默认值为水银(ρ_m=13600)和水(ρ_f=1000),Δh=200mm。当Δh=0时两侧液柱高度相同(零差压)。
上方水平管道的A(左)、B(右)两点由细管连接到U形管。深色液体=压力计流体,浅色=管道流体。两侧液面高度差为Δh。
横轴=Δh (mm),纵轴=ΔP (kPa)。显示当前ρ_m、ρ_f、Δz条件下的线性关系。黄点=当前工作点。
U形管压力计是一种经典压力测量装置,通过比管道内流体更重的液体(典型为水银)的液柱差来读取管道内两点间的差压。
管道内A、B两点间的差压(A点为高压侧,当B侧液柱较高时Δh为正)为:
$$\Delta P = P_A - P_B = (\rho_m - \rho_f)\,g\,\Delta h + \rho_f\,g\,(z_B - z_A)$$对于水平管道($z_B = z_A$),第二项消失,简化为:
$$\Delta P = (\rho_m - \rho_f)\,g\,\Delta h$$单位换算($g = 9.81\,\text{m/s}^2$):
$$1\,\text{m H}_2\text{O} = \rho_w g = 9810\,\text{Pa},\quad 1\,\text{psi} = 6894.76\,\text{Pa},\quad 1\,\text{mmHg} = 133.4\,\text{Pa}$$当$\rho_m \gt \rho_f$时,Δh为正表示A侧为高压。压力计流体相对管道流体越重,测量灵敏度越高。