Что называют абсолютным давлением

Виды давления. Абсолютное, избыточное и вакууметрическое давление

В самых разнообразных областях техники и науки, в самых разных технических приборах и сооружениях требуется проводить измерения давления жидкостей или газов. В зависимости от назначения инженеры должны иметь возможность проводить измерения давления и использовать соответствующие единицы для точного отображения этих показаний, а также уметь правильно или оперировать.

Единицы измерения давления

Абсолютное значение

Абсолютное давление ─ это истинное давление жидкостей, паров или газов, которое отсчитывается от абсолютного нуля давления (абсолютного вакуума).

Избыточное давление

Разность между абсолютным давлением p и атмосферным давлением p_а называется избыточным давлением и обозначается р_изб:

h_п в этом случае называется пьезометрической высотой, которая является мерой избыточного давления.

На рисунке показан закрытый резервуар с жидкостью, на поверхности которой давление p_0. Подключенный к резервуару пьезометр П (см. рис. ниже) определяет избыточное давление в точке А.

Абсолютное и избыточное давления, выраженные в атмосферах, обозначаются соответственно ата и ати.

Вакууметрическое давление

Вакуумметрическое давление, или вакуум, — недостаток давления до атмосферного (дефицит давления), т. е. разность между атмосферным или барометрическим и абсолютным давлением:

где h_вак — вакуумметрическая высота, т. е. показание вакуумметра В, подключенного к резервуару, показанному на рисунке ниже. Вакуум выражается в тех же единицах, что и давление, а также в долях или процентах атмосферы.

Из выражений последних двух выражений следует, что вакуум может изменяться от нуля до атмосферного давления; максимальное значение h_вак при нормальном атмосферном давлении (760 мм рт. ст.) равно 10,33 м вод. ст.

Инфографика для лучшего запоминания и понимания.

Вильнер Я.М. Справочное пособие по гидравлике, гидромашинам и гидроприводам.

Источник

Абсолютное давление: формула, как рассчитывается, примеры, упражнения

Содержание:

В абсолютное давление это то, что измеряется по сравнению с абсолютным вакуумом, поэтому это всегда положительная величина. В этом есть смысл, поскольку в вакууме нет силы, оказывающей влияние, и, следовательно, нет давления.

С другой стороны, относительное давление всегда измеряется по отношению к другому давлению, которое берется за эталон, наиболее обычным из которых является давление, создаваемое газовой массой, окружающей Землю: нашей атмосферой, поскольку мы всегда ей подвержены.

По этой причине большинство инструментов, используемых для измерения давления, называются манометры, откалиброваны так, чтобы ноль точно соответствовал указанному атмосферному давлению.

Атмосферное давление определяется как сила на единицу площади, оказываемая земной атмосферой, с использованием паскалей в качестве единицы измерения давления в Международной системе измерения СИ, как для атмосферного, так и для любого другого давления.

Например, при использовании таких приборов, как манометр в шинах, мы фактически измеряем разницу между давлением в шинах и атмосферным давлением. Однако есть также инструменты для измерения абсолютного давления,барометры.

Пусть P_ab абсолютное давление, P_{банкомат} стандартное атмосферное давление (на уровне моря) и P_{мужчина} (или по-английски P_датчик) измеренное манометром, соотношение между ними будет:

Как рассчитывается абсолютное давление?

Поскольку барометры являются приборами для измерения абсолютного давления, это иногда называют барометрическое давление. Его очень легко вычислить, даже если у вас нет барометра, поскольку достаточно добавить к манометрическому давлению значение стандартного атмосферного давления.

Следует уточнить, что атмосферное давление варьируется в зависимости от места на Земле, где оно измеряется, поскольку оно зависит от высоты, температуры и других климатических условий. Стандартное значение P_{банкомат} в паскале оно составляет 101325 Па, обычно оно колеблется в диапазоне приблизительно от 96000 до 105000 Па.

Если какая-либо жидкость имеет манометрическое давление 65000 Па, скажем, по отношению к атмосферному давлению, это означает, что ее абсолютное давление согласно предыдущему уравнению:

п_пресс = 65000 + 101325 Па = 166325 Па.

