| | Адрес этой страницы (вложенность) в справочнике dpva.ru: главная страница / / Техническая информация / / Алфавиты, номиналы, единицы / / Перевод единиц измерения величин. Перевод единиц измерения физических величин. Таблицы перевода единиц величин. Перевод химических и технических единиц измерения величин. Величины измерения. Таблицы соответствия величин. / / Перевод единиц измерения Давления и вакуума. Единицы давления. Единицы вакуума. / / Единицы измерения давления. Таблица перевода единиц измерения давления. Единицы давления. Единицы вакуума.Па; МПа; бар; атм; мм рт.ст. = торр = тор; мм в.ст.; м в.ст., кг/см2; кгс/см2; psf; psi; дюймы рт.ст.; дюймы в.ст… Поделиться:
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Если Вы не обнаружили себя в списке поставщиков, заметили ошибку, или у Вас есть дополнительные численные данные для коллег по теме, сообщите , пожалуйста. Вложите в письмо ссылку на страницу с ошибкой, пожалуйста. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Коды баннеров проекта DPVA.ru Начинка: KJR Publisiers Консультации и техническая | Проект является некоммерческим. Информация, представленная на сайте, не является официальной и предоставлена только в целях ознакомления. Владельцы сайта www.dpva.ru не несут никакой ответственности за риски, связанные с использованием информации, полученной с этого интернет-ресурса. Free xml sitemap generator | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| | Адрес этой страницы (вложенность) в справочнике dpva.ru: главная страница / / Техническая информация / / Алфавиты, номиналы, единицы / / Перевод единиц измерения величин. Перевод единиц измерения физических величин. Таблицы перевода единиц величин. Перевод химических и технических единиц измерения величин. Величины измерения. Таблицы соответствия величин. / / Перевод единиц измерения Давления и вакуума. Единицы давления. Единицы вакуума. / / Таблица перевода единиц измерения атмосферного давления мм рт. ст. = торр в МПа, кПа, мм рт.ст. (тор ), микротор, psia, дюймы рт.ст., бары, % вакуума. Единицы измерения атмосферного давления и их перевод. Поделиться:
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Если Вы не обнаружили себя в списке поставщиков, заметили ошибку, или у Вас есть дополнительные численные данные для коллег по теме, сообщите , пожалуйста. Вложите в письмо ссылку на страницу с ошибкой, пожалуйста. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Коды баннеров проекта DPVA.ru Начинка: KJR Publisiers Консультации и техническая | Проект является некоммерческим. Информация, представленная на сайте, не является официальной и предоставлена только в целях ознакомления. Владельцы сайта www.dpva.ru не несут никакой ответственности за риски, связанные с использованием информации, полученной с этого интернет-ресурса. Free xml sitemap generator | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Высокое атмосферное давление – фактор риска?
По данным специалистов Московского Гидрометеобюро, в столице сегодня, 26 января, уже в 11 часов установлен первый в этом году рекорд. Рекордным стало показание барометра на главной опорной станции мегаполиса. Атмосферное давление достигло 1025 гПа, что выше предыдущего рекорда (1024 гПа), установленного в 1946 году. Атмосферное давление продолжает расти, его максимальное значение ожидается в пятницу, затем оно начнет очень медленно падать, все равно оставаясь очень высоким. Вероятность установления новых рекордов остается высокой.
Специалисты Санкт-Петрбургского Гидрометцентра тоже предупреждают об аномально высоком атмосферном давлении. Сибирский антициклон продолжает вторгаться на территорию Северо-Запада, в связи с чем атмосферное давление в Санкт-Петербурге сегодня повысилось до 1045 гПа (784 мм рт. ст.). В ближайшие дни оно продолжит медленно повышаться. Максимум ожидается к выходным дням: до 1051-1053 гПа (789-790 мм рт. ст.).
Аналогичная погода наблюдалась в январе 2010 года, тогда максимум атмосферного давления был зафиксирован 22 января (1051 гПа).
Из метеорологической летописи: 4 января 2008 года атмосферное давление в Санкт-Петербурге повысилось до 1058 гПа (794 мм.рт.ст.), но абсолютный максимум принадлежит январю 1907 года и составляет 1064,3 гПа или 798 мм рт. ст.
В течение ближайшей недели средняя полоса и север Европейской России по-прежнему будут находиться под влиянием морозного антициклона, и фон атмосферного давления останется аномально высоким. Неблагоприятным фактором, влияющим на здоровье, являются и нисходящие воздушные движении, способствующие накоплению в приземном слое атмосферы, особенно больших городов, вредных примесей.
Каково же придется россиянам под аномальным гнетом атмосферы?
Известно, что примерно 3/4 населения планеты достаточно быстро и легко адаптируется к изменениям погоды. Наибольшее влияние на людей оказывает температура, ветер, осадки и влажность. Следующим по степени воздействия является атмосферное давление, и прежде всего — его резкие изменения, более 5-6 мм рт. ст./сут. Но и продолжительный аномально пониженный или повышенный фон может оказывать негативное воздействие на людей, у которых повышенная метеочувствительность. По данным медиков, при очень высоком атмосферном давлении отмечается небольшое сокращение частоты пульса и снижение минимального кровяного давления. Более редким, но глубоким становится дыхание. Незначительно понижается слух и обоняние, голос становится приглушенным.К группе риска относятся две категории людей – метеочувствительные и больные, – организм которых очень чувствителен не только к переменам погоды, но и к аномальным ее состояниям. Прежде всего, это люди с нарушениями нервной вегетативной системы, сердечно-сосудистыми заболеваниями, хроническими болезнями, которые чаще наблюдаются в пожилом возрасте. Таким людям необходимо применять лечебно-профилактические меры при возникающих атмосферных угрозах. Высокое атмосферное давление не лучшим образом переносят лица, страдающие сердечно — сосудистыми заболеваниями, прежде всего с нестабильным собственным давлением. У них возможны головные боли, боли в области сердца, скачки артериального давления, приступы стенокардии, тахикардии, мигрени.
Ухудшение экологической ситуации неблагоприятно воздействует на всех и особенно на людей, склонных к аллергическим реакциям и имеющих заболевания бронхо-легочных путей.
Повлиять на погоду мы не в состоянии. Но вот помочь своему организму пережить этот тяжелый период совсем несложно. При прогнозе значительного ухудшения погодных условий, в частности аномально высокого атмосферного давления, прежде всего следует не паниковать, успокоиться, максимально снизить физическую нагрузку, а для тех у кого адаптация протекает довольно сложно, необходимо посоветоваться с врачом о назначении соответствующих лекарственных средств.
В текущем периоде аномально высокое давление, как это часто бывает, сочетается с сильными морозами. Из-за сильных морозов, особенно при выходе из помещения на улицу и перепадов температуры, говорят медики, возможны приступы удушья, стенокардии и нарушение сердечного ритма у людей, склонных к спастическим реакциям.
Рекомендуется снизить физические и умственные нагрузки, воздержаться от дальних поездок. Больным людям иметь при себе лекарственные препараты первой помощи, а в случае необходимости незамедлительно обращаться к лечащему врачу. И, как всегда, очень важна поддержка близких. Заботьтесь друг о друге!
Формула давления в физике
Содержание:
Определение и формула давления
Определение
Давление – это физическая величина,характеризующая состояние сплошной среды. Оно равно пределу отношения нормальной составляющей силы, которая действует на участок поверхности тела площади $\Delta S$ к размеру данной площади при $\Delta S \rightarrow 0$ . Обозначается давление буквой p. Тогда математической записью определения давления станет формула:
$$p=\lim _{\Delta S \rightarrow 0} \frac{\Delta F_{n}}{\Delta S}=\frac{d F_{n}}{d S}$$Выражение (1) определяет давление в точке.
Среднее давление
Средним давлением на поверхность называют величину:
$$\langle p\rangle=\frac{F_{n}}{S}(2)$$где Fn – нормальная составляющая силы, которая действует на рассматриваемую поверхность, S – площадь этой поверхности.
Давление идеального газа
Давление идеального газа вычисляют, используя основное уравнение молекулярно – кинетической теории:
$$p=n k T(3)$$где $n=\frac{N}{V}$– концентрация молекул газа (N – число частиц), k=1,38•10-23 Дж/К – постоянная Больцмана, T – абсолютная температура газа.
Гидростатическое давление
Гидростатическое давление – давление внутри столба жидкости или газа, находится по формуле:
$$p=p_{0}+\rho g h(4)$$где $\rho$ – плотность вещества, g=9,8 м/с2 – ускорение свободного падения, h- высота столба вещества.{*}$ –поверхностное натяжение жидкости,p0* – давление под не искривлённым слоем жидкости, H — средняя кривизна поверхности жидкости, вычисляемая по закону Лапласа:
$$H=\frac{1}{2}\left(\frac{1}{R_{1}}+\frac{1}{R_{2}}\right)$$R1, R2 – главные радиусы кривизны.
