Единицы измерения давления
Единица | Обозначение | Выражение через другие единицы | ||
русский | английский | русский | английский | |
Паскаль | Паскаль | На | На | 1 Па = 1 Н/м2 (или 1 Н м-2) |
Бар | Бар | бар | бар | 1 бар = 105 Па = 1 ⋅ 106 дин/см2 |
Миллиметры ртутного столба | Миллиметры ртутного столба | торр» data-order=»мм рт.ст. / сухое»>мм рт.ст. / сухой |
Сухой» data-order=»мм рт.ст / Сухое»>мм рт.ст / Сухой |
1 мм рт.ст ст. ≈ 133,3223684 Па |
Физическая атмосфера | Стандартная атмосфера | банкомат | банкомат | 1 атм = 101 325 Па |
Техническая атмосфера | Техническая атмосфера | на | на | 1 ат = 1 кгс/см2 = 98 066,5 Па |
Счетчик водяного столба | Метров воды | m H2O» data-order=»m водн. Искусство. / м вод ст. > м вод ст. / м Н2О |
мH2O | 1 м воды ст. = 9806,65 Па |
Фунт-сила на квадратный дюйм | Фунтов на квадратный дюйм | lb.p.sq.in.» data-order=»psi / lb.p.sq.in.»> фунтов на квадратный дюйм / фунт на квадратный дюйм |
1 psi = 1 фунт-сила/дюйм2 = 6894,75729 Па |
Примечания:
- Из этих единиц только Паскаль относится к международной системе СИ, поэтому все остальные единицы выражаются через нее.
- Атмосферное давление, принятое за эталон, составляет около 760 мм рт. Искусство или 101 325 Па.
- psi (фунт-сила на квадратный дюйм) — несистематическая единица, используемая в основном в США и Великобритании.
Соотношение единиц измерения давления
Единица | На | бар | мм рт.ст ст. | банкомат | на | м воды. Искусство. | пси |
1 Па | 1 | 10-5 | 7,5006 ⋅ 10-3 | 9,8692 ⋅ 10-6 | 10,197 ⋅ 10-6 | 1,0197 ⋅ 10-4 | 145,04 ⋅ 10-6 |
1 бар | 105 | 1 | 750.06 | 0,98692 | 1.0197 | 10 197 | 14 504 |
1 мм рт.ст ст. | 133 322 | 1,3332 ⋅ 10-3 | 1 | 1,3158 ⋅ 10-3 | 1,3595 ⋅ 10-3 | 13 595 ⋅ 10-3 | 19 337 ⋅ 10-3 |
1 атм | 101325 | 1.01325 | 760 | 1 | 1033 | 10.33 | 14 696 |
1 в | 98066,5 | 0,980665 | 735,56 | 0,96784 | 1 | 10 | 14 223 |
1 м воды ст. | 9806,65 | 9,80665 ⋅ 10-2 | 73 556 | 0,096784 | 0,1 | 1 | 1,4223 |
1 пси | 6894,76 | 68,948⋅10-3 | 51 715 | 68,046⋅10-3 | 70,307⋅10-3 | 0,70307 | 1 |
Виды давления.
Различают три основных вида давления:
- вакуумное давление;
- избыточное давление;
- абсолютное давление.
Тип давления напрямую связан с его сравнением с атмосферным давлением (Pat) или использованием атмосферного давления.
Избыточное давление (Pg) — это величина, показывающая, насколько давление в оборудовании или трубопроводе превышает атмосферное давление. Те, чье давление измеряется по отношению к атмосферному давлению, это давление называется манометрическим давлением. Избыточное давление измеряется с помощью манометров.
Избыточное давление широко используется в операциях, в том числе:
-
- при выборе и подборе оборудования по паспортным данным;
- с различными классификациями оборудования и трубопроводов на этапах проектирования и монтажа;
- при маркировке оборудования и трубопроводов.
)абсолютное давление (P — значение давления с учетом текущего атмосферного давления, т.е.:
Рабс=Ризб + Ратх;
Другими словами, если давление определяется относительно давления, равного 0, то измеренное давление называется абсолютным.
Абсолютное давление в основном используется инженерно-техническим персоналом (ИТП) в инженерных расчетах и в расчетах при выборе оборудования (основы применения абсолютного давления). Ярким примером использования абсолютного давления в расчетах является уравнение идеального состояния газа.
