تفاوت هد و فشار در چیست؟

تفاوت هد و فشار در چیست؟ ممکن است برخی اوقات دو مفهوم “هد (head)” و “فشار (Pressure)” به صورت اشتباه بکار گرفته شوند. اما واقعیت این است که هد و فشار با یکدیگر متفاوت هستند. در تفاوت هد و فشار، هد (HEAH) در اصل به میزان ارتفاعی که یک پمپ می تواند سیال را جا به جا کند اشاره می کند و بر حسب متر یا فوت اندازه گیری می شود. هد پمپ به میزان چگالی سیال وابسته نیست! اما فشار در اصل، نیروی است که به مایع برای غلبه بر فشار داخلی توسط پمپ وارد می شود و بر حسب واحد psi بیان می شود. فشار وابسته به چگالی سیال است. به بیان ساده تر، فشار بر اساس چگالی سیال می تواند کمتر یا بیشتر شود. “هد” انرژی مورد نیاز برای غلبه بر جاذبه و “فشار” نیروی وارد شده بر واحد سطح یا نیروی وارد شده بر یک واحد مساحت که بر حسب psi  می باشد.

فرمول تبدیل هد به فشار

اگر بخواهم هد را به فشار تبدیل کنیم، به وزن مخصوص مایع نیاز داریم. برای تبدیل هد که بر حسب فوت است به فشار بر حسب بار می توان از فرمول زیر استفاده کرد.

p (psi )=0.0981*h(ft)*sg

در اینجا sg وزن مخصوص سیال است که برای آب 1 می باشد اما برای سیالات مختلف مانند روغن و … می تواند متفاوت باشد.

برای تبدیل هد به فشار بر حسب psi می توانیم از فرمول زیر استفاده کنیم.

برای اینکه بتوانید فشار (PSI) را به ارتفاع مایع (هد یا “Head” بر حسب فوت) تبدیل کنیم، از یک فرمول ساده استفاده می‌کنیم که عبارت است از:

H = 2.31 × P / SG

هر کدام از پارامترها بیانگر مشخصات خاصی هستند

• H: ارتفاع مایع یا همان “هد” در فوت (Feet) است.
• P: فشار در واحد PSI (پوند بر اینچ مربع) است.
• SG: وزن مخصوص مایع (Specific Gravity)، که نشان‌دهنده چگالی مایع نسبت به آب است.

برای درک بهتر این موضوع آن را با یک مثال بیان می کنیم. به عنوان مثال، فرض کنید یک لوله دارید که فشار مایع داخل آن 50 PSI است و سیال درون آن آب است بنابراین وزن مخصوص مایع برابر 1 است. (چون برای آب SG=1 ) است. حالا می‌خواهید بدانید این فشار معادل چند فوت ارتفاع است. مطابق فرمول ذکر شده تنها کافی است فشار را در عدد ثابت 2.31 ضرب کنیم تا هد بر حسب فوت بدست آید.

H = 2.31 × 50 / 1
H = 115 فوت

بنابراین، اگر فشار در لوله 50 PSI باشد و مایع شما آب باشد، این فشار معادل 115 فوت ارتفاع خواهد بود. اما دقت کنید اگر سیال متفاوت باشد به عنوان مثال، سیال روغن باشد وزن مخصوص متفاوت است برای روغن SG=0.8 می باشد. در این صورت محاسبه به شکل زیر خواهد بود.

H = 2.31 × 50 / 0.8
H ≈ 144 فوت

این مثال نشان می دهد با فشار ثابت 50 PSI، بسته به نوع چگالی سیال ارتفاع می تواند کمتر یا بیشتر شود. به زبان ساده تر، اگر سیال دارای چگالی کمتری باشد (سبک‌تر از آب باشد)، ارتفاع بیشتری را طی می‌کند.

بیشتر بخوانید: نحوه محاسبه هد و دبی پمپ 

افت هد چیست؟

افت هد یا (Head Loss) به کاهش انرژی سیال در طول مسیر جریان گفته می شود.  افت هد به کاهش انرژی سیال به صورت ارتفاع اشاره می کند و معمولاً به دلیل اصطکاک و مقاومت‌هایی در لوله‌ها یا تجهیزات ایجاد می شود. اغلب بر حسب ارتفاع (متر یا فوت) بیان می‌شود.

افت فشار چیست؟

افت فشار (Pressure Drop) به کاهش فشار سیال در طول حرکت گفته می شود. افت فشار به کاهش فشار سیال اشاره دارد و می تواند بر اثر اصطکاک دیواره لوله‌ها، مقاومت قطعات مختلف مانند خم‌ها، شیرها، مبدل‌های حرارتی و غیره باشد. افت فشار معمولاً بر حسب پاسکال یا بار بیان می‌شود.

عوامل افت هد و افت فشار:

هنگامی که سیال در یک سیستم جریان پیدا می کند با تجهیزاتی مانند لوله، شیر، یا مبدل حرارتی برخورد می کند که همین وسایل می توانند باعث اصطکاک بین دیواره‌های لوله‌ها و سیال‌ها یا دیگر موارد باشد. این کاهش انرژی به صورت افت فشار یا افت هد ظاهر می‌شود. هر قطعه‌ای در یک سیستم (مثل خم، شیر یا کوپلینگ) یک میزان مشخص از مقاومت در برابر جریان ایجاد می‌کند که به آن ضریب K گفته می شود. این ضریب نشان می دهد که هر قطعه چقدر باعث افت فشار می شود. به عنوان مثال، خم 45 درجه در لوله‌ها نسبت به خم 90 درجه مقاومت کمتری ایجاد می‌کند، پس افت فشار کمتر ایجاد می شود.

بیشتر بخوانید: علت ایجاد ضربه قوچ در پمپ 

رابطه افت فشار و افت هد

رابطه بین افت فشار و افت هد از طریق فرمول زیر مشخص می شود.

p:چگالی سیال (کیلوگرم بر متر مکعب)
g: شتاب گرانش (9.81 متر بر مجذور ثانیه)

به عنوان مثال، سیال آب را در نظر بگیرید که چگالی آب 1000 کیلو گرم بر حسب متر مکعب است. از یک لوله جریان پیدا می کند و افت فشار در طول لوله 2000 باشد در این صورت افت هد عبارت است از :

سوالات متداول