Сила давления воды в чем измеряется

Современный быт невозможно представить без водопровода в квартире. Водоснабжение — это сложный и многофункциональный процесс, работа которого для нормальной жизнедеятельности человека должна быть обеспечена круглосуточно и с требуемым напором. Хотя с последним часто могут возникать проблемы.

В этом материале разберем, какой существует норматив на давление воды в водопроводе в квартире и что можно предпринять, если предписанные стандарты не соблюдаются. Эта информация будет полезной потребителям услуги водоснабжения в многоквартирном доме.

Изложенный материал дополним наглядными фотоматериалами и видеосоветами по монтажу оборудования, позволяющего повысить давление в водопроводе.

Что такое манометр

Термин «манометр» в основе имеет два греческих слова: «измерять» и «неплотный». Из этого понятны его назначение и основные функции — измерения в неких неплотных средах (жидкостях и газах).

Манометр — это прибор для измерения искусственно созданного давления газа или жидкости в замкнутой системе.

Не следует путать его с барометром, который тоже показывает давление, но только атмосферное. В то время как с помощью манометра можно измерить, с какой силой жидкость или газ давит на стенки герметично закрытой емкости. Условно говоря, он показывает плотность воздуха внутри закрытого пространства.

Единица измерения давления: паскаль (Па). Она отражает силу в 1 Н, которая равномерно действует на площадь 1 кв. м. Также давление иногда измеряют в барах, атмосферах, миллиметрах ртутного или водяного столба.

Для чего нужен манометр

В зависимости от модификации манометры могут использоваться в самых разных сферах:

• при накачивании автомобильных шин;
• в обслуживании систем кондиционирования и отопления;
• в гидравлических узлах для передвижения железнодорожной стрелки;
• для контроля давления в пневматических агрегатах на производстве;
• в нефтяной и газодобывающей промышленности;
• для обслуживания двигателей на морских судах и т. д.

Основное назначение манометра — проинформировать об избыточном или недостаточном давлении воды, пара, газа или иной рабочей среды. В промышленности также выделяют сигнальные приборы, которые помогают предотвратить взрывы и техногенные катастрофы из-за разрыва емкостей с опасными веществами (например, аммиаком или горячим паром).

Получай лайфхаки, статьи, видео и чек-листы по обучению на почтуПрактикующий детский психолог Екатерина МурашоваБесплатный курс для современных мам и пап от Екатерины Мурашовой. Запишитесь и участвуйте в розыгрыше 8 уроков

Причины слабого напора и профилактика

Обязанность по обеспечению требуемого давления в водопроводной системе многоквартирного дома возлагается на организацию, на обслуживании которой находится дом. Как правило, это управляющая компания, но также, договор на услугу водоснабжения может быть заключен и напрямую — с поставщиком этой услуги.

Поэтому, первое, что необходимо предпринять при общем снижении давления воды в доме или по стояку — это установленным порядком, лучше письменно, проинформировать ответственную организацию для принятия мер реагирования.

Но, к сожалению, очень часто бороться с несоответствующим требуемым нормам напором воды в квартирах, жильцам приходится самостоятельно.

В большинстве случаев основным проблемным вопросом является низкое давление воды.

Для того чтобы принять правильное техническое решение по исправлению ситуации, без ущерба для водонапорной системы и потребителей, необходимо, прежде всего, установить причины, вызывающие его снижение.

К таким факторам могут относиться:

• неисправности, в виде утечек и порывов на инженерных сетях, запорной арматуре, фитинговых соединениях;
• зашлакованностьтрубопроводов, в результате чего уменьшается их пропускная способность.

Устранение управляющей компанией неисправностей на общедомовых сетях и выполнение комплекса мероприятий по их своевременному обслуживанию иногда позволяют полностью решить эту проблему.

Локальное снижение давления воды в квартире свидетельствует о неисправности сантехнической разводки, и одной из причин может быть засорение водоочистных фильтров

Кроме фильтров грубой очистки, как правило, для всех бытовых приборов-потребителей воды в квартире монтируются фильтры тонкой очистки. И профилактикой от отказов в работе этих приборов, из-за снижения давления, является чистка всех фильтр-элементов.

Стандарты по давлению воды

В нормативных документах, регламентирующих стандарты, касающиеся системы водоснабжения, встречаются такие параметры, как давление воды и минимальный свободный напор.

Величины для измерения давления

Для того чтобы правильно понимать указываемые в документах нормы, предписывающие с каким давлением должна подаваться вода в систему водопровода многоквартирного дома, необходимо представлять взаимосвязь этих величин.

Если коротко, то давление воды характеризует силу, действующую на препятствие, имеющееся на пути потока. Таким образом, давление обладает потенциальной энергией.

В движущейся же жидкости давления нет, а вот напор, сравнимый с кинетической энергией и представляющий собой линейную единицу, максимален.

Встречающийся в нормативных документах показатель свободного напора означает наименьшую высоту на которую требуется поднять воду, с учётом потерь на преодоление сопротивления труб, над уровнем земли для достижения ею точки водоразбора.

Обе эти величины могут переходить друг в друга.

Для примера, насосная станция многоквартирного дома, поднимающая воду на сорокаметровую высоту, создаёт на выходе давление водяного столба, равное 4 атм или 4 барам

Давление воды может измеряться в различных единицах. Так как 1 бар ≈ 0,99 физической атмосферы (атм), то условно эти величины приравнивают. 1 атм или 1 кг/см технической атмосферы (ат) соответствует напору, создаваемому 10 метровым водяным столбом.

В метрической системе мер за основную единицу для измерения давления принимается Паскаль. Для воды измерение проводится в мегапаскалях (МПа). К несистемным единицам относятся: бары, атмосферы, кгс/см2.

Нормативные показатели давления в трубопроводах

Основными нормативными документами, определяющими гарантированные водоснабжающей организацией значения давления воды в инженерных коммуникациях многоквартирного дома, являются:

• Свод правил СП 30.13330.2016.
• Постановление Правительства РФ от 6.05.2011 г. № 354.

Первым документом установлена норма давления воды на уровне самого низко расположенного в доме санитарно-технического оборудования.

Постановлением № 354 регламентируются требования к качеству поставляемых коммунальных услуг, в том числе, определены стандарты давления в жилых домах по ХВС и ГВС в точках забора.

