ما هي هذه الحاسبة
عند ضخ الماء أو نقله عبر الأنابيب إلى أعلى، فإن كل قدم من الارتفاع الرأسي يكلّفك جزءًا من الضغط. تقوم هذه الحاسبة بتحويل فرق الارتفاع الرأسي إلى فقد في الضغط الساكن مقيسًا بالرطل لكل بوصة مربعة (psi). والثابت 0.433 رطل/بوصة² لكل قدم هو الضغط الذي يُحدثه عمود ماء عذب بارتفاع قدم واحد عند الظروف القياسية.
طريقة الاستخدام
أدخل فرق الارتفاع الرأسي بالأقدام (أي الفرق في الارتفاع بين نقطة الدخول ونقطة الخروج، مع تجاهل المسافة الأفقية). ثم أدخل الكثافة النوعية للسائل: استخدم القيمة 1.0 للماء العذب، وقيمة أعلى قليلًا للماء المالح أو للسوائل الأكثر كثافة. تعرض لك الحاسبة فقد الضغط بالـ psi، والعمود المكافئ بالأقدام، والقيمة محوَّلة إلى وحدة البار.
شرح المعادلة
المعادلة الأساسية هي $$\Delta P = 0.433 \times \text{SG} \times h$$ حيث يأتي الرقم 0.433 من قسمة كثافة الماء (62.4 رطل/قدم³) على 144 بوصة² لكل قدم². فكل قدم رأسي من الماء يضيف 0.433 رطل/بوصة² عند القاع. أما ضرب الناتج في الكثافة النوعية فيعدّل القيمة لتناسب السوائل الأثقل أو الأخف من الماء.
مثال تطبيقي
لنفترض أنك بحاجة إلى رفع الماء مسافة 150 قدمًا أعلى تل، وكثافته النوعية 1.0. عندها يكون فقد الضغط $$0.433 \times 1.0 \times 150 = 64.95 \text{ رطل/بوصة}^2$$ لذا يجب على المضخة في الأسفل أن تتغلب على هذا العمود الساكن قبل احتساب فقد الاحتكاك، أي إنها تحتاج إلى ما لا يقل عن نحو 65 رطل/بوصة² لمجرد إيصال الماء إلى القمة دون أي ضغط متبقٍّ.
الأسئلة الشائعة
لماذا 0.433 وليس 0.434؟ القيمة الدقيقة تعتمد على درجة حرارة الماء وكثافته؛ والرقم 0.433 رطل/بوصة² لكل قدم (ومقلوبه 2.31 قدم لكل رطل/بوصة²) هو المعيار الهندسي الأكثر شيوعًا للماء العذب عند درجات الحرارة المعتادة.
هل تشمل هذه القيمة فقد الاحتكاك؟ لا. هذا هو العمود الساكن فقط. أما الضغط الكلي المطلوب من المضخة فيجب أن يأخذ في الحسبان أيضًا احتكاك الأنابيب والوصلات وأي ضغط متبقٍّ مطلوب عند نقطة الخروج.
ماذا عن اكتساب الضغط عند الهبوط؟ ينطبق المقدار نفسه ولكن كزيادة في الضغط. فهبوط الماء مسافة 100 قدم يضيف نحو 43.3 رطل/بوصة² عند النقطة الأدنى.