— Измерение атмосферного давления

В своем знаменитом эксперименте Торричелли наполнил трубку ртутью длиной более 762 мм и, удерживая один из ее концов открытым, перевернул ее в открытый контейнер, также заполненный ртутью.

Ученый заметил, что столб жидкости всегда поднимался на определенную высоту h, оставляя наверху вакуум, за исключением присутствия небольшого количества паров ртути.

Указанная высота h пропорциональна давлению P в основании столба жидкости:

п_{банкомат} = γ_Hg x h = 13600 x 9,8 x 0,760 Па = 101293 Па.

— Агрегаты атмосферного давления

Другие значения атмосферного давления в различных единицах измерения: 1,013 бар = 1013 мбар = 14,70 фунт / дюйм. 2 (фунтов на квадратный дюйм или psi, единица общего пользования в англоязычных странах).

Существует также единица измерения, которая принимает свое значение в качестве эталона и называется точно атмосфера, так что 1 атмосфера (сокращенно банкомат) эквивалентно 101293 Па.

Атмосферное давление также может быть выражено непосредственно в мм рт.ст., единицах, известных теперь как торр, по имени Евангелисты Торричелли.

Высота столбика ртути различается в зависимости от местоположения, поэтому возникают разные значения P_{банкомат}. Например, в некоторых городах Латинской Америки, расположенных на разной высоте над уровнем моря:

Примеры

— Живые существа на Земле приспособлены к атмосферному давлению, которое является абсолютным давлением, вызванным весом газов, составляющих атмосферу. Поэтому, хотя мы не воспринимаем это как силу, действующую на нас, такое давление существует и необходимо для поддержания жизни, какой мы ее знаем.

— Понятие абсолютного давления постоянно используется при изучении климата и атмосферы Земли, а также при проектировании барометров.

Решенные упражнения

— Упражнение 1

Манометр подсоединяется к камере, давая измерение 24 кПа в месте, где атмосферное давление составляет 92 кПа. Какое абсолютное давление в камере?

Решение

Используя уравнение: P_ab = P_{банкомат} + P_{мужчина} и подставляемые значения:

п_ab = 92 кПа + 24 кПа = 116 кПа = 116000 Па

— Упражнение 2.

Для большинства повседневных задач, таких как измерение давления в шинах или компрессии двигателя, эталонный уровень давления 0 принимается за атмосферное давление.

Таким образом, когда манометр в шинах показывает 32 фунта на квадратный дюйм, это относительное давление. Какое в этом случае абсолютное давление в шине?

Решение

Принимая стандартное значение 14,7 фунтов на квадратный дюйм, абсолютное давление в шине составляет:

п_пресс = 32,0 фунта / кв. Дюйм + 14,7 фунта / кв. Дюйм = 46,7 фунта / кв. Дюйм 46,7 фунта / дюйм 2

Ссылки

Амфетамины: характеристики и побочные эффекты

Источник

Что значит абсолютное давление? Чем отличается от относительного (видимо)

Давление является важной физической величиной, описывающей поведение жидких и газообразных сред в системах контроля технологических процессов. Датчики давления дают информацию о давлении сжатого воздуха, газа, пара, масла и других веществ, обеспечивая надлежащее протекание контролируемого процесса и предупреждая аварийные ситуации.

Наиболее часто встречающиеся измерения давления подразделяются на: измерение абсолютного давления (ДА), избыточного (ДИ), вакуумметрического (ДВ), разности давлений (ДД).

Абсолютное давление Р – полное давление, под которым находится жидкость (газ, пар). Оно равно сумме давлений избыточного Ри и атмосферного Ра

т.е. избыточное давление равно разности между абсолютным давлением, большим атмосферного и атмосферным давлением.