Однако для поиска ответов на вопросы, каким должно быть давление и напор воды в системе водопровода в квартире, руководствоваться только этими документами, особенно при проведении расчётов для установки в квартире насоса усиливающего давление, будет не достаточно.

Для этого необходимо воспользоваться методиками:

• СНиП 2.04.02-84 — определяет нормы давления воды на входе в дом;
• СНиП 2.04.01-85 — нормирует напор на водоразборе в квартире.

Согласовав все эти документы между собой, можно вывести основные нормативные значения по давлению воды.

На вводе одноэтажного дома величина наименьшего водяного напора должна быть не менее чем 10 м. В многоквартирном доме на каждый этаж добавляется 4 м

Например, для дома в 8 этажей входной напор воды по расчётам должен быть минимум: 10 м + (4 м × 7 этажей) = 38 м или 3,8 атм (кг/см2).

Давление в точке водоразбора на вводе в квартиру дома должно обеспечиваться:

• ХВС в пределах от 0,03 МПа (0,3 атм) до 0,6 МПа (6,0 атм);
• ГВС — от 0,03 МПа (0,3 ат.) до 0,45 МПа (4,5 атм).

Не менее какой величины должен быть свободный напор воды в квартире у конкретных сантехприборов, имеющих смесители, также регламентируется СНиПом:

• умывальник— 0,2 ат;
• ванна — 0,3 ат;
• душкабина— 0,3 ат.

С учётом приведенных показателей, при выборе сантехнического прибора необходимо обращать внимание на значение минимального давления, на работу при котором он рассчитан.

Некоторые старые газовые колонки могут работать только при минимальном давлении воды 0,9 атм, в то время как нижняя граница норматива составляет 0,3 атм

Поэтому, о приборах, в характеристиках которых указаны параметры ниже норматива, можно говорить как о непредназначенных для установки на конкретных инженерных сетях и подлежащих замене.

Следует учитывать и такой нюанс — приведённые строительные нормативы определяют допустимо возможные минимальные или предельные границы по водяному давлению, и этот разрешённый диапазон достаточно велик.

На практике, оптимальным значением напора воды во внутриквартирной сети, при котором обеспечивается комфортное её использование и корректная работа бытовых приборов, составляет 4 атм.

Если вы проживаете в частном доме или пользуетесь дачей с автономным водопроводом, рекомендуем ознакомиться с нормами давления в системе частного водоснабжения и способами его повышения.

Все о манометрах для измерения давления воды

Для контроля давления в трубе существует особый прибор – манометр. Гидравлические системы, в которых он используется, многочисленны. И хоть устройству через пару десятков лет исполнится два века с момента изобретения, оно актуально и востребовано. Его создал швейцарский инженер, и современные вариации манометра мало чем отличаются от первого экземпляра.

Разновидности

Самыми распространенными манометрами считают общетехнические, применяемые в общих средах, не замерзающих до отрицательных температур.

Поршневые

В таких приборах давление, которое замеряется, будет определяться по величине нагрузки, которая воздействует на поршень энной площади. Точность таких манометров очень высокая, а диапазон использования широкий. Эти приборы появились позже жидкостных, они сегодня крайне важны при проверке и испытании агрегатов в широком диапазоне показателей давления.

Они же все чаще используются как официальные национальные эталоны давления.

Жидкостные

Их прародителем был еще Леонардо да Винчи. Они все еще востребованы, например, в микроизмерениях, в метеорологии и барометрии. Пример такого агрегата – U-образный прибор. В схеме прибора трубка с жидкостью и еще подвижная пробка. Используя подобное устройство, можно увидеть, как давит на пробку рабочая среда, и как меняется жидкостный уровень в трубке. Стрелка идет в движение.

Деформационные

В таких устройствах измеряемый физический параметр будет сбалансирован с силами упругого противодействия возможных чувствительных элементов, чья деформация пребывает в пропорции с измеряемым маркером. И она, деформация, через рычаги идет на прибор (его стрелку или перо). Когда давление снимается, чувствительный элемент уходит в начальное положение вследствие упругой деформации.

Устройство и сфера использования

Манометр – простой, но действенный и точный прибор, позволяющий измерить давление воды, пара и иной рабочей среды. Причем измерить избыточное давление, то есть искусственно созданное. Если упростить объяснение, манометр нужен, чтобы показать, насколько водяное давление в трубе превышает атмосферное. Приборы бывают разные: в быту, в ЖКХ, на промпредприятиях встречаются чаще устройства с пружиной-трубкой овального сечения. Такое изобретение связано с именем Бурдона, который его и запатентовал. Это очень простые и дешевые конструкции.

Как манометр узнать – он округлый, заключен в корпус из металла или пластика. За оргстеклом находится циферблат со шкалой, сделано оргстекло из поликарбоната или металакрилата.

Устанавливают такой прибор для водопровода, и он будет следить за состоянием системы. А следить нужно для того, чтобы давление в трубопроводе не превышало порогового значения. Потребуется манометр на насосных станциях, в напорных трубопроводах, в котельных, фильтрационных системах, в транспорте и т. д. Разумеется, что прибор для измерения водяного давления можно купить в личное пользование: к примеру, для контроля воды, идущей в смеситель в квартире.

Как работает такой агрегат: в пружинном приборе вода оказывается в специальной изогнутой трубке, которую делают из медного сплава. Давление воды деформирует трубку, что сочленена с механизмом, вынуждающим двигаться стрелку. Манометры, имеющие пружину в один виток, работают с давлением до 100 атмосфер. Есть устройства с мембраной, а не с пружиной, и такие хороши в мутных растворах, в загрязненных, выдерживающих сильные вибрации (но к термоскачкам они очень чувствительны).

Гидростатическое давление

Гидростатическое давление – это давление, производимое на жидкость силой тяжести.

Гидростатикой называется раздел гидравлики, в котором изучаются законы равновесия жидкостей и рассматривается практическое приложение этих законов.

Для того, чтобы понять гидростатику необходимо определиться в некоторых понятиях и определениях.

В этой статье мы подготовили для Вас, всю необходимую информацию о гидростатическом давлении, начиная от закона Паскаля и определения формулы гидростатического давления и до свойств давления и применения законов гидростатики в повседневной жизни.