Единицы измерения давления
Основной единицей измерения давления в системе СИ является: [p]=Па (паскаль)
Внесистемные единицы давления: [p]=мм рт.ст.(миллиметр ртутного столба),мм в.ст (мм водяного столба),атмосфера,бар.
Па= Н/м2 и 1 бар=105 Па.
Техническая атмосфера ~1 бар. Физическая атмосфера 1,01 бар=760 мм рт.ст.. 1 мм рт.ст.=133 Па.
Примеры решения задач
Пример
Задание. Каково давление в море на глубине h=8,5 м, если атмосферное давление равно p0=105 Па, плотность морской воды равна $\rho$=1,03•103 кг/м3
Решение.{5}$ (Па)
Слишком сложно?
Формула давления не по зубам? Тебе ответит эксперт через 10 минут!
Пример
Задание. Каково давление струи на неподвижную плоскость, если струя воды ударяет ее под углом $\alpha$ к нормали плоскости, и упруго отскакивает от нее без изменения скорости? Скорость струи v.
Решение. Сделаем рисунок.
За время $\Delta t$ о стенку ударяется масса воды равная:
$$m=l S \rho=v \Delta t S \rho$$где S — поперечное сечение струи, $\rho$ – плотность воды. В соответствии с законом сохранения импульса имеем:
$$F \Delta t=m \Delta v \rightarrow F=\frac{m \Delta v}{\Delta t}(2.2)$$где F – сила, с которой вода действует на стенку.
Примем за положительное направление нормали внешней к опоре и учитывая, что струя отскакивает от стены без потери скорости, получаем:
$$\Delta v=v_{2} \cos \alpha-\left(-v_{1} \cos \alpha\right)=v_{2} \cos \alpha+v_{1} \cos \alpha=2 v \cos \alpha(2.{2}$Читать дальше: Формула закона Ома.
Прогноз погоды с помощью барометра
Предсказание погоды с помощью барометра. Если в часах есть встроенный барометр, то с помощью него можно спрогнозировать, как изменится погода в ближайшие 12-24 часов. Все очень просто — если давление падает, то вероятно, что погода будет ухудшаться. Если давление растет — то это признак улучшения погоды.
Нормальным значением атмосферного давления на уровне моря считается 760 мм ртутного столба или 1013 мБар или 1013 гПа (гектопаскаль). Однако возможны значительные колебания, так самое низкое атмосферное давление, которое было зафиксировано, составляло всего 641 мм рт. ст., а самое высокое давление было 816 мм рт. ст..
Атмосферное давление регулярно меняется в течении суток. В суточном ходе атмосферного давления наблюдается два максимума: в 10:00 и 22:00 часа и два минимума: в 04:00 и 16:00 часов. Эти суточные изменения давления особенно четко выражены в тропических широтах. С увеличением широты, то есть с продвижением на север, амплитуда суточных колебаний атмосферного давления уменьшается и уже на широте 60 градусов составляет около 0,3 мбар.
Однако само текущее значение атмосферного давления не может служить для определения погоды, важна динамика изменения давления. Например, резкое изменение атмосферного давления говорит о том, что погода скоро изменится.
Прямой график без резких колебаний давления позволит быть уверенным в том, что погода ближайшие несколько часов не изменится.
К примеру, если на улице солнечная погода, а график давления показывает резкое падение, то это явный признак того, что будет дождь, либо густая облачность. А если же на улице пасмурно и дождливо, то резкий подъем давления говорит о том, что погода скоро станет солнечной.
Видио с объяснением как работает барометр в наручных часх
Также подъем давления в зависимости от направления ветра может сопровождаться похолоданием или потеплением.
- Зимой высокое давление означает заморозки, а при низком давлении происходит потепление и возможны осадки
- Летом, наоборот, при повышении давления погода становится жаркой и сухой, а при понижении – холодает, и наступают дожди.
- Северный ветер чаще приносит прохладную погоду в местах, удаленных от океана.
- В случае прибрежного расположения для каждого региона прогноз должен быть разным, так как прямо зависит от сезона.
- В горах прогноз погоды делать сложнее, и погода может меняться очень быстро в пределах небольшого района.
Ухудшению погоды предшествует падение давления. Если давление в течение 6 — 12 ч и больше непрерывно падает, можно ожидать приближения циклона, т. е. ветреной погоды с осадками.
Быстрое падение давления (2—3 мбар и более за 3 ч) указывает на приближение центральной области циклона или очень глубокого циклона—следует ожидать шторма. Чем быстрее падает давление, тем скорее ухудшается погода.
Если показания барометра растут или остаются на месте, следует ожидать сохранения антициклональной погоды (то-есть ясное небо, без осадков).
Медленное, непрерывное и длительное (до нескольких суток) повышение давления означает, что устанавливается продолжительная антициклональная погода: летом—жаркая, зимой—морозная (в обоих случаях небо остается ясным).
Также наблюдение за изменением давления может быть полезно например на рыбалке. Это связано с тем что поведение рыбы сильно зависит от изменения погоды, и в некоторых случаях клев может усиливаться, а в других вообще пропадать
Сейчас существует множество моделей наручных часов с барометром, по которому можно определять погоду. Некоторые часы даже автоматически показывают прогноз погоды на ближайшее время. Статья с обзором основных производителей часов с барометрами тут. Также есть специальные часы для рыбалки, которые подскажут в какое время будет наилучший клев.
В современных наручных часах, а точнее в электронных наручных часах, встроено множество полезных функций, начиная от барометра и альтиметра и заканчивая датчиком GPS который отслеживает все ваши перемещения и строит трек. Если вы хотите приобрести такие часы, но не знаете на какие параметры стоит обратить внимание, то следующая статья может быть полезной — А о том как выбрать современные наручные часы.
Но даже если вы не хотите постоянно следить за давлением по барометру в наручных часах, то просто купить барометр и поставить его где-нибудь в доме будет полезно и познавательно.
Понятие атмосферное давление
Вес воздуха обусловливает атмосферное давление (1 м3 воздуха весит 1,033 кг). На каждый метр земной поверхности воздух давит с силой 10033 кг. Это столб воздуха от уровня моря до верхних слоев атмосферы. Для сравнения: столб воды такого же диаметра имел бы высоту всего 10 м. Иначе говоря, собственная масса воздуха создает атмосферное давление, величина которого на единицу площади соответствует массе находящегося над нею воздушного столба. При этом уменьшение воздуха в этом столбе приводит к уменьшению (падению) давления, а увеличение воздуха — к увеличению (росту) давления. За нормальное атмосферное давление принято давление воздуха на уровне моря на широте 45° и при температуре 0°С. В этом случае атмосфера давит на каждый 1 см2 земной поверхности с силой 1,033 кг, а масса этого воздуха уравновешивается ртутным столбиком высотой 760 мм. На этой зависимости построен принцип измерения давления. Оно измеряется в миллиметрах (мм) ртутного столба (или в миллибарах (мб): 1 мб = 0,75 мм ртутного столба) и в гектопаскалях (гПа), когда 1 мм = = 1 гПа.
Давление атмосферы измеряется при помощи барометров. Существуют два типа барометров: ртутный и металлический (или анероид).
Ртутный чашечный барометр состоит из запаянной сверху стеклянной трубки, погруженной нижним открытым концом в металлическую чашку с ртутью. Столбик ртути в стеклянной трубке уравновешивает своим весом давление воздуха, действующего на ртуть в чашке. При изменении давления изменяется и высота ртутного столба. Эти изменения фиксируются наблюдателем по шкале, прикрепленной рядом со стеклянной трубкой барометра.
Металлический барометр, или анероид, состоит из герметически закрытой тонкостенной гофрированной металлической коробки, внутри которой воздух разрежен. При изменении давления стенки коробки колеблются и вдавливаются или выпячиваются. Эти колебания системой рычагов передаются стрелке, которая перемещается по шкале с делениями.
Для записи изменений давления применяются самопишущие барометры — барографы. Работа барографа основана на том, что колебания стенок анероидной коробки передаются перу, которое чертит линию на ленте вращающегося вокруг своей оси барабана.
Давление на земном шаре может изменяться в широких пределах. Так, максимальная величина атмосферного давления 815,85 мм рт.ст. (1087 мб) зарегистрирована зимой в Туруханске, минимальная — 641,3 мм рт.ст. (854 мб) — в урагане “Ненси” над Тихим океаном.
Давление изменяется с высотой. Принято считать средним значением атмосферного давления давление над уровнем моря — 1013 мб (760 мм рт.ст.). С увеличением высоты воздух становится все более разреженным и давление уменьшается. В нижнем слое тропосферы до высоты 10 м оно понижается на 1 мм рт.ст. на каждые 10 м, или на 1 мб (гПа) на каждые 8 м. На высоте 5 км оно уже меньше в два раза, 15 км — в 8 раз, 20 км — в 18 раз.
Атмосферное давление непрерывно меняется в связи с изменением температуры и перемещением воздуха. В течении суток оно повышается дважды (утром и вечером), дважды понижается (после полудня и после полуночи). В течении года на материках максимальное давление наблюдается зимой, когда воздух переохлажден и уплотнен а минимальное — летом.
