לחץ לעומת זרימה
לחץ וזרימה הם שני מונחים המשמשים לעתים קרובות כאשר עוסקים בנוזלים; כלומר נוזלים או גזים. שתי תכונות אלו הן מאפיינים של מצב הנוזל. גם לחץ הנוזל וגם הזרימה הם מאפיינים נקודתיים.
עוד על לחץ
לחץ של נוזל מוגדר ככוח הפועל ליחידת שטח בתוך הנוזל. למרות שהוא מתייחס לשטח יחידה, ניתן להתייחס לערך של נקודה שמשתנה מנקודה לנקודה. זה מרמז שלחץ הנוזל הסטטי הוא תכונה נקודתית. ביחידות SI, הלחץ נמדד לפי פסקל (Pa) או ניוטון למ ר (Nm-2) ובמערכת האימפריאלית הוא נמדד לפי פאונד לאינץ' רבוע.באופן ספציפי, בעת מדידת לחץ אטמוספרי או לחץ גז, משתמשים גם במילימטר כספית או סנטימטר כספית. לחץ אינו כמות וקטורית.
הלחץ הקיים בנוזל יכול לנבוע משני גורמים שונים. לחץ סטטי הוא הלחץ בתוך נוזל כשהוא במנוחה, והלחץ הדינמי הוא הלחץ הנובע מתנועת הנוזל. כאשר בוחנים את הלחץ הסטטי של גזים ונוזלים, המקורות שלהם שונים. בנוזלים, הלחץ הסטטי נגרם ממשקל הנוזל מעל הנקודה הנחשבת והוא משתנה בהתאם לעומק. בגזים, זהו קצב ההתנגשות של מולקולות גז בתוך המיכל. אם המיכל קטן, לחץ הגז יכול להיחשב זהה בכל נקודה. אם לגז יש נפח גדול יותר, המשקל משפיע גם על הלחץ הסטטי (לדוגמה: לחץ אטמוספרי).
מאידך, הלחץ הדינמי של נוזל מקורו בתנועת הנוזל, והוא קשור קשר הדוק לאנרגיה הקינטית של הנוזל (כפי שמשתקף במשוואת ברנולי).בהקשר זה הלחץ הסטטי הוא האנרגיה הפוטנציאלית של הנוזל ביחידת נפח, והלחץ הדינמי הוא האנרגיה הקינטית ליחידת נפח.
לחץ וזרימה קשורים זה לזה, שכן הפרש לחצים הוא הגורם לזרימה.
עוד על Flow
כאשר קיים הפרש לחץ בין שתי נקודות בתוך נוזל ואינו מאוזן על ידי הכוחות הפנימיים הפועלים על הגוף, הנוזל מתחיל לנוע מנקודת הלחץ הגבוהה לנקודת הלחץ הנמוכה כדי למזער את הפרש הלחץ. תנועה מתמשכת זו של הנוזל ידועה כזרימה.
טכנית, זרימה מתייחסת לכמות הנוזל העוברת דרך משטח נתון. ניתן למדוד כמות זו של זרימה באמצעות שני פרמטרים; כלומר קצב זרימת הנפח וקצב זרימת המסה. קצב זרימת הנפח מוגדר כנפח הנוזל העובר דרך משטח נתון ביחידת זמן, והוא נמדד במטר מעוקב לשנייה.קצב זרימת המסה מוגדר כמסה העוברת דרך משטח נתון ביחידת זמן ונמדדת בקילוגרמים לשנייה. לרוב, המונח "זרימה" מתייחס לקצב הזרימה הנפחי.
מה ההבדל בין לחץ לזרימה?
• לחץ הוא הכוח הפועל ליחידת שטח; זוהי תכונה של נקודה סקלרית של נוזלים.
• זרימה היא הקצב שבו נוזל עובר דרך משטח נתון והזרימה נגרמת מהפרש הלחץ בתוך נוזל.
