مستوى الفراغ

الفراغ أو المساحة الفارغة هي المساحة غير المملوءة في الحاوية، وخاصة في حاوية السوائل. ^{[ 1 ]}

كلمة "ullage" مشتقة من الكلمة اللاتينية "oculus" ، التي استخدمها الرومان للإشارة إلى فتحة سدادة البرميل. ثم انتقلت هذه الكلمة إلى الفرنسية في العصور الوسطى بصيغة "oeil" ، ومنها اشتُقّ الفعل "ouiller" الذي يعني ملء البرميل بالكامل. وفي حوالي عام 1300، صاغ النورمان كلمة " ouillage" للإشارة إلى كمية السائل اللازمة لملء البرميل بالكامل.

في صناعة النبيذ، أصبح مصطلح "التفريغ" يُشير إلى أي مقدار يبقى فيه البرميل فارغًا، ربما بسبب استهلاك جزء من محتوياته. كما يُستخدم أيضًا للإشارة إلى الفراغ الهوائي الموجود أعلى زجاجة النبيذ، والذي يُعدّ ضروريًا في هذه الحالة للسماح بتمدد المحتويات مع تغير درجة الحرارة.

وبالتالي، في صناعة الجعة وتجارة التجزئة، يُقصد بـ "الخَفِّف" ما تبقى من الجعة في البرميل بعد تفريغه. عند حساب الإقرارات الضريبية وما شابه، يُمكن لمالكي أو مُؤجّري أو مُديري الأماكن المرخّصة إدراج ضريبة الخَفِّف ، أو ما يُعرف بهدر البراميل الذي لا مفرّ منه. ^{[ 2 ]} ولذلك، أصبح مصطلح "الخَفِّف" يُستخدم بشكل عام في تجارة المشروبات المرخّصة للإشارة إلى الجعة المُهدرة، سواءً كانت في البرميل أو في صنبور أو مضخة البار. مع ذلك، فإن ما يتركه الزبائن في أكوابهم لا يُعتبر خَفِّفاً، لأنه قد تم بيعه.

تخزن الصواريخ والمركبات الفضائية التي تعمل بالوقود السائل وقودها في خزانات. ولا تُملأ خزانات الوقود المبردة بالكامل أبدًا، وذلك لتجنب انخفاض الضغط الشديد داخل الخزان بعد بدء تشغيل المحرك. على سطح الأرض، أو في مجال جاذبية الأرض المستمر أثناء صعود الصاروخ، تُعرف المساحة بين أعلى حمولة الوقود وأعلى الخزان باسم "مساحة الفراغ". يُعد ضغط الفراغ مقياسًا بالغ الأهمية أثناء طيران الصاروخ، لأنه يؤثر على سلامة هيكل الخزان وصافي ضغط السحب الموجب للمحرك .

في حالة انعدام الوزن في الفضاء دون دفع المحرك، يتشكل فراغ في الخزانات المملوءة جزئيًا، ويتوزع هذا الفراغ على معظم الخزان على شكل خليط غير متجانس من كتل سائلة وسط مناطق غازية متعددة . في ظل هذه الظروف، يطفو السائل بعيدًا عن مدخل المحرك، وهو أمر غير مرغوب فيه لاستقرار تشغيل المحرك. ^{[ 3 ]}

يُستخدم أحيانًا تطبيق قوة صغيرة، من محرك صاروخي صغير على سبيل المثال، لتوفير تسارع كافٍ لإعادة تجميع (ترسيب) الوقود السائل في قاع الخزان بالقرب من مدخل وقود المحرك قبل اشتعال المحرك (المحركات) الرئيسي. تُسمى المحركات المخصصة لهذا الغرض تحديدًا محركات التجميع . ^{[ 4 ] [ 5 ]}

تُستخدم محركات نظام التحكم في رد الفعل أيضًا في كثير من الأحيان لتسوية المواد الدافعة قبل إعادة تشغيل محرك الوقود السائل في الفضاء.

يُستخدم مصطلح "المساحة الفارغة" على نطاق واسع في البيئات الصناعية والبحرية لوصف الفراغ الموجود في الخزانات أو المخازن الكبيرة المستخدمة لتخزين أو نقل السوائل أو المواد الصلبة السائبة مثل الحبوب . ^{[ 6 ]} ووفقًا للوائح المنظمة البحرية الدولية ، وقانون اللوائح الفيدرالية ، وقواعد هيئة التصنيف الأمريكية للسفن الفولاذية، لا يجوز ملء بعض الخزانات المضغوطة على السفن الفولاذية بأكثر من 98%، مع وجود بعض الاستثناءات. وذلك لضمان بقاء صمام تخفيف الضغط على اتصال دائم بالغاز أو البخار . بعض صمامات تخفيف الضغط المستخدمة في المواد الكيميائية غير مصممة لتخفيف الضغط عند ملامستها للسوائل.

في بعض الحالات، قد يكون الفراغ في عنبر السفينة ذا صلة بالاستقرار ؛ إذ يمكن أن تتحرك البضائع السائبة، سواءً كانت سائلة أو جافة، في عنبر غير ممتلئ بشكل غير متماثل نحو أحد الجانبين مع ميلان السفينة ، مما يقلل من هامش الاستقرار مقارنةً بعنبر ممتلئ. وقد يُسهم الفراغ الزائد في الخزان في ظاهرة السطح الحر . وعند الإشارة إلى هذه الظاهرة، يُوصف الخزان غير الممتلئ بأنه "خزان غير ممتلئ"، بينما يُوصف الخزان الممتلئ بأنه "خزان مضغوط". ^{[ 7 ]}

• قواعد هيئة التصنيف الأمريكية للسفن الفولاذية لعام 2007، الجزء 5 ج

• وصف محركات ساتورن 5