Распределение атмосферного давления по земной поверхности носит хорошо выраженный зональный характер, что обусловлено неравномерным нагреванием земной поверхности, а следовательно, и изменением давления. Изменение давления объясняется перемещением воздуха. Оно высокое там, где воздуха становится больше, низкое там, откуда воздух уходит. Нагреваясь от поверхности, воздух устремляется вверх и давление на теплую поверхность понижается. Но на высоте воздух охлаждается, уплотняется и начинает опускаться на соседние холодные участки, где давление возрастает. Таким образом, нагревание и охлаждение воздуха от поверхности Земли сопровождается его перераспределением и изменением давления.
В экваториальных широтах температуры воздуха постоянно высокие, воздух, нагреваясь, поднимается и уходит в сторону тропических широт. Поэтому в экваториальной зоне давление постоянно пониженное. В тропических широтах в результате притока воздуха создается повышенное давление. Над постоянно холодной поверхностью полюсов (в Арктике и Антарктике) давление повышенное, его создает воздух, приходящий из умеренных широт. Вместе с тем в умеренных широтах отток воздуха формирует пояс пониженного давления. В результате на Земле формируются пояса пониженного (экваториальный и два умеренных) и повышенного (два тропических и два полярных) давления. В зависимости от сезона они несколько смещаются в сторону летнего полушария (вслед за Солнцем).
Полярные области высокого давления зимой расширяются, летом сокращаются, но существуют весь год. Пояса пониженного давления весь год сохраняются близ экватора и в умеренных широтах южного полушария. Иная картина в северном полушарии. Здесь зимой в умеренных широтах над материками давление сильно повышается и поле низкого давления как бы “разрывается”: оно сохраняется только над океанами в виде замкнутых областей пониженного давления — Исландского и Алеутского минимумов. Но над материками, где давление заметно повысилось, образуются так называемые зимние максимумы: Азиатский (Сибирский) и Северо-Американский (Канадский). Летом в умеренных широтах северного полушария поле пониженного давления восстанавливается. При этом обширная область пониженного давления формируется над Азией — Азиатский минимум.
В тропических широтах — поясе повышенного давления — материки всегда нагреваются сильнее, чем океаны, и давление над ними ниже. Это обусловливает субтропические максимумы над океанами: Северо-Атлантический (Азорский), Северо-Тихоокеанский, Южно-Атлантический, Южно-Тихоокеанский и Индийский.
Иначе говоря, пояса повышенного и пониженного давления Земли, несмотря на крупномасштабные сезонные изменения своих показателей, являются довольно устойчивыми образованиями.
Типы давления: абсолютное давление, избыточное давление, дифференциальное давление
Наравне с температурой давление является одним из наиболее важных параметров, описывающих физическое состояние среды. Давление определяется как сила (FN), постоянно действующая на заданную площадь поверхности (A). Типы давления отличаются друг от друга только по отношению к выбранному эталонному давлению.
Абсолютное давление
Наиболее приемлемым эталонным давлением является нулевое, которое существует в безвоздушном космическом пространстве. Любое давление относительно данного известно как абсолютное давление. Абсолютное давление обозначается как “ abs”, что является сокращением от латинского слова “absolutus”, означающего отдельный, независимый.
Атмосферное давление
Наверное наиболее важным типом давления для жизни на земле является атмосферное давление, pamb (amb = ambiens = окружающий). Это давление образовано массой атмосферы, окружающей землю на высоте примерно до 500 км. До этой высоты, на которой абсолютное давление pabs = 0, его величина постоянно уменьшается. Тем не менее, атмосферное давление подвержено погодным колебаниям, что хорошо нам известно из ежедневного прогноза погоды. На уровне моря pamb в среднем составляет 1013,25 гектопаскаля (ГПа), что соответствует 1013,25 миллибара (мбар). Благодаря “циклонам” и “антициклонам” атмосферное давление может колебаться в пределах, примерно, 5 %.
Дифференциальное давление
Разница между двумя величинами давления p1 и p2 известна как перепад давления Δp = p1 — p2. В случаях, когда разница между двумя значениями представляет собой измеренное значение переменной процесса, говорят о дифференциальном давлении p1,2.
Избыточное (манометрическое) давление
К наиболее часто встречающемуся типу измеряемого давления на технологических объектах относится перепад атмосферного давления, Pe (e = excedens = превышение). Оно представляет собой разницу между абсолютным давлением Pabs и относительным (абсолютным) атмосферным давлением (pe = pabs – pamb), более известное как избыточное или манометрическое давление.
Понятие положительного избыточного давления используют, когда абсолютное давление превышает атмосферное. В противном случае говорят об отрицательном избыточном давлении.
Сокращения в формулах “abs”, “amb” и “e” однозначно указывают на тип измеряемого давления. Эти сокращения относятся в формулах к букве Р, но не к единицам измерения.
Неважно какое давление — абсолютное, избыточное или дифференциальное. С помощью WIKA вы подберете необходимый измерительный прибор для любого типа давления:
Свяжитесь с нами
Вам нужна дополнительная информация? Напишите нам:
Обозначения давления — относительное давление, абсолютное давление, манометрическое давление, вакуум
в обзор — назад — вперед
В физике существуют различные выражения для физической величины «давление». использовал. Они должны быть здесь, чтобы заявить для лучшего понимания:
Абсолютное давление
Давление всегда связано с абсолютным нулем (абсолютный вакуум). А Индикация известного абсолютного давления — это давление окружающей среды.Это стандарт во всем мире с 101325 Па. Все физические уравнения о давлении для нормальной работы с данными об абсолютном давлении. Это также относится к формулам, представленным на эти страницы. Если необходимо различение, на это указывают ярлыки. «(отн.)» для относительного давления и «(абс.)» для абсолютного давления.
Относительное давление
Здесь под давлением понимается текущее давление окружающей среды. По отношению к этому, мы говорим о высоком давлении, когда давление превышает давление окружающей среды или отрицательное давление (или вакуум), когда давление ниже окружающего давление.Это различие также подчеркивается ведущим знаком (например, -50 кПа = вакуум).
В системах APT вы найдете и то, и другое. Таким образом, испытательные давления всегда выражается как относительное давление. Принадлежности регулятора давления указаны автоматически до давления окружающей среды до требуемого испытательного давления в качестве перепад давления. Также индикатор давления всегда относительно давление внешней среды.
Для некоторых устройств (особенно, когда комбинированные устройства для верхнего и нижнего давление) испытательное давление измеряется датчиками абсолютного давления.Здесь, давление указано относительно абсолютного вакуума.
Известной системой измерения абсолютного давления является барометр. Он измеряет преобладающее в настоящее время атмосферное давление относительно абсолютного нуля (вакуум).
Следует также учитывать, что при атмосферном давлении оно может измениться из-за погодных условий. условия или ландшафт (горы, долины) по сравнению со стандартными Технические характеристики. Колебания погоды можно рассчитать с помощью только текущие измерения. При разнице в высоте «Барометрическая высота» формула «должна быть использована.
PSI против PSIA против PSIG: разница между давлением воздуха
С PSI знакомы даже те, кто не работает в сфере технологий или транспорта. По крайней мере, они понимают, что это единица измерения давления. С другой стороны, в некоторых областях требуются точные измерения давления воздуха для различных применений. Для этого требуется нечто большее, чем простая формула. Вот почему полезно понимать разницу между PSI, PSIA и PSIG.
PSI, PSIA и PSIG
PSI, PSIA и PSIG — все это единицы измерения давления. Это способы оценки силы, приложенной к определенной области. Например, внутри шины или двигателя. Однако на этом сходство заканчивается. Различные факторы могут влиять на давление, вызывая потребность в измерениях давления воздуха разных типов.
PSI — этот термин является сокращением от «фунт-сила на квадратный дюйм», обычно относящегося к газу или жидкости. Хотя это базовый ярлык, есть бесконечное множество способов его усложнить.В этом сообщении в блоге мы остановимся на основах и продолжим обращаться к примеру с воздухом в шине. Когда вы накачиваете воздух в шину, молекулы подпрыгивают, оказывая измеримое давление на внутреннюю часть шины.
PSIA — это обозначение относится к PSI Absolute . Это относится к давлению в идеальном вакууме. В вакууме, если бы в шине в нашем примере не было воздуха, измерением было бы 0 фунтов на квадратный дюйм.
PSIG — это термин, используемый для PSI по отношению к атмосферному давлению.PSIG также известен как манометр , давление . Атмосферное давление на уровне моря составляет около 14,7 фунтов на квадратный дюйм, но атмосферное давление на квадратный дюйм всегда равно 0. Принимая это во внимание, значение PSIG для нашей полностью пустой шины будет -14,7. Это потому, что манометр измеряет давление внутри шины по сравнению с атмосферным давлением за ее пределами.