Стабилизация давления воды в системе

В многоэтажках, хоть и реже, но встречается проблема не только низкого, но и завышенного давления воды.

В продаже имеются редукторы, снабжённые манометрами для контроля давления в системе при водоразборе и позволяющие производить точную настройку напора воды

Для его стабилизации на внутриквартирных сетях водоснабжения, защиты самой системы с подключенными к ней измерительными устройствами и бытовыми приборами от повышенного напора, и гидравлических ударов применяются редукторы/регуляторы давления.

Установку редукторов давления рекомендуется производить на трубопроводах сразу после входного запорного устройства перед счётчиками водоснабжения.

Техническая атмосфера (at, ат), кгс/см2

Техническая атмосфера (русское обозначение: ат; международное: at) — равна давлению, производимому силой в 1 кгс, равномерно распределённой по перпендикулярной к ней плоской поверхности площадью 1 см2. Таким образом,

1 ат = 98 066,5 Па

Способы монтажа

Их несколько, выбор зависит от запроса, умений установщика и технических возможностей.

Прямой

Их фиксируют в местах, указанных в проектных документах (либо перед задвижками, либо после задвижек). Там, где нужно установить агрегат, ставится адаптер. Его можно либо вварить, либо ввернуть. Со сваркой в данном случае получится проще и надежнее. Прямым способом монтируют те устройства, что будут функционировать в стабильной, предсказуемой среде, без регулярных замен датчика, без колебаний давления.

С применением трехходового крана

При контроле данных агрегат приходится переводить на атмосферное давление, что приводит к предварительной установке трехходового крана. Он и есть то, что используется для воздухоподачи. Более того, замена устройства может проходить без остановки подачи рабочей среды.

С использованием импульсной трубки

Она нужна, чтобы защитить систему от скачков напора. И если приходится устанавливать именно так прибор, то сначала фиксироваться будет адаптер, потом трубка, потом тот самый трехходовой кран и лишь после этого датчик. Подключить манометр таким способом придется, если значения рабочей температуры, например, пара выше нормативных (с точки зрения измерения) значений. Импульсная трубка не дает рабочей среде контактировать с измерителем техники.

Жидкостный манометр

Этот тип манометров появился первым еще в XVII веке. Он ведет свое начало от опытов Торричелли — одного из учеников Галилео Галилея.

Итальянский ученый погружал в емкость запаянную с одного конца и наполненную ртутью трубку. Некоторое количество ртути выливалось из трубки, и в ее верхней части получался вакуум. Соответственно, при повышении атмосферного давления ртутный столбик в трубке поднимался, а при понижении — опускался.

Принцип работы жидкостного манометра в целом похож на принцип работы системы из опыта Торричелли. Этот прибор представляет собой систему сообщающихся сосудов — две трубки, соединенные в U-образную конструкцию. Система наполовину заполнена жидкостью (обычно ртутью), и если на нее действует только атмосферное давление — уровень жидкости в обеих трубках будет одинаков.

Если одну из трубок подключить к накачивающему устройству или к закрытой емкости, на жидкость в ней будет действовать измеряемое давление (Р1). В то время как на жидкость во второй трубке действует только атмосферное давление (Р2). При изменении Р1 уровень жидкости во второй трубке тоже будет меняться.

Измерив разность высоты столба Δh = h1 − h2, можно узнать, насколько изменилось давление Δp = p1 − p2.

Результат измерений, полученный в сантиметрах ртутного столба, переводят в паскали из расчета:

1 см ртутного столба (при 0°C) = 1333,22 Па.

Для получения результата сразу в паскалях можно воспользоваться формулой, которая определяет давление воды на стенки емкости:

Р = ρgh, где ρ — плотность жидкости, g — ускорение свободного падения, h — высота столба.

Ускорение свободного падения (g) равно 9,8 H/кг.

Слава изобретателя манометра принадлежит Торричелли, но на самом деле он был придуман на столетие раньше Леонардо да Винчи. Гениальный художник и ученый написал трактат по гидравлике, в котором рассказал о замере давления воды с помощью U-образной системы. Однако этот труд до широкой публики дошел только в XIX веке.

Бар (bar, бар)

Бар (русское обозначение: бар; международное: bar😉 — внесистемная единица измерения давления, примерно равная одной атмосфере, используется для жидкостей и газов, находящихся под давлением.

Почему бар, а не паскаль? Для технических измерений, где присутствует высокое давление, паскаль — слишком мелкая единица. Поэтому ввели единицу более крупную — 1 бар. Приблизительно это давление земной атмосферы.

Бар — внесистемная единица измерения давления.

Условия эксплуатации

Устройства должны быть гарантировано защищены от воздействия как ультрафиолета, так и промерзания. Это может обеспечить масляный буфер и другие дополнительные устройства.

Чего не должны иметь измерители:

• трещин;
• коррозии;
• загрязнений;
• деформаций резьбы или циферблата.

Освещение устройства также должно быть таковым, чтобы обслуживающий персонал мог без помех видеть значения прибора, обнаруживать своевременно неисправности и т. д. Если агрегат приходится расположить очень высокого, например, на пятиметровой высоте, нужно устанавливать его дублер пониже. На шкале обязательно должна быть красная отметка и красная стрелка – регулятор предельных и опасных показателей. Но красная черта на стекло устройства не наносится.

Нельзя использовать технику, у которой нет клейма проверки, пломбы, которые имеют разбитое стекло, не имеют той самой красной отметки. Любые дефекты, способные исказить измерения водного агрегата, также должны быть исключены. Все остальные, специальные условия и нюансы использования четко указываются в инструкции и оговариваются со специалистом. Он подскажет, какая именно техника нужна для работы в холодной среде, в каких случаях необходим, к примеру, контактный прибор, а в каком – общетехнический.

Читать инструкцию, выполнять своевременную проверку, выводить из рабочего режима неисправный прибор – обязательные требования для пользователя.

Закон Паскаля для гидростатики.

В 1653 году французским ученым Б. Паскалем был открыт закон, который принято называть основным законом гидростатики.

Звучит он так:

Давление на поверхность жидкости, произведенное внешними силами, передается в жидкости одинаково во всех направлениях.