Пример использования абсолютного давления:
-
- подбор счетчиков на трубопроводах с газообразными средами (включая водяной пар);
- гидравлические расчеты газопроводов (в т.ч водяного пара);
- расчеты на прочность оборудования и трубопроводов с газовыми средами (в том числе с паром);
- и так далее
В случаях, когда атмосферное давление больше абсолютного давления, говорят о вакуумметрическом давлении (Rvac). Вакуумное давление является мерой того, насколько атмосферное давление больше абсолютного давления.
Рвак = Крыса — Рабс;
Вакуум широко используется в технологических процессах на промышленных предприятиях. Все эти установки применяют вакуумное давление на этапах проектирования, монтажа и эксплуатации.
Читайте также: Все о благородных металлах
Дополнительная классификация давления в инженерных расчетах.
- гидростатическое давление (Рг) — давление столба жидкости (газа) над условным уровнем;
Это давление, создаваемое удельным весом жидкости (газа) в определенном сечении, то есть:
Pg=Fg/S, где Fg – вес столба жидкости (газа), S – площадь поперечного сечения.
Другой распространенной формой записи гидростатического давления (после преобразования) является формула:
Pg=ρgh, где ρ — плотность жидкости (газа), g — ускорение свободного падения, h — высота столба жидкости (газа).
Гидростатическое давление учитывается при расчете открытых систем (связанных с атмосферой). В открытых системах низкого давления важно учитывать (например: вентиляция, дымоудаление, газопроводы низкого давления и т.д.).
Примерами гидростатического давления являются атмосферное давление, различные гидрозатворы (например, гидрозатвор на воздухоотводчике), использующие вес водяного столба для предотвращения повышения давления в системе выше допустимого уровня.
Рассчитать гидростатическое давление можно в отдельной теме.
- естественное давление (Pe) — вызвано разностью гидростатического давления двух столбов жидкости (газов) высотой h, имеющих разную среднюю плотность. В расчетах естественное давление обычно учитывается в системах низкого давления (например: естественная вытяжная вентиляция);
Естественное давление обычно рассчитывается по формуле (выводится из разницы гидростатических давлений в двух сечениях разной плотности):
Pe = (ρ1 — ρ2)ghe,
где ρ1 — плотность жидкости (газа) в 1 сечении, ρ2 — плотность жидкости (газа) в 1 сечении, он — разность высот двух сечений.
Рассчитать естественное давление можно в отдельной теме.
- парциальное давление (Рр) — называют давлением, которое оказывает отдельный компонент газовой смеси (например, на колбу, цилиндр или границу атмосферы) исходя из того, что он один будет занимать весь объем смеси при той же температуре . Понятие парциального давления широко используется в химии. Определить парциальное давление можно по уравнению состояния идеального газа при заданном общем объеме смеси и той же температуре. Общее давление смеси газов определяется как сумма парциальных давлений отдельных компонентов смеси.
- потеря давления (ΔP) – называется давлением, равным разности давлений в двух частях системы. Разность давлений в основном определяется потерями на преодоление сопротивления при движении вещества в системе (могут быть задействованы естественное и гидростатическое давление). Есть сопротивление: туристическое и местное. Сопротивление пути связано с преодолением трения в системе. Местные сопротивления связаны с изменением скорости движения или направления потока. Потеря давления определяется расчетным методом в процессе выполнения гидравлического или аэродинамического расчета системы. Например: гидравлический расчет газопроводов.
- разрежение (или тяга) — снижение давления в системе, что способствует притоку среды в область пониженного давления. Может быть естественным или принудительным. Примеры использования вакуума (тяги:
- системы естественной вентиляции;
- системы механического дымоудаления (до дымоудаления);
- различные инжекторные системы (элеваторы в системах отопления, инжекционные газовые горелки и т п.) основаны на снижении давления в секции за счет уменьшения площади секции и увеличения скорости истечения в ней.
Приборы измерения давления.
Для измерения давления применяют средства измерений под общим названием — манометры (по ГОСТ 8.271-77 манометр — измерительный прибор или измерительная установка для измерения давления или перепада давлений). Но на практике манометры стали связывать с измерением избыточного давления.
Общая классификация манометров.