Высота и температура влияют на измерения давления воздуха
Любой, у кого холодным утром спустилась шина или шина была спущена, знает, что температура может влиять на измерения давления воздуха.Вне зависимости от погоды внутри шины остается то же количество молекул воздуха. Однако холодные молекулы движутся медленнее, уменьшая силу, которую они оказывают на внутреннюю часть шины. Результатом является снижение PSIG. В качестве альтернативы, измерения давления воздуха увеличиваются, когда температура повышается, и молекулы перемещаются больше. Обычно такие колебания вызывают изменение только на 1–5 фунтов на кв. Дюйм. Норма составляет около 1 фунта на кв. Дюйм на каждые 10 градусов разницы в температуре. Поэтому, поскольку рекомендуемое давление для ведущих шин составляет 75 фунтов на квадратный дюйм (80 фунтов на квадратный дюйм для шин прицепа), вам следует проверить давление в шинах и отрегулировать его, когда они холодные.Правильное давление в шинах позволяет избежать незапланированных простоев.
Как будто погодных опасений недостаточно, высота также может влиять на давление в шинах. С увеличением высоты атмосферное давление падает. Скорость снижения составляет всего около 0,5 фунта на квадратный дюйм на 1000 футов. Это не так уж и много, если во время путешествия вы не измените высоту более чем на 4000 футов. Это изменение может повлиять на давление в шине почти на 5 фунтов на квадратный дюйм.
Кроме того, когда речь идет о смене высоты, также происходит изменение температуры.На возвышенностях климат обычно более холодный. Иногда разница может достигать 5 градусов на каждые 1000 футов. Это означает, что движение из относительно теплой местности на более низкой высоте в более высокую может повлиять на давление в шинах на 8 или 9 фунтов на квадратный дюйм. Конечно, реальные цифры зависят от того, как далеко вы путешествуете вверх или вниз, и от разницы температур.
PSI, PSIA или PSG: что лучше использовать?
Из измерений давления воздуха PSI, PSIA и PSIG, PSIG является наиболее часто используемым в транспортной отрасли.Это потому, что он лучше всего измеряет давление воздуха в шинах, а также давление охлаждающей жидкости, топлива и масла в двигателях. Автопарки и ремонтные мастерские, работающие в тяжелых условиях, редко используют PSIA, если не требуется изоляционное давление в системе. Однако теперь, когда вы знаете разницу между PSI, PSIA и PSIG, вы можете выбрать наилучшие измерения давления воздуха для выполняемой работы.
единиц давления и преобразования | Химия для неосновных
Цели обучения
- Уметь переводить между разными единицами давления.
Примеры
Сможете угадать, сколько лет этой машине?
Поддержание надлежащего давления воздуха в автомобильной шине дает несколько преимуществ. Поездка более плавная и безопасная, чем при пониженном давлении. Автомобиль экономит топливо, а шины изнашиваются не так быстро. Рекомендуемое давление для этой модели автомобиля (обычно где-то между 32-35 фунтов на квадратный дюйм) обычно указано в руководстве пользователя или проштамповано где-то внутри двери. Давление в шине — это максимальное давление для данной шины, а не рекомендованное.Давление в шинах лучше всего измерять, когда шина холодная, поскольку вождение автомобиля в течение некоторого времени нагревает воздух в шине и увеличивает давление.
Единицы давления и конверсия
Барометр измеряет давление газа по высоте столба ртути. Единицей измерения давления газа является миллиметр ртутного столба (мм рт. Ст.). Единица, эквивалентная мм рт. Ст., Называется торр в честь изобретателя барометра Евангелисты Торричелли. паскаль (Па) — стандартная единица измерения давления.Паскаль — это очень небольшая величина давления, поэтому более полезной единицей измерения повседневного давления газа является килопаскаль (кПа). Килопаскаль равен 1000 паскалей. Другой часто используемой единицей давления является атмосфера (атм). Стандартное атмосферное давление называется давлением 1 атм и равно 760 мм рт. Ст. И 101,3 кПа. Атмосферное давление также часто указывается в фунтах на квадратный дюйм (psi). Атмосферное давление на уровне моря составляет 14,7 фунтов на квадратный дюйм.
Важно уметь переводить между разными единицами давления.Для этого мы будем использовать эквивалентные стандартные значения давления, указанные выше.
Пример задачи: преобразование единиц давления
Измеренное атмосферное давление в горной местности составляет 613 мм рт. Что это за давление в атм и в кПа?
Шаг 1: Составьте список известных количеств и спланируйте проблему.
Известно
- дано: 613 мм рт. Ст.
- 1 атм = 760 мм рт. Ст.
- 101,3 кПа = 760 мм рт. Ст.
Неизвестно
- давление =? банкомат
- давление =? кПа
Используйте коэффициенты преобразования эквивалентных единиц давления для преобразования из мм рт. Ст. В атм и из мм рт. Ст. В кПа.
Шаг 2: Решить.
Шаг 3. Подумайте о своем результате.
Давление воздуха составляет около 80% от стандартного атмосферного давления на уровне моря. Для значимых цифр стандартное давление 760 мм рт.ст. имеет три значащих цифры.
Посмотрите видео, чтобы узнать больше о коэффициентах преобразования:
Основные выводы
Сводка
- Расчеты описаны для преобразования между различными единицами давления.
Упражнения
Практика
Воспользуйтесь ссылкой ниже, чтобы попрактиковаться в расчетах преобразования:
http://www.kentchemistry.com/links/GasLaws/Pressure.htm
Основные выводы
Обзор
Вопросы
- Кто изобрел барометр?
- Один атм = ___ торр?
- 14,7 фунтов на кв. Дюйм = ___ кПа
- 760 мм = ___ psi?
- Давление в автомобильной шине составляет 35 фунтов на квадратный дюйм.Сколько это атмосфер?
Глоссарий
- атмосфера: Общая единица давления. Сокращенно «банкомат».
- паскаль: Стандартная единица давления. Сокращенно «Па».
Фланцы Общие сведения — Номинальное давление-температура ASTM и ASME
Фланцы из кованой стали ASME B16.5 изготавливаются в семи основных классах давления:
150
300
400
600
900
1500
2500
Понятие фланца нравится понятно.Фланец класса 300 может выдерживать большее давление, чем фланец класса 150, потому что фланец класса 300 изготовлен из большего количества металла и может выдерживать большее давление. Однако существует ряд факторов, которые могут повлиять на устойчивость фланца к давлению.
Номинальное давление Обозначение
Номинальное давление для фланцев будет дано в классах.
Класс, за которым следует безразмерное число, обозначает следующие номинальные значения давления и температуры: Класс 150 300 400 600 900 1500 2500.
Для обозначения класса давления используются разные названия. Например: 150 фунтов, 150 фунтов, 150 # или класс 150 — все средства одинаковы.
Но есть только одно правильное указание, и это класс давления, согласно ASME B16.5 номинальное давление является безразмерным числом.
Пример номинального давления
Фланцы выдерживают разное давление при разных температурах. При повышении температуры номинальное давление фланца уменьшается. Например, фланец класса 150 рассчитан на давление примерно 270 фунтов на квадратный дюйм в условиях окружающей среды, 180 фунтов на квадратный дюйм при примерно 400 ° F, 150 фунтов на квадратный дюйм при примерно 600 ° F и 75 фунтов на квадратный дюйм при примерно 800 ° F.
Другими словами, когда давление падает, температура повышается и наоборот. Дополнительным фактором является то, что фланцы могут быть изготовлены из различных материалов, таких как нержавеющая сталь, чугун и высокопрочный чугун, углеродистая сталь и т. Д. Каждый материал имеет разное номинальное давление.
Ниже пример фланца NPS 12 с несколькими классами давления. Как видите, внутренний диаметр и диаметр выступа у всех одинаковые; но внешний диаметр, окружность болта и диаметр отверстий под болт становятся больше с каждым более высоким классом давления.
Количество и диаметр (мм) отверстий под болты:
Класс 150: 12 x 25,4
Класс 300: 16 x 28,6
Класс 400: 16 x 34,9
Класс 600: 20 x 34,9
Класс 900: 20 x 38,1
Класс 1500: 16 x 54
Класс 2500: 12 x 73
Номинальное давление-температура — Пример
Номинальное давление-температура — это максимально допустимое рабочее избыточное давление в барах при температурах в градусах Цельсия.Для промежуточных температур допускается линейная интерполяция. Интерполяция между обозначениями классов не допускается.
Номинальные значения «давление-температура» относятся к фланцевым соединениям, которые соответствуют ограничениям на болтовое соединение и прокладки, изготовленные в соответствии с надлежащей практикой центровки и сборки. Ответственность за использование этих характеристик для фланцевых соединений, не соответствующих этим ограничениям, лежит на пользователе.
Температура, указанная для соответствующего номинального давления, является температурой оболочки компонента, работающей под давлением.Обычно эта температура такая же, как и у содержащейся в ней жидкости. Использование номинального давления, соответствующего температуре, отличной от температуры содержащейся жидкости, является обязанностью пользователя в соответствии с требованиями применимых норм и правил. Для любой температуры ниже -29 ° C номинальное значение не должно превышать номинальное значение, указанное для -29 ° C.
