Тип измеряемого давления абсолютное

Числовое
значение давления определяется не
только принятой системой единиц, но и
выбранным началом отсчета. Исторически
сложились три системы отсчета давления:
абсолютная, избыточная и вакуумметрическая
(рис.2.2).

Рис. 2.2. Шкалы давления.
Связь между давлением

абсолютным, избыточным
и вакуумом

отсчитывается от абсолютного нуля (рис.
2.2). В этой системе атмосферное давление

.
Следовательно, абсолютное давление
равно

Абсолютное
давление всегда является величиной
положительной.

Избыточное
давление

отсчитывается от атмосферного давления,
т.е. от условного нуля. Чтобы перейти от
абсолютного к избыточному давлению
необходимо вычесть из абсолютного
давления атмосферное, которое в
приближенных расчетах можно принять
равным 1ат:

Иногда
избыточное давление называют
манометрическим.

Вакуумметрическим
давлением или вакуумом

называется недостаток давления до
атмосферного

Избыточное
давление показывает либо избыток над
атмосферным, либо недостаток до
атмосферного. Ясно, что вакуум может
быть представлен как отрицательное
избыточное давление

Как
видно, эти три шкалы давления различаются
между собой либо началом, либо направлением
отсчета, хотя сам отсчет может вестись
при этом в одной и той же системе единиц.
Если давление определяется в технических
атмосферах, то к обозначению единицы
давления (ат)
приписывается ещё одна буква, в зависимости
от того, какое давление принято за
«нулевое» и в каком направлении ведется
положительный отсчет.

–
вакуум составляет 0,1 кг/см2.

Чаще
всего инженера интересует не абсолютное
давление, а его отличие от атмосферного,
поскольку стенки конструкций (бака,
трубопровода и т.п.) обычно испытывают
действие разности этих давлений. Поэтому
в большинстве случаев приборы для
измерения давления (манометры, вакуумметры)
показывают непосредственно избыточное
(манометрическое) давление или вакуум.

Единицы
давления.
Как следует из самого определения
давления, его размерность совпадает с
размерностью напряжения, т.е. представляет
собой размерность силы, отнесенную к
размерности площади.

За
единицу давления в Международной системе
единиц (СИ) принят паскаль

— давление, вызываемое силой

,
равномерно распределенной по нормальной
к ней поверхности площадью

.
Наряду с этой единицей давления применяют
укрупненные единицы: килопаскаль (кПа)
и мегапаскаль (МПа):

В
технике в настоящее время в некоторых
случаях продолжают применять также
техническую МКГСС (метр, килограмм-сила,
секунда, а) и физическую СГС (сантиметр,
грамм, секунда) системы единиц. Используются
также внесистемные единицы — техническую
атмосферу и бар:

Не
следует также смешивать техническую
атмосферу

Свойства гидростатического давления

Гидростатическое
давление обладает двумя основными
свойствами.

1-ое
свойство.
Силы гидростатического давления в
покоящейся жидкости всегда направлены
внутрь по нормали к площадке действия,
т.е. являются
сжимающими.

Это
свойство доказывается от противного.
Если предположить, что силы направлены
по нормали наружу, то это равносильно
появлению в жидкости растягивающих
напряжений, которых она воспринимать
не может (это вытекает из свойств
жидкости).

2-ое
свойство.
Величина гидростатического давления
в любой точке жидкости по всем на­правлениям
одинаково, т.е. не зависит от ориентации
в пространстве площадки, на которую оно
действует

–
то же по произвольному направлению

Для
доказательства этого свойства выделим
в неподвижной жидкости элементарный
объем в форме тетраэдра с ребрами,
параллельными координатным осям и
соответственно равными

Рис. 2.3. Схема для
доказательства свойства

о независимости
гидростатического давления от направления

-гидростатическое
давление, действующее на грань, нормальную
к оси

–
давление на грань, нормальную к оси

–
давление на грань, нормальную к оси

–
площадь этой грани;

Запишем
условия равновесия для тетраэдра (как
для твердого тела) в виде трех уравнений
проекций сил и трех уравнений моментов:

При
уменьшении в пределе объема тетраэдра
до нуля система действующих сил
преобразуется в систему сил проходящих
через одну точку, и, таким образом,
уравнения моментов теряют смысл.