Закон Паскаля легко понимается если взглянуть на молекулярное строение вещества. В жидкостях и газах молекулы обладают относительной свободой, они способны перемещаться друг относительно друга, в отличии от твердых тел. В твердых телах молекулы собраны в кристаллические решетки.

Относительная свобода, которой обладают молекулы жидкостей и газов, позволяет передавать давление производимое на жидкость или газ не только в направлении действия силы, но и во всех других направлениях.

Закон Паскаля для гидростатики нашел широкое распространение в промышленности. На этом законе основана работа гидроавтоматики, управляющей станками с ЧПУ, автомобилями и самолетами и многих других гидравлических машин.

Определение и формула гидростатического давления

Из описанного выше закона Паскаля вытекает, что:

Величина гидростатического давления не зависит от формы сосуда, в котором находится жидкость и определяется произведением

P = ρgh , где

ρ – плотность жидкости

g – ускорение свободного падения

h – глубина, на которой определяется давление.

Для иллюстрации этой формулы посмотрим на 3 сосуда разной формы.

Во всех трёх случаях давление жидкости на дно сосуда одинаково.

Полное давление жидкости в сосуде равно

P = P0 + ρgh, где

P0 – давление на поверхности жидкости. В большинстве случаев принимается равным атмосферному.

Сила гидростатического давления

Выделим в жидкости, находящейся в равновесии, некоторый объем, затем рассечем его произвольной плоскостью АВ на две части и мысленно отбросим одну из этих частей, например верхнюю. При этом мы должны приложить к плоскости АВ силы, действие которых будет эквивалентно действию отброшенной верхней части объема на оставшуюся нижнюю его часть.

Рассмотрим в плоскости сечения АВ замкнутый контур площадью ΔF, включающий в себя некоторую произвольную точку a. Пусть на эту площадь воздействует сила ΔP.

Тогда гидростатическое давление формула которого выглядит как

Рср = ΔP / ΔF

представляет собой силу, действующую на единицу площади, будет называться средним гидростатическим давлением или средним напряжением гидростатического давления по площади ΔF.

Истинное давление в разных точках этой площади может быть разным: в одних точках оно может быть больше, в других – меньше среднего гидростатического давления. Очевидно, что в общем случае среднее давление Рср будет тем меньше отличаться от истинного давления в точке а, чем меньше будет площадь ΔF, и в пределе среднее давление совпадет с истинным давлением в точке а.

Для жидкостей, находящихся в равновесии, гидростатическое давление жидкости аналогично напряжению сжатия в твердых телах.

Единицей измерения давления в системе СИ является ньютон на квадратный метр (Н/м2) – её называют паскалем (Па). Поскольку величина паскаля очень мала, часто применяют укрупненные единицы:

килоньютон на квадратный метр – 1кН/м2 = 1*103 Н/м2

меганьютон на квадратный метр – 1МН/м2 = 1*106 Н/м2

Давление равное 1*105 Н/м2 называется баром (бар).

В физической системе единицей намерения давления является дина на квадратный сантиметр (дина/м2), в технической системе – килограмм-сила на квадратный метр (кгс/м2). Практически давление жидкости обычно измеряют в кгс/см2, а давление равное 1 кгс/см2 называется технической атмосферой (ат).

Между всеми этими единицами существует следующее соотношение:

1ат = 1 кгс/см2 = 0,98 бар = 0,98 * 105 Па = 0,98 * 106дин = 104 кгс/м2

Следует помнить что между технической атмосферой (ат) и атмосферой физической (Ат) существует разница. 1 Ат = 1,033 кгс/см2 и представляет собой нормальное давление на уровне моря. Атмосферное давление зависит от высоты расположения места над уровнем моря.

Измерение гидростатического давления

На практике применяют различные способы учета величины гидростатического давления. Если при определении гидростатического давления принимается во внимание и атмосферное давление, действующее на свободную поверхность жидкости, его называют полным или абсолютным. В этом случае величина давления обычно измеряется в технических атмосферах, называемых абсолютными (ата).

Часто при учете давления атмосферное давление на свободной поверхности не принимают во внимание, определяя так называемое избыточное гидростатическое давление, или манометрическое давление, т.е. давление сверх атмосферного.

Манометрическое давление определяют как разность между абсолютным давлением в жидкости и давлением атмосферным.

Рман = Рабс – Ратм

и измеряют также в технических атмосферах, называемых в этом случае избыточными.

Случается, что гидростатическое давление в жидкости оказывается меньше атмосферного. В этом случае говорят, что в жидкости имеется вакуум. Величина вакуума равняется разнице между атмосферным и и абсолютным давлением в жидкости

Рвак = Ратм – Рабс

и измеряется в пределах от нуля до атмосферы.

Свойства гидростатического давления

Гидростатическое давление воды обладает двумя основными свойствами:

Оно направлено по внутренней нормали к площади, на которую действует;

Величина давления в данной точке не зависит от направления (т.е. от ориентированности в пространстве площадки, на которой находится точка).

Первое свойство является простым следствием того положения, что в покоящейся жидкости отсутствуют касательные и растягивающие усилия.

Предположим, что гидростатическое давление направлено не по нормали, т.е. не перпендикулярно, а под некоторым углом к площадке. Тогда его можно разложить на две составляющие – нормальную и касательную. Наличие касательной составляющей из-за отсутствия в покоящейся жидкости сил сопротивления сдвигающим усилиям неизбежно привело бы к движению жидкости вдоль площадки, т.е. нарушило бы её равновесие.

Поэтому единственным возможным направлением гидростатического давления является его направление по нормали к площадке.

Если предположить что гидростатическое давление направлено не по внутренней, а по внешней нормали, т.е. не внутрь рассматриваемого объекта а наружу от него, то вследствие того, что жидкость не оказывает сопротивления растягивающим усилиям – частицы жидкости пришли бы в движение и её равновесие было бы нарушено.

Следовательно, гидростатическое давление воды всегда направлено по внутренней нормали и представляет собой сжимающее давление.

Из этого же правило следует, что если измениться давление в какой-то точке, то на такую же величину измениться давление в любой другой точке этой жидкости. В этом заключается закон Паскаля, который формулируется следующим образом: Давление производимое на жидкость, передается внутри жидкости во все стороны с одинаковой силой.