В качестве примера ниже вы найдете две таблицы с группами материалов ASTM и две другие таблицы с номинальными значениями давления и температуры фланцев для этих материалов ASTM ASME B16.5.
| Материалы группы 2-1.1 ASTM | |||
| Номинал Обозначение | Поковки | Отливки | Тарелки |
| C-Si | A105 (1) | A216 Gr.WCB (1) | A515 Группа 70 (1) |
| C Mn Si | A350 Гр. LF2 (1) | A516 Группа 70 (1), (2) | |
| C Mn Si V | A350 Gr.LF6 Класс 1 (3) | A537 Класс 1 (4) | |
| 3½Ni | A350 гр. LF3 | ||
Примечания:
| |||
| Материалы группы 2-2.3 ASTM | |||
| Номинал Обозначение | Поковки | Литой | Тарелки |
| 16Cr 12Ni 2Mo | A182 Gr.F316L | A240 Марка 316L | |
| 18Cr 13Ni 3Mo | A182 Gr.F317L | ||
| 18Cr 8Ni | A182 Gr.F304L (1) | A240 Марка 304L (1) | |
Примечание:
| |||
Давление-температура для материалов группы 2-1.1 ASTM | |||||||
| Температура -29 ° C | 150 | 300 | 400 | 600 | 900 | 1500 | 2500 |
| 38 | 19.6 | 51,1 | 68,1 | 102,1 | 153,2 | 255,3 | 425,5 |
| 50 | 19,2 | 50,1 | 66,8 | 100,2 | 150,4 | 250,6 | 417,7 |
| 100 | 17,7 | 46,6 | 62,1 | 93,2 | 139,8 | 233 | 388,3 |
| 150 | 15.8 | 45,1 | 60,1 | 90,2 | 135,2 | 225,4 | 375,6 |
| 200 | 13,8 | 43,8 | 58,4 | 87,6 | 131,4 | 219 | 365 |
| 250 | 12,1 | 41,9 | 55,9 | 83,9 | 125,8 | 209,7 | 349,5 |
| 300 | 10.2 | 39,8 | 53,1 | 79,6 | 119,5 | 199,1 | 331,8 |
| 325 | 9,3 | 38,7 | 51,6 | 77,4 | 116,1 | 193,6 | 322,6 |
| 350 | 8,4 | 37,6 | 50,1 | 75,1 | 112,7 | 187,8 | 313 |
| 375 | 7.4 | 36,4 | 48,5 | 72,7 | 109,1 | 181,8 | 303,1 |
| 400 | 6,5 | 34,7 | 46,3 | 69,4 | 104,2 | 173,6 | 289,3 |
| 425 | 5,5 | 28,8 | 38,4 | 57,5 | 86,3 | 143,8 | 239,7 |
| 450 | 4.6 | 23 | 30,7 | 46 | 69 | 115 | 191,7 |
| 475 | 3,7 | 17,4 | 23,2 | 34,9 | 52,3 | 87,2 | 145,3 |
| 500 | 2,8 | 11,8 | 15,7 | 23,5 | 35,3 | 58,8 | 97,9 |
| 538 | 1.4 | 5,9 | 7,9 | 11,8 | 17,7 | 29,5 | 49,2 |
| Температура ° C | 150 | 300 | 400 | 600 | 900 | 1500 | 2500 |
Давление-температура для материалов группы 2-2.3 ASTM | |||||||
| Температура -29 ° C | 150 | 300 | 400 | 600 | 900 | 1500 | 2500 |
| 38 | 15.9 | 41,4 | 55,2 | 82,7 | 124,1 | 206,8 | 344,7 |
| 50 | 15,3 | 40 | 53,4 | 80 | 120,1 | 200,1 | 333,5 |
| 100 | 13,3 | 34,8 | 46,4 | 69,6 | 104,4 | 173,9 | 289,9 |
| 150 | 12 | 31.4 | 41,9 | 62,8 | 94,2 | 157 | 261,6 |
| 200 | 11,2 | 29,2 | 38,9 | 58,3 | 87,5 | 145,8 | 243 |
| 250 | 10,5 | 27,5 | 36,6 | 54,9 | 82,4 | 137,3 | 228,9 |
| 300 | 10 | 26.1 | 34,8 | 52,1 | 78,2 | 130,3 | 217,2 |
| 325 | 9,3 | 25,5 | 34 | 51 | 76,4 | 127,4 | 212,3 |
| 350 | 8,4 | 25,1 | 33,4 | 50,1 | 75,2 | 125,4 | 208,9 |
| 375 | 7.4 | 24,8 | 33 | 49,5 | 74,3 | 123,8 | 206,3 |
| 400 | 6,5 | 24,3 | 32,4 | 48,6 | 72,9 | 121,5 | 202,5 |
| 425 | 5,5 | 23,9 | 31,8 | 47,7 | 71,6 | 119,3 | 198,8 |
| 450 | 4.6 | 23,4 | 31,2 | 46,8 | 70,2 | 117,1 | 195,1 |
| Температура ° C | 150 | 300 | 400 | 600 | 900 | 1500 | 2500 |
ПОЛНЫЙ СПИСОК МАТЕРИАЛОВ ASTM
Замечания автора…
150 фунтов — 150 фунтов — 150 # — Класс 150
- LB — это латинское слово libra (весы), обозначающее римскую единицу массы, похожую на фунт.
Полное выражение было librapondo, и «мы» изобрели такие акронимы, как:
lb = один фунт, lbs = дополнительные фунты-фунты, # = Аббревиатура для фунта
Текст ниже взят из World Wide Words и авторских прав © Майкла Куиниона
- Форма lb на самом деле является аббревиатурой латинского слова libra, которое может означать фунт, что само по себе является сокращенной формой полного выражения libra pondo, «вес фунта».Второе слово в этой фразе, кстати, — происхождение английского фунта.
Вы также будете знать Весы как астрологический знак, седьмой знак зодиака. В классические времена это название было дано довольно скучному созвездию, в котором не было особо ярких звезд. Считалось, что это весы или весы, основное значение весов на латыни, поэтому часто сопровождается изображением пары весов.
Весы для фунта впервые встречается в английском языке в конце четырнадцатого века, почти в то же время, когда начали использоваться фунты.Опять же, строго говоря, это был римский фунт в 12 унций, а не более современный из 16. И просто чтобы укрепить мою репутацию в плане тщательного описания, современные метрологи, ученые, изучающие единицы измерения, предпочли бы, чтобы мы не использовали фунты вообще; в научной работе все единицы единичны.
Между прочим, еще одно сокращение от libra стало стандартным символом британского фунта в денежном смысле. В наше время это обычно пишется £, витиеватая форма буквы L, в которой пара перекрестных штрихов (в наши дни часто всего одна) была способом, которым средневековый писец отмечал аббревиатуру.Связь между двумя чувствами фунта, веса и денег, заключается в том, что тысячу лет назад в Англии денежный фунт был эквивалентен стоимости фунта серебра.
Общие сведения о единицах измерения вакуума
Все вакуумметры измеряют показания давления в диапазоне от атмосферного давления до некоторого более низкого давления, приближающегося к абсолютному нулю, что недостижимо. Некоторые манометры считывают полный диапазон, а другие могут считывать только часть диапазона, обычно используемого для очень низких давлений.
Если у вас обычная вакуумная печь, в системе должны быть установлены по крайней мере три головки электронного вакуумметра для контроля уровня вакуума в выбранных местах. Эти измерительные головки отправляют сигналы обратно в систему управления, и показания вакуума используются, чтобы гарантировать правильную работу вакуумных насосов и правильное низкое давление (вакуум) в технологической камере для конкретного процесса. Для многих случайных наблюдателей показания и названия используемых единиц измерения похожи на иностранный язык, и это вполне может быть связано с тем, что многие названия были получены в Европе.Давайте посмотрим на различные единицы измерения вакуума, используемые во всем мире, и на то, откуда пришли их названия.
Рис. 1 Пустота Торричелли.Торричелли, Паскаль и ртутный барометр
Понимание того, что существует давление ниже окружающего атмосферного давления, началось примерно в 1640-х годах в Италии. В 1643 году Торричелли разработал ртутный барометр (химический символ Hg). Он обнаружил, что атмосферное давление поддерживает столб ртути высотой около 30 дюймов в стеклянной трубке с одним закрытым концом.(Рис. 1) Его исследования были разработаны на основе предыдущих экспериментов Гаспаро Берти с использованием воды в качестве жидкости. Использование ртути (которая тогда еще не считалась опасным материалом) сделало оборудование намного более компактным из-за того, что относительная плотность ртути в 13,95 раза больше, чем у воды. Торричелли взял длинную стеклянную трубку с одним закрытым концом и наполнил ее ртутью. Затем он закрыл открытый конец и перевернул трубку в емкость с ртутью. Когда крышка была снята, возможно, кончиком пальца, уровень ртути внутри трубки упал до тех пор, пока он не стабилизировался на уровне, близком к 30 дюймам выше уровня ртути в контейнере.Открытый объем в верхней части стеклянной трубки был предметом многочисленных дискуссий в то время, потому что никто не знал, есть ли что-нибудь в той «торричеллианской пустоте», как она стала известна. К сожалению, Торричелли умер всего через четыре года после эксперимента с ртутным барометром, и я часто задавался вопросом, могло ли быть связано отравление ртутью.