Таким
образом, внутри выделенного объема на
жидкость действует единичная массовая
сила, проекции ускорений которой равны

.
В гидравлике принято массовые силы
относить к единице массы, а так как

Составим
уравнение равновесия выделенного объема
жидкости в направлении оси

– проекция силы от гидростатического
давления

–
проекция силы от давления

Разделив
уравнение (2.2) на площадь

,
которая
равна пло­щади проекции наклонной
грани

При
стремлении размеров тетраэдра к нулю
последний член уравнения, содержащий
множитель

,
также
стремится к нулю

Следовательно,
в пределе получим

Аналогично
составляя уравнения равновесия вдоль
осей

Так
как размеры тетраэдра

взяты
произвольно, то, следовательно, в пределе
при стягивании тетраэдра в точку давление
в этой точке по всем направлениям будет
одинаково. Что и требовалось доказать.

Рассмотренное
свойство давления в неподвижной жидкости
имеет место также при движении невязкой
(идеальной) жидкости. При движении же
реальной жидкости возникают касательные
напряжения, вследствие чего давление
в реальной жидкости указанным свойством,
строго говоря, не обладает.

В
общем случае
давление
в точке зависит от координат рассматриваемой
точки, а при неустановившемся движении
жидкости может изменяться в каждой
данной точке с течением времени:

При
измерении давления можно в качестве
начала отсчета брать давление, равное
0. Тогда измеренное давление называют
абсолютным. Если же давление измеряется
относительно атмосферного, то такое
давление называют избыточным. Таким
образом,

Как
видно из формулы, при

максимальным значением вакуумметрического
давления является давление, равное
атмосферному. Строго говоря, абсолютное
давление не может быть равно 0, его
минимум – это давление насыщенных паров
жидкости, но для нелетучих жидкостей
эта величина незначительная, поэтому,
в первом приближении, допустимо принять

представляет собой высоту столба данной
жидкости, создающего своим весом давление

Применяя
основное уравнение гидростатики для
пьезометра, получим:

носит наименование вакуумметрической
высоты.

Очевидно,
что если на свободную поверхность
покоящейся жидкости действует атмосферное
давление, то пьезометрическая высота
для любой точки объема равна глубине
ее расположения. Исторически сложилось
так, что давление иногда задают высотой
столба той или иной жидкости, хотя
правильно было бы говорить не о давлении,
а о пьезометрической высоте или напоре.
Известно, что давление, равное одной
физической атмосфере, создается столбом
ртути в 760 мм. Вычислим его значение:

1 Приборы для измерения давления.

Для
измерения давления в капельных жидкостях
и газах применяются жидкостные,
механические, электрические и
комбинированные приборы. Измерения
положительной разности между абсолютным
и атмосферным давлениями производятся
манометрами. Прибор, предназначенный
для измерения положительной разности
между атмосферным давлением и абсолютным,
называется вакуумметром. Мановакуумметрами
могут измерять как избыточное, так и
вакуумметрическое давление. Дифференциальный
манометр предназначен для измерения
разности давлений в двух точках.
Жидкостные приборы основаны на
использовании основного уравнения
гидростатики:

– весовое давление;

–
плотность жидкости, применяемой в
приборе.

называется пьезометрической высотой.
В случае

Пьезометр
применяется для измерения избыточного
давления и представляет собой стеклянную,
установленную строго вертикально трубку
с открытым в атмосферу верхним концом.
Нижний конец трубки соединяется с местом
измерения давления. Под действием
давления жидкость в трубке поднимается
на высоту

,
измеряемую по линейной шкале.