- по типу измеряемого давления;
- по принципу действия;
- по классу точности;
- по предварительной записи.
По типу измеряемого давления.
Основные виды измеряемого давления рассмотрены выше. Виды измеряемого давления более широкие и содержат производные от основных видов:
- датчик абсолютного давления;
- барометр (абсолютный барометр для измерения давления в атмосфере вблизи Земли), в том числе барограф (барометр с непрерывной записью);
- манометр избыточного давления (обычно просто манометр), в том числе манометр (манометр избыточного давления в газовых средах с верхним пределом измерения не более 40 000 Па/4 000 кгс/м2);
- вакуумметр (манометр для измерения давления устаревшего газа), в том числе тягомер (вакуумметр для измерения давления устаревшего газа с верхним пределом измерения не более 40 000 Па/4 000 кгс/м2);
- манометры (манометры, для измерения избыточного давления и давления предварительно охлажденного газа), в том числе манометры (манометры для газовых сред с верхним пределом измерения не более 20 000 Па/2 000 кгс/м2);
- манометр дифференциальный (манометр для измерения разницы двух давлений), в том числе микроманометр (манометр дифференциальный с верхним пределом измерения не более 40 000 Па/4 000 кгс/м2);
- манометр парциального давления (манометр для измерения давления, которое оказал бы один из газов, входящих в состав газовой смеси, если бы из него были удалены остальные газы, при условии сохранения первоначального объема и температуры).
По принципу действия.
По принципу действия манометров в общий классификационный список входят:
- жидкостный манометр;
- U-образный манометр;
- датчик давления сжатия;
- колокольный манометр;
- кольцевой манометр;
- грузопоршневые манометры;
- деформационные манометры;
- мембранные манометры;
- сильфонный манометр;
- трубчато-пружинные манометры;
- манометр со свободной диафрагмой;
- электрический манометр;
- пьезоэлектрический манометр;
- манометр сопротивления;
- ионизационный манометр;
- электронный ионизационный манометр;
- магнитоэлектрический манометр;
- радиоизотопные манометры;
- датчик теплового давления;
- термопарные манометры;
- измеритель вязкости.
В промышленности широко используются следующие типы манометров:
- жидкостные манометры.
- весовые манометры.
- трубчатые пружинные манометры.
Жидкостные манометры — манометры, принцип работы которых основан на уравновешивании измеряемого давления, или разности давлений, с давлением в столбе жидкости.
Поршневые манометры — манометр, принцип работы которого основан на уравновешивании измеряемого давления давлением, создаваемым весом поршня с грузоприемным устройством, и весами с учетом сил жидкостного трения.
Трубчатые манометры — деформационные манометры, где чувствительным элементом является трубчатая пружина.
По классу точности.
Манометры по точности измерений по ГОСТ 8.271-77 «Манометры, вакуумметры, манометры-вакуумметры, манометры, тензодатчики и штангенциркули. Общие технические условия» классифицируются на несколько классов точности:
- 0,4*;
- 0,6;
- 1,0;
- 1,5;
- 2,5;
- 4,0*.
Примечание: * Устанавливается после заказа от потребителя.
Класс точности манометра отражает пределы допускаемой основной погрешности в % от диапазона показаний шкалы.
Нормы (ГОСТ) определяют зависимость диаметра или размера лицевой панели корпуса от класса точности манометра:
Диаметр или размер лицевой панели корпуса, мм, не более | Класс точности | |||||
0,4* | 0,6 | 1,0 | 1,5 | 2,5 | 4,0* | |
40, 50 | — | — | — | — | + | + |
60**, 63 | — | — | + | + | + | + |
100 | — | — | + | + | + | — |
160 | — | + | + | + | + | — |
250 | + | + | + | + | — | — |
* Устанавливается после заказа от потребителя. ** Нельзя использовать в новых разработках. |
По назначению.
Манометры в зависимости от области применения и рабочей среды по назначению классифицируют:
- общетехнические, общепроизводственные;
- специальные манометры;
- судовые манометры;
- железнодорожные габариты.
Манометры в зависимости от способа фиксации давления классифицируют:
- дисплеи;
- саморегистрирующиеся манометры;
- электроконтактные манометры.
В зависимости от метрологического назначения манометры подразделяются на:
- например (ссылка);
- рабочие;