Вакуумметрическое давление (разрежение, вакуум) – разность между атмосферным давлением и абсолютным давлением меньше атмосферного:

Единицы измерения давления:
кПа
бар
атм
кгс/см2
мм.рт.ст.при 0 оС
мм.вод.ст.при 4оС
фунт/дюйм

На самом деле, действительно, закипит. Но, если при очень низкой температуре (для понимания)

Абсолютное давление – это истинное или полное давление, величина, измеренная относительно полного вакуума. Данный параметр состояния исчисляется, как отношение силы, действующей на поверхность, к общей площади этой поверхности, или как сумма значений манометрического и атмосферного давления.
Абсолю́тное давле́ние ─ это истинное давление сплошных масс (жидкостей, паров и газов), отсчитываемое от абсолютного нуля давления ─ абсолютного вакуума. Абсолютный нуль давления макроскопических объёмов вещества практически недостижим, так как любое твёрдое тело образует пары, да и космическое пространство также не представляет собой абсолютную пустоту, лишённую вещества, поскольку содержит водород в количестве нескольких молекул на кубический сантиметр.

Различают также избыточное или манометрическое (приборное) давление и давление окружающей среды (в земных условиях ─ атмосферное давление). Избыточное давление представляет собой разность абсолютного давления и давления окружающей среды. Эта разность может быть как положительной, так и отрицательной. В последнем случае её называют разрежением или вакуумом, а избыточное давление – остаточным. Измерение абсолютного давления в земных условиях связано с определёнными трудностями. Практически измеряют атмосферное давление приборами барометрического типа, избыточное давление ─ приборами манометрического типа, а абсолютное давление вычисляют по формуле.

Различают давление атмосферное, избыточное и абсолютное.

Атмосферным называют давление воздуха (атмосферы) на землю и на предметы, которые находятся на ней. Это давление называется ещё барометрическим давлением, поскольку оно измеряется барометром. Обозначается Рбар. Давление воздуха на уровне моря при температуре 0 °С равно 760 мм рт ст. Его принято называть физической атмосферой (атм). С увеличением высоты над уровнем моря атмосферное давление уменьшается.

Избыточное давление- это излишек над атмосферным давлением. Это давление измеряется манометром, поэтому его ещё называют манометрическим или рабочем (кгс/см2, мм. рт. ст., мм. вод. ст.). Соотношение между этими единицами следующее:
1 ат = 1 кгс/см2 = 735,6 мм. рт. ст. = 10 000 мм. вод. ст. =10 м. вод. ст. = 10 000кгс/см2.

Абсолютное давление может быть больше или меньше атмосферного. Давление ниже атмосферного называется вакуумом (Рвак). В котельной практике это разряжение (тяга) в топке котла и газоходах.

В международной системе единиц СИ основной единицей измерения давления есть ньютон на квадратный метр (Н/М2). По решению Международного комитета мер и веса эта единица названа паскалем (Па)

1 Па = 1 Н/м2 Эта единица давления очень мала и использовать её на практике невыгодно, поэтому используют кратные несистемные единицы:

1 кПа = 1 000 Па = 103 Па

1 МПа = 1 000 000 Па = 106 Па

1гПа = 1 000 000 000 Па = 109 Па

1 мм вод. ст. = 9,8066 Па = 10 Па

Источник

Часто задаваемые вопросы о давлении и важности абсолютного давления

Ответы на вопросы об основах измерения давления, в том числе, почему измерение манометрического давления является прекрасным для большинства применений, но в некоторых случаях требуется измерение абсолютного давления.

Что такое давление?

Давление обычно определяется как сила, которая действует равномерно по определенной области. Например, когда вы нажимаете кнопку на дверном звонке, давление вашего пальца прикладывает физическую силу, которая приводит в действие электрический выключатель в дверном звонке, который затем посылает сигнал на динамик. В промышленных применениях сила, которая воздействует на область, обычно представляет собой газ или жидкость, но она также может быть твердой.

Почему мы измеряем давление?

Мониторинг давления является неотъемлемой частью современного общества. По всему миру бесчисленные датчики давления постоянно обеспечивают показания давления на нефтеперерабатывающих заводах, производственных объектах, домах и транспортных средствах. Это делается для обеспечения того, чтобы давление находилось в допустимых пределах и, если нет, чтобы предупредить операторов об исправлении ситуации.

Что такое абсолютное давление, и как это соотносится с избыточным давлением?

