La presión de la cabeza del agua es la presión estática causada por el peso del agua únicamente debido a su altura por encima del punto de medición. La presión en el fondo de un lago de 40 pies o un tubo delgado de 40 pies de altura sería idéntica, ya que solo está involucrada la altura. El valor se puede expresar como presión de columna de libras por pulgada cuadrada (psi) o pulgadas de agua (en pulgadas W.C. o en H2O), o métrica. Este cálculo básico se usa ampliamente para resolver muchos problemas prácticos diferentes que involucran agua y otros líquidos de densidad conocida.
Este cálculo se puede utilizar para calcular la altura del agua en una torre sin subirla.Cálculos básicos
Los buzos pueden leer su profundidad con dispositivos que miden la presión de la cabeza.Mida la altura o profundidad del agua por encima del punto de medición deseado en pulgadas o pies.
La presión de la cabeza desde cientos de pies de profundidad detrás de una presa impulsa los poderosos generadores a continuación.Divida la profundidad en pulgadas entre 27.71 pulgadas / psi, o la profundidad en pies entre 2.31 pies / psi, que son los factores de conversión de unidades en inglés. El resultado es la presión de carga de agua expresada en psi.
Paso 3
Usa el cálculo para resolver un problema práctico. Un ejemplo sería una altura de agua medida de 150 pies en una torre de agua municipal. Dividiría 150 pies entre 2.31 para obtener el valor de la presión estática a nivel del suelo de aproximadamente 65 psi. Esta presión resulta ser ideal para las compañías de agua que suministran agua doméstica a presión constante suponiendo un terreno plano.
Cálculos relacionados
Conocer la presión en la parte inferior le permite calcular la altura del agua en la parte superior.Utilice el mismo cálculo básico para resolver la altura del agua en su lugar. Por ejemplo, puede determinar la profundidad del agua a partir de una lectura del manómetro. En el ejemplo anterior, tener un medidor de presión preciso en el tubo descendente del tanque a nivel del suelo le permitiría calcular la altura del agua sobre el suelo sin una cinta métrica. Esto le ahorrará una larga subida y vuelta para verificar el nivel del agua cada vez. Si el manómetro lee 65 psi, entonces multiplique 65 por 2.31 pies / psi para obtener 150 pies de altura de agua sobre el suelo.
Las pérdidas de carga siempre deben tenerse en cuenta al bombear agua al piso superior.Aplique el cálculo de la presión de carga de agua a un cálculo de pérdida de carga. Si tiene que bombear agua al quinto piso de un edificio de apartamentos y desea tener una presión de agua de 45 psi disponible para los ocupantes, puede determinar la presión mínima de la bomba requerida a nivel del suelo. Si el quinto piso tiene 55 pies de altura, entonces divida 55 pies por 2.31 pies / psi para determinar la pérdida de carga al empujar el agua hacia arriba cinco pisos. Esto produce 23.81 psi, que luego se debe agregar a la presión de agua mínima utilizable para los ocupantes de 45 psi, para una presión mínima requerida de 68.80 psi. Agregar un margen de seguridad del 20 por ciento determinaría que una bomba con una presión de salida de aproximadamente 80 a 85 psi funcionaría bien.
Paso 3
Varíe la densidad para usar el cálculo para otros líquidos. En el ejemplo de la torre de agua, esta vez con agua de mar, solo tomaría 150 dividido por 1.03 (la densidad del agua de mar), o 145 pies, para crear la misma presión de 65 psi en la parte inferior de la torre , ya que el agua de mar es más densa que el agua dulce. Por el contrario, un buzo de aguas profundas que desciende a 145 pies experimentaría una presión mayor de 65 psi a esa profundidad que al nivel del mar, que es más de cuatro veces la presión que experimentarían en la superficie.
