science >> Wetenschap >  >> Fysica

Hoe PSI te berekenen

Pond per vierkante inch (psi) is een drukeenheid die meestal wordt geassocieerd met bandenspanning voor een auto- of fietsband. Omdat drukmeters aan de meeste bandenpompen zijn bevestigd, is er echter vaak weinig behoefte om psi in deze context te berekenen. Mensen die met hydraulica werken, gebruiken ook psi, vaak om de hoeveelheid kracht te bepalen die drinkwater of afvalwater op een vat of systeem uitoefent. Bepaling van de kracht van water is ook belangrijk in hydrostatica, bijvoorbeeld om te zien hoeveel druk de wanden van een onderzeeër kunnen weerstaan. Het leger gebruikt ook drukberekeningen bij het ontwikkelen van de anti-onderzeeër maatregelen die bekend zijn als dieptebommen, die exploderen wanneer een bepaalde waterdruk op een veerbelaste detonator draait. Het bepalen van de hoeveelheid druk die een kolom water op een oppervlak uitoefent, vereist het oplossen van een eenvoudige vergelijking.

Bepaling van de waterdruk

Gebruik de formuledruk (P) = 0,43 x hoogte van de waterkolom in voeten (h). We gebruiken de constante 0,43 (lb /in ^ 2) /ft omdat dit de hoeveelheid druk is die 1 voet water op een oppervlak eronder plaatst, ongeacht het watervolume.

Voer de berekening uit. Als een onderzeeër bijvoorbeeld op een diepte van 2000 voet onder het wateroppervlak werkt, of met andere woorden, in water met een hoogte van 2000 voet, dan is P = 0,43 (lb /in ^ 2) /ft x 2.000 ft = 860 lb /in ^ 2, wat betekent dat er een kracht van 860 psi op de onderzeeër wordt uitgeoefend.

Psi kan ook worden geconverteerd naar een willekeurig aantal andere populaire eenheden, zoals mmHg (de psi-waarde met 51.715 vermenigvuldigen ), kilopascals (vermenigvuldigen met 6,895) en millibar (vermenigvuldig met 68,948). Dus in ons voorbeeld ondervindt de onderzeeër 44.474.79 mmHg, 5.929.7 kiloPascals (kPa) of 59.295.28 millibar aan druk.

TL; DR (te lang; niet gelezen)

De diepte van 2.000 voet in het voorbeeld is waarschijnlijk te veel voor de typische militaire onderzeeër om te hanteren. Op 10 april 1963 daalde de nucleaire aanval onderzeeër USS Thresher per ongeluk naar zijn maximale diepte van ongeveer 1.300 voet voor de kust van Cape Cod, waarbij iedereen aan boord werd gedood. Sommige onderzoeksonderzeeërs zijn gebouwd om tot veel diepere diepten te gaan. Volgens Rutgers, natuurkundig professor Dick Plano, kan een onderzeeër van de Woods Hole Oceanographic Institution bijna 15.000 voet vallen.

Waarschuwing

Wees altijd voorzichtig als u met een systeem onder druk werkt.