На применение этого закона основываются действие машин, работающих под гидростатическим давлением.

Ещё одним фактором влияющим на величину давления является вязкость жидкости, которой до недавнего времени приято было пренебрегать. С появлением агрегатов работающих на высоком давлении вязкость пришлось так же учитывать. Оказалось, что при изменении давления, вязкость некоторых жидкостей, таких как масла, может изменяться в несколько раз. А это уже определяет возможность использовать такие жидкости в качестве рабочей среды.

Вместе со статьей “Гидростатическое давление

Миллиметр водяного столба (русское обозначение: мм вод.ст., мм H2O; международное: mm H2O) — внесистемная единица измерения давления. Равен гидростатическому давлению столба воды высотой 1 мм, оказываемому на плоское основание при температуре воды 4 В°С.

В Российской Федерации допущен к использованию в качестве внесистемной единицы измерения давления без ограничения срока с областью использования «все области».

В чем измеряется давление воды в водопроводе холодного или горячего водоснабжения? Каким образом снимаются замеры давления? Существуют ли какие-то нормативные границы его значения? В этой статье мы постараемся ответить на эти вопросы, а заодно научиться рассчитывать падение давления в водопроводе с известными параметрами.

Критерии выбора

Кстати, часто манометр путают с датчиком. Манометр определяет давление в любой запрашиваемый момент. И у него могут быть датчики, термометры и прочие допфункции. Датчик, соответственно, является лишь частью системы оповещения. Если давление достигло некоего предельного значения, датчик даст об этом знать.

На что смотреть, выбирая манометр?

• Диапазон возможных измерений. Есть так называемый стандарт-ряд давлений (соответствует ГОСТ 2405-88). Диапазон избыточного давления от 0 до 100% (либо 25-75%) выборки данных. Если будет куплен агрегат на чрезмерно высокое давление, и данные будут сниматься от 0 до 25% шкалы, увы, вырастет измерительная погрешность. А если он будет функционировать с 75% до 100%, устройство будет перманентно перегружено и быстро сломается.
• Единицы измерения. Согласно МСИ давление определяется в паскалях. И в силу этой общепринятости потребителям манометров рекомендовано измерять давление в них. То есть измеренное выше 10 атм переводится в Мпа, а то, что ниже – в кПа. Если есть запрос на измерение в не столь стандартных величинах, производитель может его принять. И четко по заказу сделает манометр, определяющий показатель в барах, мм ртутного столба, а еще в метрах водяного столба и т. д.
• Класс точности. Здесь все просто: он говорит о погрешности измерений, и это диапазон от 0,4 до 4,0.
• Диаметр корпуса. И в этом смысле тоже имеется стандартная размерная линейка – от 40 мм до 250 мм, с большой выборкой. Если манометр будет установлен так, что посмотреть его показания можно с расстояния ближе 2 м, можно выбирать прибор среднего диаметра, то есть где-то 100 мм. Но если подойти к устройству близко нельзя, и расстояние до него от 2 до 5 м, потребуется агрегат побольше – от 160 мм в диаметре.
• Локализация штуцера. Он может быть радиальным (внизу выход) и осевым (сзади, с «изнанки»). Так вот, те манометры, у которых штуцер осевой, имеют присоединение тыльное, оно может быть или по центру, или со смещением.
• Вид резьбы. Она может быть трубной, конической, а также метрической. Последняя свойственна отечественным продуктам, первые две – импортным. Можно использовать переходники.
• Вид измеряемой среды. Измерять можно жидкость, пар, газ. Например, если работать нужно в агрессивной среде, потребуется манометр из нержавейки (то есть стойкий с точки зрения коррозии). В вязкой, грязной водопроводной (и не только) среде нужен прибор с мембранным разделителем. Если температура среды высокая, выше 60 градусов, нужен прибор с отводом-охладителем и т. д.
• Контекст использования. Например, если использование предполагает вибрацию как условия, нужен прибор, который защищает себя от нее, то есть виброустойчивый. Технические параметры, год изготовления, отметка о проверке, паспорт и инструкция, сертификат – все это также необходимо проверить перед приобретением.

Конечно, консультация специалиста не будет лишней. Особенно если в обслуживании водяных систем опыта нет.

Способы снятия показаний

Теоретические знания нормативных значений, касающихся водонапора, позволяют переходить к практике, дающей ответ на вопрос, как измерять в домашних условиях давление воды в кране или других водоразборных точках квартиры.

Способ #1 — применение стационарных манометров

Основным прибором для замеров давления в водопроводных коммуникациях является манометр. Существует несколько видов устройств этого назначения, отличающихся конструктивно и по принципу работы.

Наиболее распространённым типом прибора для снятия показаний давления воды является механический манометр. Он надёжен в эксплуатации, имеет легко читаемую шкалу значений и информационный циферблат

Часто контроль давления воды в квартире ограничивается показаниями прибора, установленного на границе отсекающей внутриквартирный и центральный трубопроводы. Однако в реальности показания такого манометра будут являться не совсем корректными и принимаемыми с некоторыми погрешностями.

Это обусловлено тем, что не учитываются все потери давления на элементах внутренней разводки квартиры (фильтры, тройники, запорная и регулирующая арматура). Кроме этого, на свободный напор воды оказывают влияние повороты и участки с изменением сечений трубопроводов.

Поэтому лучшим вариантом является оснащение манометрами всех входов точек потребления воды в квартире. Это вполне доступно на этапах строительства жилья или в ходе ремонтных работ по замене трубопроводов водоснабжения.

Отсутствие стационарно установленных приборов не лишает потребителя возможности произвести замер водяного давления в любой водоразборной точке другими способами.

Способ #2 — использование переносного манометра

Особенностью переносного измерительного прибора является его универсальность и возможность несложной установки на трубопроводах и такого же простого демонтажа.

Применение данного метода позволяет измерять водяное давление непосредственно на входе каждого сантехнического прибора, влияющего на её напор.

Собрать мобильный манометр можно своими руками, усовершенствовав покупной заводской прибор. Для этого необходимо: 1 — обычный водяной манометр со шкалой до 6 бар; 2 — резьбовой удлинитель; 3 —переходник с резьбы манометра 3/8 дюйма на полудюймовую резьбу удлинителя

Для уплотнения резьбовых соединений используется фум-лента.