Рис. 2 Простой ртутный датчик.Блез Паскаль был еще одним ранним ученым, жившим во Франции. В 1647 году, услышав о ртути Торричелли в демонстрации закрытой трубки, он показал, что высота столба ртути варьируется на разных высотах, сняв показания в нескольких точках на холме рядом с его домом.
Вакуумметры ртутные
На основе этого барометра можно разработать простой ртутный вакуумметр, который показывает уровень давления как линейное измерение, разность между уровнями ртути в контейнере и в стеклянной колонке.
Например, если закрытую стеклянную трубку на рис. 1 заменить градуированной трубкой с открытым концом, на которой установлены запорный клапан, впускной клапан и сопло, теперь можно подсоединить верхнюю часть трубки. вакуумным шлангом к вакуумному насосу.(Рис. 2) Первоначально при открытых запорных и воздухозаборных клапанах и выключенном вакуумном насосе уровень ртути в стеклянной трубке будет на том же уровне, что и остальная часть ртути в контейнере. Вся система находится под атмосферным давлением. Когда запорный и впускной клапаны закрыты, а вакуумный насос включен, вакуумная линия откачивается от вакуумного насоса до запорного клапана. В этот момент уровень ртути в стеклянной трубке и посуде не изменится. Трубка все еще находится под атмосферным давлением, но из-за закрытых клапанов теперь в ней находится захваченный объем воздуха.Когда запорный клапан медленно открывается, газ будет двигаться из стеклянной трубки в сторону более низкого давления на стороне вакуумного насоса клапана, и давление в стеклянной трубке упадет. Когда давление в стеклянной трубке падает, атмосферное давление, действующее на ртуть в контейнере, выталкивает ртуть внутрь трубки из-за разницы давлений. Градуировка на боковой стороне трубки покажет вам уровень вакуума.
Если бы это была реальная демонстрация, нам бы теперь нужно было закрыть систему.Сначала закрывается запорный клапан, изолирующий вакуумный насос от измерительной трубы; Затем можно отключить вакуумный насос. Затем, когда клапан впуска воздуха медленно открывается, воздух поступает в измерительную трубку, и уровень ртути в чашке упадет до исходного уровня. Наконец, следует открыть запорный клапан, чтобы позволить входной стороне вакуумного насоса вернуться к атмосферному давлению.
Рис. 3 Шкала от 0 до 30 дюймов рт. Ст.Этот простой датчик измеряет разницу в уровнях ртути от 0 дюймов при атмосферном давлении до 29.92 дюйма ртутного столба при максимально возможном вакууме. Эта шкала используется до сих пор и обычно отображается как шкала от 0 до 30 дюймов ртутного столба на манометрах, таких как индикаторы Бурдона. Другие единицы измерения стали более популярными из-за необходимости измерять очень низкие давления, которые не могут быть решены по шкале от 0 до 30.
Блоки измерения вакуума
За прошедшие годы я обнаружил некоторую путаницу, говоря о «вакуумных установках». В некоторых частях англоязычного мира «агрегат» — это также то, что другие называют «системой», поэтому «вакуумный агрегат» для них — это вакуумный насос с установленными на нем некоторыми клапанами и другими компонентами.Теперь я осторожно говорю «единицы измерения вакуума», пытаясь сделать это понятнее для всех. Из первоначальных экспериментов Торричелли мы уже узнали о двух блоках измерения вакуума, но здесь я включаю еще один, с которым также знакомо большинство читателей без вакуума. Во всех случаях ноль представляет собой абсолютное нулевое давление (недостижимое даже в космическом пространстве), а число представляет собой стандартное атмосферное давление в указанных единицах измерения.
Рис. 4 Пример шкалы «микрон».1) Абсолютные фунты на квадратный дюйм (psia) по шкале от 0 до 14.7
2) Дюймы ртутного столба (Hg) по шкале от 0 до 30 и метрический эквивалент
3) Миллиметры ртутного столба по шкале от 0 до 760 (миллиметр = 1/1000 th метра)
Здесь следует проявлять осторожность, поскольку исходная ртуть в трубчатом вакуумметре измеряет пониженное давление (вакуум) от атмосферного давления вниз до нулевого давления, но числа на шкале читаются от 0 до максимального значения 30. Это называется «Манометрическое давление» и будет варьироваться в зависимости от атмосферного давления.Механические вакуумметры, такие как циферблатный индикатор Бурдона (рис. 3), показывают от «нуля» при атмосферном давлении до полного вакуума 30 дюймов ртутного столба. По мере того, как давление падает (или падает), значение вакуума увеличивается (или увеличивается). Датчик Бурдона, показанный на рисунке 3, еще больше сбивает с толку, показывая дюймы ртутного столба как отрицательные числа. Не может быть отрицательного давления; это всегда положительное давление, но ниже атмосферного.
Низкое давление эквивалентно высокому вакууму и наоборот.Когда вы пишете о вакуумной технологии или вакуумных системах, важно последовательно использовать термины давления или вакуума, а не использовать и то, и другое. Обычно предпочтительнее выражать все в терминах давления.
Рис. 5 Шкалы мбар и торр.Шкала от 0 до 30 дюймов рт. Ст. Не позволяет точно измерить низкое давление, создаваемое механическими вакуумными насосами с масляным уплотнением, но метрический эквивалент от 0 до 760 мм рт. деления на шкале.Однако, когда мы начинаем говорить о шкале в миллиметрах ртутного столба, мы также читаем вакуумметры как абсолютное давление, а не как манометрическое давление. Показания абсолютного давления начинаются с нуля, представляющего «абсолютный ноль» давления, и до 760, представляющего стандартное атмосферное давление в случае миллиметров шкалы Hg.
По мере того, как вакуумные насосы становились более эффективными, возникла необходимость иметь меньшую единицу измерения вакуума, чем мм рт. Ст. Это стало возможным только после изобретения электронных вакуумметров, потому что на линейной шкале невозможно увидеть деления миллиметра.Мм ртутного столба был разделен на 1000 более мелких частей, которые были названы микронами. Слово микрон означает одну миллионную часть метра. В некоторых отраслях промышленности используются электронные вакуумметры, которые измеряют в микронах, например, от 1000 до 0 микрон, что будет таким же, как от 1 до 0 мм рт. (См. Рис. 4)
В 1970-х годах ученые решили, что они не хотят измерять низкие давления линейными измерениями, такими как микроны и миллиметры. В честь Торричелли миллиметр ртутного столба переименовали в торр.Символ для единицы измерения вакуума торр — это торр, который обычно пишется с заглавной буквы для метрических единиц, полученных из названий. Это дает нам единицы измерения вакуума:
Рис. 6 Мощность 10.4) Торр и стандартное атмосферное давление = 760 Торр, а для меньших измерений
5) MilliTorr или mTorr, где 1 mTorr = 1/1000 от 1 Torr
В Европе, где большинство показателей измеряется в метрических единицах, обычно используется единица измерения вакуума миллибар или мбар.
6) Миллибар, символ мбар, где 1 мбар = 1/1000 бара, а стандартное атмосферное давление составляет 1013,25 мбар
Барная шкала, где 1 бар = 1000 мбар, является очень простой шкалой. Выбор 1013,25 мбар в качестве стандартного атмосферного давления был, очевидно, выбран потому, что это было типичное атмосферное давление в Париже.
Метрическая группа стандартов System Internationale (SI), базирующаяся в Париже, или Международная организация по стандартизации (ISO) также обозначила вакуумную единицу SI, основанную на метрической силовой единице Ньютон / квадратный метр (Н / м 2 ).Имя, выбранное для этой единицы измерения вакуума, было Паскаль, еще один ученый 1640-х годов.
7) Паскаль, символ Па, где стандартное атмосферное давление составляет 101,325 Па. Обратите внимание, что 101,325 Па в 100 раз больше, чем 1013,25 мбар, поэтому 1 мбар = 100 Па.
Рис. 7 Цифровое считывание вакуума.Отчасти из-за того, что соотношение между 760 Торр и 1013 мбар составляет от 3 до 4, что упрощает преобразование, и при низких давлениях разница почти незаметна (см. Рис. 5), мбар остается популярным термином измерения, даже несмотря на то, что Паскаль всегда используется в научных статьях.Я уверен, что со временем единица измерения вакуума Паскаль в системе СИ будет все больше использоваться в Европе, даже если торр останется основной единицей измерения вакуума в США. В течение многих лет в Канаде я обнаружил, что единицы измерения торр и мбар использовались из-за влияния вакуумного оборудования американского и европейского производства. Конечно, сегодня многие электронные вакуумметры можно просто переключить, чтобы выбрать блок измерения вакуума, который хочет видеть пользователь.