жидкости определяется по зависимости

– показание пьезометра;

– глубина точки

под уровнем нуля шкалы прибора.
Пьезометрическая высота в точке

. U-образный мановакуумметр представляет
собой U-образную стеклянную трубку 1,
заполненную до некоторого уровня рабочей
жидкостью, более тяжелой, чем жидкость,
давление которой измеряется. Одно из
колен трубки соединяется с местом
измерения, другое открыто в атмосферу.
Если давление

на уровне рабочей жидкости в левом
колене больше атмосферного, то под его
действием жидкость в левом колене
опустится, а в правом поднимется. Если
давление

меньше атмосферного, то жидкость в левом
колене поднимется, а в правом опустится.
Разность

высот уровней жидкости в коленах является
показанием прибора. Избыточное

давление в произвольной точке

жидкости находятся по зависимостям:

Различают
следующие виды давления: барометрическое,
абсолютное,
манометрическое и вакуумметрическое.

Барометрическое
(или атмосферное) давление pб
зависит от места
над уровнем моря и от погоды. За нормальное
барометрическое давление
принимают давление, равное 760 мм рт. ст.,
что соответствует
101325

Давление, вычисляемое
по соотношению

Абсолютное
давление в точке равно сумме внешнего
поверхностного и весового давления.

Если к свободной
поверхности приложено барометрическое
давление pб,
то есть pб=ро
и
основное уравнение гидростатики
перепишем так

Если в данной
точке жидкости абсолютное давление
меньше барометрического, то разность
между барометрическим и абсолютным
давлениями называется вакуумметрическим
давлением pвак.

отрицательным
быть не может, поэтому вакуумметрическое
давление не может быть больше
барометрического.

Приборами
для измерения барометрического давления
служат барометры
различных конструкций.

Пусть
необходимо измерить давление на уровне
1-1. Если на этом
уровне сделать отверстие и присоединить
к нему стеклянную трубку
П, то жидкость в этой трубе поднимется
под действием давления
на некоторую высоту h.

Hайдем
соотношение между 1

,
1 м вод. ст.
и 1 мм рт. ст.

При
высоте водного столба h=1
м
давление

При
высоте ртутного столба h
= 1 мм
давление

Для
измерения вакуумметрического давления
применяется вакуумметр.
Допустим, что требуется измерить
вакуумметрическое давление
воздуха в сосуде S,
т.е. величину

,
где pa
– абсолютное
давление в сосуде.

Присоединим
к сосуду изогнутую трубку, опущенную в
жидкость.

Вакуумметрическому
давлению будет соответствовать высота
подъема

жидкости в изогнутой трубке над уровнем
в резервуаре.

Сила давления жидкости на плоскую стенку

Гидростатическое
давление представляет собой систему
параллельных сил, действующих в одну
сторону и перпендикулярных к плоскости
стенок (рис.
21).

возьмем начало
координат в плоскости
приведенного
уровня на линии пересечения с плоскостью
площадки, приняв
линию пересечения за ось oy1
и направив ось
oz1
вертикально вниз, кроме того в плоскости
площадки возьмем
вспомогательные
оси
oy и
ox,
совместив oy1
и oy.

Последний
интеграл равен площади площадки S,
умноженной на координату
центра тяжести z1c

выражает объем цилиндрического столба
с основанием
S
и высотой
z1c
и мы приходим к выводу, что
давлениетяжелой
жидкости на плоскую площадку измеряется
весомцилиндрического
столба этой жидкости, который был бы
расположеннад
площадкой, если бы она лежала горизонтально
на глубине своегоцентра
тяжести.

Сосуды различной
формы, но с одинаковой площадью дна,
наполненные жидкостью на одну и ту же
высоту H, имеют одинаковую силу давления
на дно (
рис. 22 ).

а б в

физическая величина, численно равная силе, действующей на единицу площади поверхности перпендикулярно этой поверхности.

Перевод единиц измерения давления онлайн.

Различают три основных вида давления:

Вид давления непосредственно связан со сравнением его относительно атмосферного давления (Рат).  или с использованием атмосферного давления.