Наиболее удобной точкой подключения для проведения замера давления воды является душ.

Алгоритм проведения измерений следующий:

• Душевая лейка откручивается от шланга.
• На шланг монтируется манометр.
• Открывается кран на душе.
• Замеряется давление.

Для снятия корректных показаний прибора необходимо в процессе замера избавиться от воздушной пробки. Устраняется она путем нескольких переключений смесителя с крана на душ или открытием и закрытием другого крана в системе водопровода.

Если нет соответствующего переходника, то вместо него можно подобрать шланг с диаметром, позволяющим подключить его к манометру. Соединение со шлангом душа в этом случае производится через штуцер с резьбой ½ дюйма.

Напор воды в течение суток может колебаться, поэтому для достоверности снимаемых показаний измерения рекомендуется производить несколько раз, в том числе в период пикового разбора воды.

Способ #3 — бесприборное определение давления

Данный способ позволяет с определённой степенью погрешности измерить давление воды в точке подключения к сантехприборам без использования специальных измерительных устройств.

Для проведения замеров необходимо приобрести прозрачный шланг/трубку ПВХ по длине около двух метров и с диаметром, позволяющим подключить его к водопроводному крану

Эксперимент с использованием прозрачного ПВХ шланга проводится по следующей методике:

• Шланг одним концом подключается к точке разбора, выставляется и, желательно, фиксируется в вертикальном положении.
• Открывается кран и трубка заполняется водой до отметки, соответствующей нижней части крана (нулевой уровень).
• Верхнее отверстие герметично закрывается.
• Открывается на максимальный напор водопроводный кран.
• Измеряется высота водяного столба от нулевого уровня до нижней границы воздушной пробки (Н).
• Фиксируется высота воздушной пробки (h).

Измерения расстояний необходимо проводить не сразу, а через 1-2 минуты, после того, как под давлением воды из открытого крана в шланге образуется воздушная пробка.

Формула для расчета приближённого значения давления воды из открытого крана, при использовании в качестве манометра прозрачного шланга, будет следующим. Р=Ратм × (Н + h) / h

За величину Ратм принимается значение атмосферного давления в трубке до начала эксперимента — 1 атм.

Физическая атмосфера (atm, атм)

Нормальная, стандартная или физическая атмосфера (русское обозначение: атм; международное: atm) — внесистемная единица, равна давлению столба ртути высотой 760 мм на его горизонтальное основание при плотности ртути 13 595,04 кг/м3, при температуре 0В°C и при нормальном ускорении свободного падения 9,80665 м/с2.

1 атм = 760 мм.рт.ст.

В соответствии с определением:

Задачи

Чтобы научиться решать задачи под руководством опытного преподавателя, приходите на онлайн-курсы по физике для 9 класса!

Задача 1

В канистру налит бензин и высота столба составляет 0,6 м. Плотность бензина — 710 кг/м2. Определите давление бензина на дно канистры. Ускорение g равно 9,8 H/кг.

h = 0,6 м;

ρ = 710 кг/м2.

Согласно формуле, определяющей давление жидкости на стенки сосуда:

Р = ρgh;

P = 710 × 9,8 × 0,6 = 4174,8 Па = 4,7 кПа.

Ответ: 4,7 кПа.

Задача 2

На поршень, погруженный в цилиндр с маслом, положили груз весом 3 кг. Площадь поршня составляет 2 см2, а его вес — 300 гр. Чему равна сила давления под поршнем?

Итак, у нас дано:

G1= 3 кг;

G2= 300 гр = 0,3 кг;

F = 2 см2 = 0,0002 м2;

Ответ: 161,7 кПа.

ДиМЃна

ДиМЃна (русское обозначение: дин, международное обозначение: dyn) — единица силы в системе единиц СГС. Одна дина численно равна силе, которая сообщает телу массой в 1 грамм ускорение в один сантиметр в секунду за секунду.

1 дин = 1 гВ·см/с2 = 10-5 H = 1,0197В·10-6 кгс

СГС (сантиметр-грамм-секунда) — система единиц измерения, которая широко использовалась до принятия Международной системы единиц (СИ). Другое название — абсолютная физическая система единиц.

Паскаль

В Международной системе единиц (СИ) измеряется в паскалях (русское обозначение: Па; международное: Pa). Паскаль равен давлению, вызываемому силой, равной одному ньютону, равномерно распределённой по нормальной к ней поверхности площадью один квадратный метр.

1 Па = 1 Н/м2

Один паскаль — небольшое давление. Примерно такое давление создает лежащий на столе листок из школьной тетради. Поэтому очень часто используют кратные единицы давления:

Тогда получаем следующее соответствие: 1 МПа = 1 МН/мВІ = 1 Н/ммВІ = 100 Н/смВІ.Также, шкалы приборов для измерения давления могут быть градуированы в величинах Н/м2 или Н/мм2.

Соотношения величин к 1 Па:

Единицы

Для начала выясним, какие единицы измерения давления воды в водопроводе используются в настоящее время.

Эта единица соответствует атмосферному давлению на уровне моря. Здесь, однако, есть небольшая тонкость: речь идет об избыточном давлении относительно атмосферного. Его значение в водопроводе в 0,2 атмосферы, показанное манометром, соответствует абсолютному значению в 1,2 атмосферы.

Устаревшая единица измерения, заимствованная из использовавшейся до СИ системы измерений СГС. О ней достаточно знать, что бар приблизительно (с точностью около 2%) равен атмосфере. Довольно часто манометр для измерения давления воды в водопроводе имеет две шкалы — в барах и мегапаскалях.

Мегапаскаль

Паскаль соответствует одному ньютону на квадратный метр поверхности. Поскольку масса в один килограмм давит на основание с силой в 9,8 ньютонов, 1 мегапаскаль примерно соответствует 9,8 кгс/см2. Иногда это значение округляют до 10.

Под понятием напора, измеряемого в метрах, понимается высота водяного столба, соответствующая определенному избыточному давлению. Как узнать напор при известных показаниях манометра в кгс/см2? Достаточно просто умножить их на 10: одна избыточная атмосфера способно поднять водяной столб на 10 метров.

