erhalten. Dieser Druck erweist sich als ideal für Wasserversorger, die in flachem Gelände Brauchwasser mit konstantem Druck liefern.
Verwandte Berechnungen
Wenn Sie den Druck unten kennen, können Sie die Wasserhöhe oben berechnen.Verwenden Sie stattdessen dieselbe Basisberechnung, um die Wasserhöhe zu ermitteln. Beispielsweise können Sie die Wassertiefe anhand eines Manometers bestimmen. Wenn Sie im obigen Beispiel ein genaues Manometer im Fallrohr des Tanks auf Bodenniveau haben, können Sie die Höhe des Wassers über dem Boden ohne Maßband berechnen. Dies erspart Ihnen einen langen Auf- und Abstieg, um den Wasserstand jedes Mal zu überprüfen. Wenn das Manometer 65 psi anzeigt, multiplizieren Sie 65 mit 2,31 Fuß / psi, um eine Wasserhöhe von 150 Fuß über dem Boden zu erhalten.
Druckverlust muss immer berücksichtigt werden, wenn Wasser in die oberste Etage gepumpt wird.Wenden Sie die Wasserdruckberechnung auf eine Druckverlustberechnung an. Wenn Sie Wasser in den fünften Stock eines Wohngebäudes pumpen müssen und den Insassen einen Wasserdruck von 45 psi zur Verfügung stellen möchten, können Sie den erforderlichen Mindestpumpendruck auf Bodenniveau bestimmen. Wenn der fünfte Stock 55 Fuß hoch ist, dividieren Sie 55 Fuß durch 2,31 Fuß / psi, um den Druckverlust zu bestimmen, der entsteht, wenn das Wasser fünf Stockwerke nach oben gedrückt wird. Dies ergibt 23,81 psi, die dann zu dem für die Insassen von 45 psi erforderlichen Mindestwasserdruck von 68,80 psi addiert werden müssen. Das Hinzufügen einer Sicherheitsmarge von 20 Prozent würde bestimmen, dass eine Pumpe mit einem Ausgangsdruck von etwa 80 bis 85 psi einwandfrei funktioniert.
Schritt 3
Variieren Sie die Dichte, um die Berechnung für andere Flüssigkeiten zu verwenden. Im Beispiel des Wasserturms, diesmal mit Meerwasser, wären nur 150 geteilt durch 1,03 (die Dichte des Meerwassers) oder 145 Fuß erforderlich, um den gleichen Druck von 65 psi am Boden des Turms zu erzeugen , da Meerwasser dichter ist als Süßwasser. Umgekehrt würde ein Tiefseetaucher, der auf eine Tiefe von 145 Fuß abtaucht, in dieser Tiefe einen Druck von 65 psi haben, der mehr als das Vierfache des Drucks auf der Oberfläche beträgt.
