A pressão da cabeça da água é a pressão estática causada pelo peso da água apenas devido à sua altura acima do ponto de medição. A pressão no fundo de um lago de 40 pés ou de um tubo fino de 40 pés de altura seria idêntica, pois apenas a altura está envolvida. O valor pode ser expresso como pressão da coluna libras por polegada quadrada (psi) ou polegadas de água (pol. W.C. ou pol.H2O) ou métrica. Este cálculo básico é amplamente utilizado para resolver muitos problemas práticos diferentes envolvendo água e outros líquidos de densidade conhecida.
Este cálculo pode ser usado para calcular a altura da água em uma torre sem escalá-la.Cálculos básicos
Os mergulhadores podem ler sua profundidade com dispositivos que medem a pressão da cabeça.Meça a altura ou profundidade da água acima do ponto de medição desejado em polegadas ou pés.
A pressão da cabeça de centenas de pés de profundidade atrás de uma barragem aciona os poderosos geradores abaixo.Divida a profundidade em polegadas por 27,71 polegadas / psi ou a profundidade em pés por 2,31 pés / psi, que são os fatores de conversão da unidade em inglês. O resultado é a pressão da cabeça da água expressa em psi.
Etapa 3
Use o cálculo para resolver um problema prático. Um exemplo seria uma altura de água medida de 50 metros em uma torre de água municipal. Você dividiria 150 pés por 2,31 para obter o valor da pressão estática no nível do solo de cerca de 65 psi. Essa pressão é ideal para empresas de água que fornecem água doméstica a pressão constante, assumindo terrenos planos.
Cálculos relacionados
Saber a pressão na parte inferior permite calcular a altura da água na parte superior.Use o mesmo cálculo básico para resolver a altura da água. Por exemplo, você pode determinar a profundidade da água a partir de uma leitura do manômetro. No exemplo acima, ter um medidor de pressão preciso no cano do tanque ao nível do solo permitiria calcular a altura da água acima do solo sem uma fita métrica. Isso pouparia uma longa subida e volta para verificar o nível da água a cada vez. Se o medidor de pressão indicar 65 psi, multiplique 65 por 2,31 pés / psi para obter 50 metros de altura da água acima do solo.
As perdas de carga sempre devem ser consideradas ao bombear água para o piso superior.Aplique o cálculo da pressão da cabeça de água a um cálculo de perda de cabeça. Se você precisar bombear água para o quinto andar de um prédio de apartamentos e quiser ter uma pressão da água de 45 psi disponível para os ocupantes, poderá determinar a pressão mínima da bomba necessária no nível do solo. Se o quinto andar tiver 55 pés de altura, divida 55 pés por 2,31 pés / psi para determinar a perda de carga de empurrar a água para cima por cinco andares. Isso produz 23,81 psi, que devem ser adicionados à pressão mínima da água utilizável para os ocupantes de 45 psi, para uma pressão mínima exigida de 68,80 psi. Adicionar uma margem de segurança de 20% determinaria que uma bomba com uma pressão de saída de cerca de 80 a 85 psi funcionaria bem.
Etapa 3
Varie a densidade para usar o cálculo para outros líquidos. No exemplo da torre de água, desta vez com água do mar, seriam necessários apenas 150 dividido por 1,03 (a densidade da água do mar), ou 145 pés, para criar a mesma pressão de 65 psi na parte inferior da torre , já que a água do mar é mais densa que a água doce. Por outro lado, um mergulhador do fundo do mar descendo a 145 pés experimentaria uma pressão de 65 psi a mais nessa profundidade do que no nível do mar, que é mais de quatro vezes a pressão que experimentaria na superfície.