• https://sovet-ingenera.com/vodosnab/nasosy/normativ-na-davlenie-vody-v-vodoprovode-v-kvartire.html
• http://domchtonado.ru/v-chem-izmeryaetsya-davlenie.html
• https://bulding.ru/general-questions/in-what-units-is-the-pressure-measured-water-pressure-in-the-water-supply-system-units-of-measurement-norms-calculation-method.html

Миллиметр ртутного столба

Миллиметр ртутного столба (русское обозначение: мм рт.ст.; международное: mm Hg) — внесистемная единица измерения давления, иногда называется «торр» (русское обозначение — торр, международное — Torr) в честь Эванджелисты Торричелли.

1 мм рт.ст. ≈ 133,3223684 Па

Происхождение этой единицы связано со способом измерения атмосферного давления при помощи барометра, в котором давление уравновешивается столбиком жидкости. В качестве жидкости часто используется ртуть, поскольку у неё очень высокая плотность (≈13 600 кг/м3) и низкое давление насыщенного пара при комнатной температуре.

Миллиметры ртутного столба используются, например, в вакуумной технике, в метеорологических сводках и при измерении кровяного давления.

В США и Канаде также используется единица измерения «дюйм ртутного столба» (обозначение — inHg). 1 inHg = 3,386389 кПа при 0 В°C.

Последствия отклонений давления от нормы

Одной из важных технических характеристик, определяющих нормальное функционирование системы водоснабжения, является давление воды. Несоответствие его установленным значениям в любую из сторон может стать причиной возникновения ряда проблем.

При повышенном давлении создаётся угроза:

• нарушения целостности резьбовых соединений, муфт, фитингов;
• повреждения керамических вентилей;
• выхода из строя клапанов и другого оборудования бытовых приборов, подключенных к водопроводу.

Недостаточный напор воды может служить причиной не только бытовых неудобств, возникающих, например, при мытье посуды, принятии душа, но и полного отказа от работы – в худшем варианте, некоторых санитарно-технических приборов, газовых колонок и проточных водонагревателей.

Соответствие водяного давления в трубопроводах многоквартирного жилого дома установленным нормативным значениям и стандартам должно контролироваться управляющей компанией или поставщиком этой услуги. При необходимости производятся регулировочные работы на системе

Любое отклонение давления воды от нормативно предусмотренного требует определения причины этой неисправности и срочного принятия мер для нормализации напора.

Способы увеличения давления в системе

Проблема с водонапором, особенно в старых домах, может иметь конструктивно-технический характер, перед которым коммунальщики бессильны. Также, экономя энергоресурсы, поставщики часто отключают один или несколько общедомовых повысительных насосов. За счет дублирующих контуров водоснабжение полностью не прекращается, но напор в системе значительно снижается.

В такой ситуации возникает необходимость применения одного из двух или двух одновременно методов оснащения водопроводной сети дополнительным оборудованием для увеличения давления и напора воды.

Метод #1 — проточный насос

Насосы такого типа повышают напор воды без дополнительного её забора, и каких-либо разрешений на их установку в квартирах не требуется.

Существует несколько разновидностей данных устройств, отличающихся по таким характеристикам, как:

• тип управления (ручное, автоматическое);
• разрешённая температура воды;
• способ охлаждения.

Встроенный датчик устройства автоматически реагирует на падение давления в системе и поднимает его до оптимального значения.

Конструктивно проточный насос состоит из мокрого ротора, который находится в перекачиваемой воде. Ротор отделён от стартера тонкой гильзой из нержавеющего металла

Агрегаты данного вида относятся к поверхностным циркуляционным насосам. Они легко и быстро монтируются на существующих инженерных сетях. Как правило, дополнительных реконструкций системы для установки проточных насосов не требуется.

Давление, нагнетаемое насосом, может регулироваться как в ручном, так и в автоматическом режиме.

При подборе насоса необходимо сопоставлять его производительность с водопотреблением в квартире, чтобы при одновременном использовании нескольких бытовых приборов потребляющих воду, пропускной способности агрегата хватило для их нормальной работы.

К примеру, на три точки разбора воды будет достаточно насоса производительностью 3,5 м3 /час.

Небольшие по габаритам и весу проточные циркуляционные насосы могут устанавливаться на вводе центральной магистрали в квартиру, а также непосредственно перед потребляющим воду сантехническим бытовым устройством или газовой колонкой

Из наиболее популярных моделей агрегатов данного назначения можно выделить прибор от бельгийского производителя Grundfos UPA 15-90, имеющего большой рыночный спрос и достойное соотношение цены и качества.

Насос имеет очень хорошую характеристику по шуму – 35 дБ, что не требует дополнительной звукоизоляции в жилых помещениях. Несмотря на небольшую потребляемую мощность – 120 Вт, напор воды в системе повышается на 0,6 — 0,8 бар.

Важная спецификация агрегата — автоматическая блокировка при расходе воды менее 90 л в минуту и защита мокрого ротора (одновременное охлаждение и смазка).

Насос может устанавливаться как в вертикальном, так и в горизонтальном положении.

Метод #2 — насосная станция

При отсутствии эффекта от использования проточного насоса, более радикальной мерой будет являться установка в квартире насосной станции для повышения давления.

Часто только такая вынужденная мера может решить проблемы с напором воды у жильцов верхних этажей многоэтажек.

Конструктивно накопительная станция состоит из насоса и водяного аккумулятора – мембранного бака. Насос закачивает воду в бак и затем подаёт её к водоразборным точкам

С помощью реле давления вода поступает к потребителю с требуемым, заранее заданным, напором. При заполнении ресивера насос отключается.

Возобновляется работа станции после израсходования воды в гидроаккумуляторе.

Преимущества такого устройства:

• возможность пользования водой даже при её отсутствии в водопроводной системе;
• устойчивость к перепадам водяного давления.

Но следует учитывать, что такие агрегаты имеют относительно большие габариты и они более шумные, чем проточные насосы. Это накладывает определенные неудобства в использовании их в квартирах.

Кроме этого, мощная насосная станция может засосать воздух из квартир, расположенных на одних стояках водоснабжения, что приведёт к отключению насоса и необходимости заполнения системы водой.