Еще одно важное различие в считывании «калибровочных» шкал и «абсолютных» шкал — это изменение шкалы с линейной на логарифмическую.Если вы попытались использовать линейную шкалу торр от 0 до 760, а затем разделить каждое деление торра на миллиторр, вам понадобится увеличительное стекло или лучше, чтобы увидеть любое показание, если оно вообще есть. Благодаря использованию логарифмической шкалы каждая секция шкалы имеет хорошее разрешение, позволяющее точно отсчитывать значения шкалы. Например, от 760 до 100, от 100 до 10, от 10 до 1, от 1 до 0,1, от 0,1 до 0,01, от 0,01 до 0,001 в случае датчиков конвекции и Пирани. См. Шкалы торра и мбар на рис. 5. Обе шкалы показывают четыре декады давления и легко читаются в каждой декаде шкалы.
С переходом от линейной шкалы к логарифмической и увеличением количества небольших единиц измерения вакуума для считывания, числа на шкале также были изменены, чтобы использовать научную нотацию. Это делает аналоговые весы менее загроможденными цифрами. Большинство читателей знакомы с положительной научной записью «степени десяти», где 10 2 = 100 и 10 3 = 1000 и т. Д., Поскольку квадрат числа может указывать площадь, а куб числа может указывать объем, но отрицательные степени десяти не всегда легко понять.Проще говоря, отрицательная степень десяти представляет, на сколько разрядов влево переместилась десятичная запятая, поскольку числа становятся меньше от 1,0 каждое десятилетие. (См. Рис.6)
Многие современные манометры теперь являются цифровыми, а не аналоговыми, и они автоматически показывают десятилетие давления, а также указывают выбранную вами единицу измерения вакуума. (См. Рис.7)
В различных применениях вакуума в промышленности и науке, как правило, используются любимые единицы измерения вакуума, но из этого обсуждения мы можем увидеть взаимосвязь между ними.
Каталожные номера:
Ссылки: Sparnaay, M.J. Приключения в вакууме, 1992 г. Издано Северной Голландией, Нидерланды.
Технические учебные материалы, разработанные автором.
Copyright Ховард Тринг, ООО «Тринг Энтерпрайзис». Консультации по вопросам вакуума и низкого давления.
Основы вакуума — Журнал Fluid Power
Ричард Труп, CFPS
Вакуум часто кажется загадкой или «черным искусством», но на самом деле вакуум — это довольно просто.Когда мы говорим о вакууме, мы говорим о работе в области давления ниже атмосферного (14,7 фунта на квадратный дюйм абсолютного давления на уровне моря) вместо давления выше атмосферного. Те же принципы и законы, которые работают в пневматике, такие как закон Паскаля и закон Бойля, в равной степени применимы и к вакууму.
Атмосферное давление
Вес различных слоев атмосферы, удерживаемых силой тяжести по отношению к Земле, достаточен для образования примерно 14,7 фунта на квадратный дюйм на уровне моря. Естественно, что с увеличением высоты атмосферное давление падает ( рис.1 ).
Вакуум, абсолютное и избыточное давление
Чтобы понять измерение вакуумного давления, сначала необходимо понять разницу между абсолютным давлением (PSIA) и манометрическим давлением (PSIG). Хотя PSIA и PSIG немного отличаются, это два метода измерения давления, разница в которых является отправной точкой. Измерение абсолютного давления начинается с идеального вакуума (без молекул воздуха), а манометрическое давление начинается с атмосферного давления ( Рис.2 ).
Как указывалось ранее, вакуум определяется как область давления между P1 и P0. Чтобы измерить абсолютное давление (PSIA), мы начинаем с P0 и часто поднимаемся до P1 (14,7 фунтов на кв. Дюйм или 0 фунтов на кв. Дюйм) и переходим в диапазон положительного давления. Положительное давление (P +) может быть выражено в манометрическом давлении (PSIG) или абсолютном давлении (PSIA). Просто добавьте 14,7 фунтов на кв. Дюйм к манометрическому давлению, чтобы определить абсолютное давление.
Весы вакуумные
Давление вакуума часто называют «отрицательным давлением» или «давлением ниже атмосферного».«В зависимости от отрасли и области применения для измерения вакуума используется несколько различных шкал. Обозначение «мбар» используется в метеорологии для обозначения мельчайших изменений атмосферного давления. Обозначение «-inHg» часто используется для обозначения уровня давления, доступного для приложений выдержки и погрузочно-разгрузочных работ. «Торр» и «-мм рт. Ст.» Разделяют одну атмосферу (14,7 фунт / кв. Дюйм) на 760 частей, но Торр начинается при абсолютном вакууме и увеличивается до атмосферного давления, а –мм рт. Инжир.3 ). Измерение вакуума также можно выразить с помощью шкалы абсолютного давления (0–14,7 фунтов на кв. Дюйм).
Всасывание
Пылесос не всасывает. Воздух и пыль вдавливаются в пылесос под действием более высокого атмосферного давления ( Рис. 4 ).
Погрузочно-разгрузочные работы
Вакуум широко используется при транспортировке материалов из-за его способности обрабатывать широкий диапазон размеров деталей и материалов без необходимости их механической герметизации.Приложения по транспортировке материалов включают, но не ограничиваются ими, штабелирование, разборку из штабелей, укладку на поддоны, разгрузку с поддонов и подбор и размещение ( Рис. 5 ). Материалы, с которыми можно работать с вакуумом, варьируются от листового металла и пластика до картона и даже дерева. Одним из основных преимуществ использования вакуума является то, что только мягкий упругий материал (вакуумный стакан) действительно касается детали, уменьшая или устраняя потенциальную маркировку детали или повреждение контейнера.
Вакуум и гидравлика
Понимание вакуума важно для всех, кто работает с гидравликой.Если гидравлический насос не имеет затопленного впускного отверстия (резервуар над насосом), действуют принципы вакуума. Когда насос забирает жидкость из резервуара, расположенного ниже, он создает разрежение на входе насоса. Затем более высокое атмосферное давление заставляет жидкость подниматься во вход насоса. Если уровень вакуума, необходимый для втягивания жидкости во вход насоса, является чрезмерным, пузырьки воздуха будут вытягиваться из жидкости, и возникнет кавитация, поскольку пузырьки схлопываются внутри насосных камер под давлением.
Создание вакуума
За прошедшие годы промышленность разработала множество методов создания вакуума. Ниже показаны некоторые из наиболее распространенных методов, используемых в промышленности.
Воздуходувки
См. Рис.6 .
Механические вакуумные насосы
В механических вакуумных насосахиспользуются технология и принципы (закон Бойля), аналогичные тем, которые используются в воздушных компрессорах ( рис. 7 ).
Вакуумные насосы с пневматическим приводом
Насосы с пневматическим приводом работают по принципу Бернулли.Этот принцип описывает теорему о том, что если воздух проходит через датчик, расположенный внутри полой трубки, он создает пониженное давление, продавливая сжатый воздух через ограничивающее отверстие в канал. Когда сжатый воздух проходит через отверстие, он расширяется, увеличивая свою скорость, прежде чем попадет в секцию канала. Следовательно, сразу за отверстием создается область отрицательного давления (вакуума).
Одноступенчатые эжекторы
См. рис.8 .
Многоступенчатые эжекторы
По мере совершенствования технологии Вентури производители смогли оптимизировать конструкцию Вентури для достижения высокого расхода, низкого уровня вакуума и более высокого уровня вакуума при еще меньшем потоке сжатого воздуха.Современный многоступенчатый эжектор объединяет несколько сопел вместе, чтобы обеспечить хорошее сочетание высоких потоков и относительно высоких уровней вакуума ( рис. 9 ).
Вакуумные чашки
Требования к подъемной силе и энергии (, рис. 10 и 12, ): из-за значительного увеличения времени вытягивания и требований к энергии для достижения уровней вакуума выше среднего (-15-18 ″ ртутного столба) обычно рекомендуется использовать больше или больше вакуумных чашек для достижения большей общей площади поверхности (если позволяет применение), что позволит использовать более низкие уровни вакуума (ниже -18 ″ ртутного столба) при сохранении той же подъемной силы.Теоретическая подъемная / удерживающая сила вакуумного стакана определяется как F = (V x A x 0,491) / SF.
Где:
F = сила в фунтах
V = уровень вакуума –дюймы ртутного столба
A = площадь чашки
SF = коэффициент безопасности
A = фактическая поверхность , площадь (не диаметр) чашки в квадратных дюймах в сложенном состоянии . Обычно коэффициент безопасности составляет от => 2.
Предпочтительный метод выбора вакуумных чашек заключается в использовании каталога производителя, в котором указаны подъемная сила различных вакуумных чашек при разных уровнях вакуума, а также их возможности поперечной силы, основанные на реальных испытаниях.(См. Формулу для определения диаметра чашек Рис. 11 .)
