유체 압력

기계공학에서 유체 압력은 유압 시스템, 펌프 및 밸브와 같은 액체 흐름을 사용하는 시스템을 설계하는 데 중요한 역할을 합니다. 이러한 시스템을 설계할 때 엔지니어는 손상 또는 고장을 피하기 위해 유체 압력에 의해 생성된 힘을 견딜 수 있는지 확인해야 합니다.

파스칼의 법칙에 따르면 정지한 유체는 모든 방향에 동일한 압력을 발생시킬 것입니다. 이 압력은 단위면적당 힘으로 측정되며, 그 크기는 유체의 비중이나 질량밀도, 유체표면에서 측정되는 지점의 깊이에 따라 달라집니다. 이 관계식을 수학적으로 p = ρ gz으로 표현할 수 있는데, 여기서 ρ 은 유체밀도, g은 중력에 의한 가속도, z은 깊이입니다.

위에서 언급한 바와 같이 이 식은 대부분의 액체와 같은 비압축성 유체에는 유효하지만 온도와 압력에 따라 밀도가 상당히 변하는 기체에는 유효하지 않습니다. 이 방정식이 액체에 어떻게 적용되는지 알기 위해서는 물 속에 위치한 세 개의 점을 고려해야 합니다. 표면에서 같은 깊이에서 압력은 세 개의 점 모두에서 동일합니다. 그러나 압력은 얕은 깊이에서 더 낮습니다. 압력은 표면에서 멀어질수록 깊이에 따라 선형적으로 증가합니다.