Более широкое применение насосные станции находят в частных домах на автономных системах водоснабжения.

Рекомендации по выбору насосной станции для повышения давления и обзор лучшей десятки предложений мы привели в следующей статье.

Килограмм-сила

Килограмм-сила равен силе, которая сообщает покоящейся массе, равной массе международного прототипа килограмма, ускорение, равное нормальному ускорению свободного падения (9,80665 м/с2).

1 кгс = 1 кг * 9,80665 м/с2 = 9,80665 Н

Килограмм-сила примерно равна силе, с которой тело массой 1 килограмм давит на весы на поверхности Земли, поэтому удобна тем, что её величина равна весу тела массой в 1 кг, поэтому человеку легко представить, например, что такое сила 5 кгс.

Килограмм-сила (русское обозначение: кгс или кГ; международное: kgf или kgF) — единица силы в системе единиц МКГСС (Метр — КилоГрамм-Сила — Секунда).

Другие виды манометров

Жидкостный манометр дает возможность точных измерений, но у него есть большой недостаток: конструкция боится ударов и вибраций. Поэтому сегодня такие приборы используются в основном в лабораториях. С развитием промышленности возникли другие типы манометров, которые могут измерять давление в любых условиях — на подвижных механизмах, при сильных вибрациях и т. д. По конструкции выделяют деформационные и поршневые (грузопоршневые) приборы.

Деформационные манометры

Манометр деформационного типа — это компактное механическое устройство, измеряющее давление сразу в паскалях (без перевода из других единиц). Его рабочим элементом является дугообразная или спиральная трубка Бурдона, в которую накачивается газ. Если давление внутри трубки повышается, она начинает распрямляться, и это движение через систему тяг передается на стрелку. При снятии давления она возвращается в свое первоначальное положение.

Вместо трубки может быть использована пружина, мембрана или другой чувствительный элемент, который деформируется под давлением. Принцип действия манометра остается тем же: деформация передается на стрелку, движущуюся по шкале.

Деформационные металлические манометры чаще всего используются в быту и на производстве. Они компактны, отлично переносят вибрации, не требуют строго вертикальной установки. Если нужно выбрать, к примеру, автомобильный манометр, он будет именно такого типа.

Деформационный манометр был изобретен случайно. В 1845 году швейцарский ученый Р. Шинц наблюдал, как на производстве рабочие восстанавливали сплющенную металлическую трубку, заглушив один ее конец и закачав внутрь воду. Под действием давления трубка разогнулась, а ученому пришла в голову мысль использовать такой же элемент для измерений, но работать с воздухом, а не с водой.

Поршневые манометры

Несмотря на то, что поршневые манометры были созданы раньше деформационных, они получили меньшее распространение. Сегодня такие приборы используются для исследования скважин в нефте- и газодобывающей промышленности, а также для сверки показаний в лабораториях.

На рисунке ниже можно увидеть, из чего состоит манометр поршневого типа. В самом простом варианте это емкость с маслом, соединенная при помощи штуцера с измеряемой средой. В емкость погружен цилиндр с тщательно притертым поршнем (зазор между стенками цилиндра и поршнем должен быть минимальным). На торце поршня закреплена тарель, на которую могут укладываться грузы.

Снизу на поршень действует измеряемое давление Р, сверху оно уравновешивается некой силой, создаваемой весом самого поршня и грузов G1+ G2.

Давление под поршнем рассчитывается по формуле:

, где G1— масса грузов, G2— масса поршня с тарелью, g — ускорение свободного падения, F — площадь поршня.

Также давление можно выразить через силу согласно закону Паскаля:

P = F / S, где F — сила, действующая на поршень, S — площадь поршня.

С помощью поршневых маномеров впервые измеряли давление ученые-физики Георг Паррот и Эмиль Ленц. Но широкое распространение эти приборы получили благодаря некому Рухгольцу, который запустил их в массовое производство.

Выводы и полезное видео по теме

Видеоролик показывает способы снятия показаний давления воды в квартире в трёх водоразборных точках:

Видеоролик, автор которого предлагает доступный способ измерения давления воды в системе водоснабжения при помощи манометра, изготовленного из подручных средств:

Видео с советами по правильному монтажу на инженерных сетях циркуляционного проточного насоса:

Знание предписанных законодательством норм по давлению воды в водонапорной системе квартиры и правильное проведение процедуры его замеров очень важны для простого потребителя. Это позволит аргументировать свои законные требования к управляющей компании в случае нарушений ей социальных стандартов по водоснабжению.

Но главное, даже оставшись наедине с этой проблемой, следуя приведённым инструкциям, вполне доступно самостоятельно обеспечить комфортное пользование водой и защитить бытовые приборы и санитарно-технические устройства, использующие воду, от отказов в работе и преждевременного выхода из строя.

Вы неоднократно наблюдаете слабый напор в сети водоснабжения и хотите своими силами повысить его? Но у вас остались сомнения по выбору оптимального варианта для повышения давления? Спрашивайте совет у других пользователей и наших экспертов в блоке комментариев.

А может вы самостоятельно установили оборудование, повышающее давление, и теперь хотите поделиться своим опытом? Пишите свои рекомендации, добавляйте фото вашего насоса/станции под этой статьей.

Давление — физическая величина, численно равная силе, действующей на единицу площади поверхности перпендикулярно этой поверхности. Для обозначения давления обычно используется символ p — от лат.pressЕ«ra (давление).

Давление на поверхность может иметь неравномерное распределение, поэтому различают давление на локальный фрагмент поверхности и среднее давление на всю поверхность.

Давление на локальной площади поверхности определяется как отношение нормальной составляющей силы dFn, действующей на этот фрагмент поверхности, к площади этого фрагмента dS:

p = dFn/dS

Среднее давление по всей поверхности есть отношение нормальной составляющей силы Fn, действующей на данную поверхность, к её площади S:

pср = Fn/S

Измерение давления газов и жидкостей выполняется с помощью манометров, дифманометров, вакуумметров, датчиков давления, атмосферного давления — барометрами.

Единицы измерения давления имеют давнюю историю и с учетом разных сред (жидкость, газ, твердое тело) достаточно разнообразны. Приведем основные.