Боковые силы
Всегда учитывайте боковые и подъемные силы на вакуумном стакане, особенно если нагрузка будет иметь вертикальную ориентацию или если нагрузка будет горизонтальной, но быстро передается при наличии сил ускорения и замедления ( Рис. 13 ).
Централизованные против децентрализованных систем
Централизованная вакуумная система предлагает простой насос, фильтр и вакуумный переключатель ( Рис.14 ).
Децентрализованная система
Децентрализованная вакуумная система ( Рис. 15 ) использует несколько небольших индивидуальных генераторов вакуума, часто по одному на каждую вакуумную камеру. Когда подъемные устройства представляют собой потенциальную опасность, например, большие, тяжелые или острые предметы, децентрализованная система обеспечивает дополнительную безопасность за счет избыточности. Децентрализованная система обычно имеет два или более вакуумных насоса и несколько зон с вакуумным колпаком. При обращении с большими, тяжелыми или острыми предметами общепринятая практика заключается в том, чтобы шатать чашки, а затем увеличивать размеры чашек и насосов, чтобы даже если одна зона не удерживается, оставшаяся зона (зоны) все равно будет иметь достаточную подъемную силу для надежно удерживайте деталь.Новейшей версией децентрализованных систем является «вакуумный захват», который обеспечивает избыточность и удобство использования генератора вакуума, чашки и монтажного устройства в одном компактном цельном блоке.
Другие области применения пылесоса
- Испарение
- Сушка
- Дегазация
- Смешивание
- Патрон (удерживающие детали)
Лучшие практики для вакуумных систем
Соображения по внедрению передовых практик для вакуумных подъемных / удерживающих систем:
- Фильтрация. Фильтры обычно рекомендуются между вакуумной чашкой и источником вакуума. Используйте фильтр, рекомендованный для работы с вакуумом, чтобы минимизировать падение давления. Увеличьте размер фильтра, если вы ожидаете значительного загрязнения. Для вакуумных насосов с приводом от сжатого воздуха подайте чистый, сухой воздух. Обычно рекомендуется использовать воздушный фильтр вместе с коалесцирующим фильтром, если есть какое-либо масляное загрязнение в линии подачи. Некоторые вакуумные чашки доступны с внутренними сетками для грубой фильтрации стружки.Если используются чашки с сетками, рекомендуется настроить контур для продувки сеток и чашек воздухом каждый цикл.
- Преобразователи вакуума. Предпочтительными методами контроля уровня вакуума (особенно с чем-либо, что может представлять угрозу безопасности) может быть вакуумный переключатель или датчик, обеспечивающий достижение адекватного уровня вакуума перед попыткой любого подъема или удержания деталей для обработки. Точка подключения манометра или реле вакуума должна быть как можно ближе к вакуумной чашке (ам) для достижения наиболее точных показаний.
- Ручной мониторинг: В дополнение к любым переключателям или датчикам добавьте вакуумметр на хорошо видимом месте, чтобы обеспечить легкий визуальный мониторинг вакуумной системы.
- Линейные размеры. Размер линии чрезвычайно важен для вакуума, в большей степени, чем линии давления, поскольку с вакуумом мы обычно работаем при давлении менее 14,7 фунтов на квадратный дюйм. Если соединители и проводники слишком малы, падение давления вызовет соответствующее уменьшение доступного давления вакуума и уменьшение удерживающей силы.Если линии слишком большие, время цикла будет потеряно из-за необходимости откачать избыточный объем.
Автор благодарит Piab.com за предоставленные иллюстрации к этой статье.
Tagged базовое руководство, гидравлика, погрузочно-разгрузочные работы, вакуум
Понимание атмосферного давления при ураганах
Как атмосферное давление влияет на силу урагана
Вы когда-нибудь замечали, как внимательно метеорологи и прогнозисты ураганов следят за давлением ураганов во время шторма?
Есть очень веская причина для их беспокойства: чем ниже барометрическое давление, тем сильнее шторм.
Мы, сидящие в кресле метеорологи, склонны сосредотачиваться на обозначении категории циклона или самой высокой скорости ветра. Тем не менее, специалисты по погоде знают, что шкала давления урагана показывает, ослабляется или усиливается ураган.
Что такое барометрическое давление?
Обычно мы думаем о воздухе как о невесомости. Это неправда. Газы, составляющие нашу атмосферу, действительно имеют вес, поскольку сила тяжести Земли действует на атмосферу.
Когда акробаты поднимаются все выше и выше, человек, находящийся внизу формации, ощущает все больший и больший вес.Так и с воздухом. Внешняя атмосфера оказывает давление на ближайшие к Земле молекулы газа, сжимая воздух внизу своей массой. Молекулы газа в воздухе сжимаются ближе друг к другу, делая воздух плотнее и тяжелее.
Давление воздуха, также называемое барометрическим давлением, показывает, как смещается вес атмосферы наверху.
Падение атмосферного давления обычно означает надвигающийся шторм, который наступит в течение следующих 12–24 часов. Чем дальше падает барометрическое давление, тем сильнее шторм.
Давление воздуха измеряется барометром.
Единицы измерения барометра называются миллибарами, что означает атмосферную силу, действующую на один квадратный метр поверхности.
По мере того, как местность поднимается над уровнем моря, атмосферное давление также повышается, поскольку молекулы газа в воздухе становятся менее плотными.
Ученые считают 1013,2 мбар нормальным давлением воздуха на уровне моря в безветренный день.
Барометрическое давление урагана
Метеорологи измеряют не только интенсивность, но и цикличность тропических явлений по падению или повышению атмосферного давления и скорости ветра.
Если барометрическое давление увеличивается, циклон может терять прочность или проходить цикл реорганизации.
Поочередно, если давление падает, шторм усиливается, набирает силу и скорость ветра.
Следовательно, чем ниже атмосферное давление ураганов, тем выше скорость ветра и тем опаснее шторм.
Самое низкое давление ураганов
Вот наименьшее давление нескольких самых печально известных ураганов:
- В 2005 году ураган WILMA достиг самого низкого барометрического давления, когда-либо зарегистрированного во время урагана в Атлантическом бассейне: 882 миллибара.
- В 1988 году ураган GILBERT достиг одного из самых низких значений давления урагана — 888 мбар.
- В 1935 году ученые зафиксировали ураган ТРУДОВЫЙ ДЕНЬ при низком давлении 892 мбар.
- Ураган ALLEN обрушился на Техас в 1980 году после падения до 899 миллибар.
- В 2005 году ураган RITA, , нанесший серьезный ущерб Техасу, опустился до 895 миллибар в самой низкой точке.
- Также в 2005 году ураган KATRINA нанес ущерб Новому Орлеану и побережью Мексиканского залива, в результате чего на диаграмме атмосферного урагана давление достигло 902 мбар.Когда KATRINA совершила свой второй выход на берег, ее уровень все еще составлял 920 миллибар.
- Ураган CAMILLE также достиг одного из самых низких значений давления урагана в 900 мбар в 1969 году.
- В 1992 году во Флориде обрушился ураган ANDREW , обрушившийся на сушу ураганом 5-й категории. Самое низкое показание давления гигантского шторма упало до 922 мбар.
- Южный Техас все еще находится на стадии очистки после того, как ураган HARVEY врезался в штат Одинокая звезда при давлении 938 миллибар.
- Еще одним ударом по шкале давления урагана стал барометрический показатель Hurricane IRMA , равный 914 мбар, при продолжительном ветре со скоростью 185 миль в час с порывами до 225 миль в час.
- В 2012 году ураган SANDY , получивший название «супершторм» из-за его огромных размеров, зафиксировал минимальное барометрическое давление в 940 мбар.
Категории урагана
Итак, какие категории ураганов?
Метеорологи дают обозначения категорий ураганов на основе их устойчивых скоростей ветра .
Эксперты не учитывают шкалу давления урагана при обозначении категории шторма. Однако самое низкое давление урагана напрямую влияет на силу шторма.
Как мы заявляли ранее, чем ниже атмосферное давление шторма, тем выше скорость ветра. Следовательно, чем сильнее и опаснее становится шторм.
Приведенная здесь диаграмма показывает устойчивые скорости ветра, которые определяют категории ураганов в Атлантике.
Выветривание: бури будущего
К сожалению, NOAA прогнозирует еще один сезон активных ураганов на 2021 год.
Фактически, текущее исследование, опубликованное NOAA, показывает, что мы можем ожидать следующего увеличения активности ураганов в будущем:
- Повышение уровня моря, что приводит к усилению прибрежных наводнений во время ураганов
- Повышенное количество ураганных осадков, вызывающее повышенную обеспокоенность наводнениями
- Более интенсивный ураган, вызванный повышением глобальной температуры
- Более катастрофические штормы категорий 4 и 5, чем в прошлом
Создание более прочных сооружений для борьбы с более сильными штормами
Очевидно, что разрушительные последствия недавних ураганов требуют более строгих строительных норм и правил и более прочных конструкций.