پیرو بحثی که در باره فشار سنجی انجام شد با بررسی یک مسئله در محاسبه فشار سنجی به وسیله پیزومتر به تبیین نحوه کار کرد این ابزار پرداخته می شود. لازم به ذکر است که امروزه پیزومتر هایی با کارایی بیشتر استفاده می شوند ولی در اینجا به بررسی مدل ساده آن اکتفا می شود.
مسئله
مطابق شکل از یک پیزومتر مورب برای اندازه گیری فشار سیال درون یک لوله افقی با شعاع داخلی 40mm استفاده شده است. در صورتی که زاویه ای که لوله پیزومتر با افق می سازد برابر با 30 درجه و طول مایع درون لوله مورت نسبت به لوله محور لوله اصلی (x) برابر با 450mm باشد، فشار سیال در محور لوله و هم چنین فشار در جداره های بالا و پایین لوله را بیابید. چگالی سیال را برابر با 1.5g/cm3 فرض کنید.
جواب
لازم است قبل از حل این اشاره شود که برای واقعی تر شدن مسئله سیال ساکن فرض می شود. برای حل ابتدا مقدار h یا همان ارتفاع عمودی محاسبه شود که برای یافتن این پارامتر به صورت بسیار ساد، از قواعد مثلثاتی استفاده می شود. و هم چنین فشار هم به این صورت به دست می آید:
شعاع لوله با r نشان داده شده است. حال با معلوم شدن مقدار فشار در محور اصلی لوله فشار در جداره بالا و پایین نیز به این شکل مشخص می شود. فشار جداره بالا:
و به فرم مشابه فشار در پایین لوله برابر است با:
- فشار های بدست آمده همگی فشار پیمانه ای هستند، یعنی فشار واقعی یک اتمسفر، به اندازه فشار محبط بیرون، بیشتر از آن چیزی است که محاسبه شده.
- اگر لوله مورب نبود از همان اول ارتفاع عمودی مشخص می شد ولی با شیب دار کردن لوله با توجه به هندسه این مسئله، هر واحد حرکت عمودی سیال به انداره دو برابر آن روی لوله مورب مشخص شد. پس می توان با استفاده از پیزومتر شیب دار محاسبات دقیقتری انجام داد.
