Definicija hidrostatskog tlaka

Tlak u tekućini koja ne teče, odnosno miruje, na koju djeluje homogeno gravitacijsko polje naziva se hidrostatski tlak. Hidrostatički tlak u tekućini raste s dubinom. To znači da što je veći stupac tekućine, to je veći pritisak na dnu spremnika. Vrijednost tlaka također ovisi o gustoći tekućine. Tekućina visoke gustoće, npr. voda, vrši veći pritisak na podlogu od tekućine istog volumena, ali manje gustoće, npr. ulje. Vanjski tlak također ima utjecaj na vrijednost tlaka ispitivane tekućine. U slučaju otvorenih spremnika, tlak zabilježen u tekućini je zbroj tlaka koji proizlazi iz težine tekućine na određenoj visini i tlaka zraka iznad razine medija. Atmosferski tlak je pritisak koji vrši na Zemljinu površinu, težina stupca zraka jednaka debljini Zemljine atmosfere. Srednja vrijednost atmosferskog tlaka na razini mora iznosi 1013,25 hPa. U zatvorenim spremnicima vanjski tlak je nadtlak iznad površine tekućine.

O čemu ovisi hidrostatski tlak?

Ukratko, fizikalne veličine koje utječu na vrijednost hidrostatskog tlaka ph su, kao što je već spomenuto, konstanta gravitacijskog ubrzanja g, visina stupca tekućine h, gustoća ispitivane tekućine ρ i vanjski tlak po.

Formula za hidrostatički tlak

U prethodnom poglavlju navedene su sve fizikalne veličine koje utječu na hidrostatski tlak tekućine koja djeluje na dno posude. Kako onda izračunati hidrostatički tlak?

Formula i jedinica hidrostatskog tlaka:

Jedinica za hidrostatski tlak

Jedinica za tlak je Pascal [Pa], što je osnovna SI jedinica za tlak. Definira se kao pritisak na površinu od 1 m² gravitacije F od 1N (vrijednost 1N odgovara sili definiranoj kao jedinica mase od 1 kilograma pomnoženoj s gravitacijskim ubrzanjem g = 10m/s²).

Hidrostatički paradoks

Na temelju formule i gornjih izračuna, lako je vidjeti da za izračunavanje vrijednosti tlaka nije potrebno znati cijeli volumen spremnika. Potrebni podaci su gustoća tekućine, kao neovisno svojstvo ispitivanog medija, i visina stupca tekućine. To rezultira svojstvom koje se naziva hidrostatski paradoks. Hidrostatički paradoks opisuje fenomen gdje tlak na dnu spremnika napunjenog tekućinom ne ovisi o njegovom obliku. Tlak vodenog stupca jednak je u svim slučajevima, bez obzira na oblik spremnika i volumen tekućine.

Ugradnja senzora za hidrostatička mjerenja

Tlak djeluje u svim smjerovima i njegova vrijednost ovisi samo o visini. Uzimajući u obzir gore navedene odnose, izbor položaja ugradnje senzora tlaka može ovisiti samo o lakom pristupu, uzimajući u obzir moguće radove na servisiranju i održavanju.  Hidrostatska sonda  se tako može montirati sa strane ili objesiti unutar spremnika pomoću uranjajućeg priključka. Rezultat mjerenja ovisi o dubini uranjanja senzora. Mjerenje se provodi tek nakon što je membrana potpuno potopljena.