Чтобы понять абсолютное давление, нужно сначала определить несколько терминов:

Важным отличием последних двух типов давления является нулевая ссылка. Ноль инструментов, измеряющих избыточное давление, представляет собой атмосферный воздух, который изменяется в зависимости от высоты и погодных условий. Ноль в приборах, измеряющих абсолютное давление, — это полное отсутствие давления или вакуум; поэтому этот ноль не меняется.

Каковы преимущества измерения абсолютного давления и избыточного давления?

Поскольку все объекты и процессы на заводе-изготовителе имеют одинаковую высоту и атмосферное давление, измерение избыточного давления является достаточно точным для большинства ситуаций. Тем не менее, измерения абсолютного давления требуются в специализированных ситуациях, например, когда вам требуется измерение давления, независимо от колебаний атмосферного давления, а также на промышленных предприятиях, где используются вакуумные насосы и машины вакуумной упаковки.

Абсолютные манометры и датчики присутствуют в многочисленных применениях, включая высотомеры для авиации, мониторы для давления жидкого пара, процессы перегонки, HVAC и производство полупроводников. Давление опасных арсиновых и фосфиновых газов, используемых в процессе производства полупроводников, должно тщательно контролироваться во время хранения и транспортировки. Поскольку атмосферные условия колеблются, важно следить за тем, чтобы опасные газы использовали контрольную точку, которая не изменяется.

Как работают абсолютные манометры?

Абсолютные манометры включают внутреннюю вакуумную камеру, которая используется в качестве эталона для проведения измерений давления. Манометрические датчики абсолютного давления на основе диафрагмы имеют прочную, но гибкую панель, которая разделяет камеру и вакуумную камеру. Локальное атмосферное давление заставляет диафрагму деформироваться в вакуумную камеру. Величина деформации преобразуется в значение давления. Это значение затем указывается на табло индикатора.

Узнайте больше о давлении и различных приложениях для измерения давления, обратившись к нашим консультантам по телефону +7 (831) 218-05-61.

Источник

Что такое абсолютное давление

Содержание статьи

Общие понятия

С точки зрения науки, абсолютным давлением считается отношение давления в системе к давлению в вакууме. Наиболее распространенным выражением для абсолютного давления есть сумма показаний датчика системы и атмосферного давления. Выражение принимает форму:

Абсолютное давление = Манометрическое давление + Атмосферное давление.

Атмосферное давление определяется как давление окружающего воздуха на поверхность Земли. Это значение не является фиксированной или постоянной величиной и может изменяться в зависимости от температуры, высоты и влажности.

Манометрическое давление представляет собой давление в системе, которое было измерено с помощью измеряющего устройства. Эти устройства, или датчики, могут быть классифицированы по конструктивным особенностям. Наиболее распространенными видами являются датчики на основе упругих элементов, датчики со столбом жидкости и электрические приборы. Если датчик не учитывает давление атмосферы в своих показаниях, то расчет абсолютного давления производят вручную.

Единицы измерения и практическое применение

На практике абсолютное и манометрическое давление не являются одной и той же характеристикой системы. Поэтому для каждого из них используется свое обозначение. Наиболее распространенным приемом является добавление индексов. После буквы, обозначающей абсолютное давление, ставят индекс «а», а после манометрического – «м».

Такие обозначения наиболее часто используются в инженерных расчетах. При их выполнении необходимо использовать правильное обозначение давления, чтобы избежать ошибок. Разница между абсолютным и манометрическим давлением гораздо более заметна в случае, когда атмосферное давление имеет тот же порядок величины, что и манометрическое.

Пренебрежение атмосферным компонентом абсолютного давления в расчетах также приводит к серьезным ошибкам в проектировании. Это можно продемонстрировать путем изучения замкнутого цилиндра с идеальным газом при температуре 25оС и объемом 1 кубический метр. Если манометр на цилиндре показывает давление 100 Килопаскалей, а давление атмосферы не учитывается, то расчетное количество молей газа в цилиндре составляет примерно 40,34.

Когда давление атмосферы также составляет 100 Килопаскалей, то абсолютное давление на самом деле равно 200 Килопаскалей и правильным число молей газа будет 80,68. Фактическое количество молей газа станет в два раза больше по сравнению с первоначальным расчетом. Этот пример показывает важность использования правильного алгоритма расчета давления.

Источник