Избыточное давление (Ризб) это величина показывающие на сколько давление в оборудовании или трубопроводе выше атмосферного давления.  Т.е. если давление измеряют относительно атмосферного давления, то такое давление называется избыточным. Избыточное давление измеряется с помощью манометров.

Избыточное давление широко применяется в эксплуатации, в том числе:

Абсолютное давление (Рабс) это величина давления с учетом действующего атмосферного давления, т.е.:

Рабс=Ризб + Рат;

Другим словами, если давление определяют относительно давления равного 0, то  измеренное давление называют абсолютным.

Абсолютное давление применяется в основном инженерно-техническим персоналом (ИТР) при инженерных расчетах и  в расчетах  при выборе оборудования (основных на применении абсолютного давления). Ярким примером использования абсолютного давления в расчетах служит уравнениеидеального

Примером использования абсолютного давления являются:

В случаях когда атмосферное давления больше абсолютного давления речь идет о вакуумметрическом давлении (Рвак). Т.е.  вакуумметрическое давление это величина давления показывающая на сколько атмосферное давления больше абсолютного давления.

Рвак=Рат  — Рабс;

Вакуум широко применяется в технологических процессах на промышленных предприятиях. На всех этих объектах применяется вакуумметрическое давление на стадиях проектирования, монтажа и эксплуатации.

Дополнительная классификация давления в инженерных расчетах.

Это давление создаваемое  собственным весом жидкости (газа) в определенном сечении, то есть:

Pg=Fg/S, где Fg — вес столба жидкости (газа), S — площадь сечения.

Другая наиболее распространения форма записи гидростатического давления (после преобразования) представляет из себя формулу:

Pg=ρgh, где ρ — плотность жидкости (газа), g — ускорение свободного падения, h — высота столба жидкости (газа).

Гидростатического давления учитывается при расчет открытых систем (связанных с атмосферой). В открытых системах низкого давления учитывать необходимо обязательно  (например: вентиляция, системы дымоудаления, газопроводы низкого давления и т.д.).

Примерами гидростатического давления могут служить  атмосферное давление, различные гидравлические затворы (например гидрозатвор на деаэраторе), использующие вес водяного столба для предохранения от повышения давления в системы выше допустимого.

Рассчитать гидростатическое давление можно в отдельной теме.

Естественное давление обычно рассчитывают по формуле (выведенной из разности гидростатических давлений в двух сечения с разной плотностью):

Pe =( ρ1 — ρ2)ghe,

где ρ1  — плотность жидкости (газа) в 1-ом сечении, ρ2  — плотность жидкости (газа) в 1-ом сечении, he — разность высотных отметок двух сечений.

Рассчитать естественное давление можно в отдельной теме.

Видеоматериал по теме давление и виды давления

Для измерения давления используются измерительные приборы под общим названием — манометры (согласно ГОСТ 8.271-77 манометр это измерительный прибор или измерительная установка для измерения давления или разности давлений). Но в практике сложилось ассоциировать манометры с измерением избыточного давления.

Общая классификация манометров.

Основные виды измеряемого давления разобраны выше. Типы измеряемых давлений шире и содержит производные типы от основных:

По принципу действия.

По принципу действия манометров общий список классификации включает:

В промышленности широко применяются следующие типы манометров:

Жидкостные манометров — манометр, принцип действия которого основан на уравновешивании измеряемого давления, или разности давлений, давлением столба жидкости.

Грузопоршневые манометры — манометр, принцип действия которого основан на уравновешивании измеряемого давления давлением, создаваемым весом поршня с грузоприемным устройством, и грузов с учетом сил жидкостного трения.

Трубчато-пружинный манометры- деформационный манометр, в котором чувствительным элементом является трубчатая пружина.

Видеоматериал по теме типы манометров

Манометры точности измерения согласно ГОСТ 8.271-77 «Манометры, вакуумметры, мановакуумметры, напоромеры, тягомеры и тягонапоромеры. Общие технические условия» классифицируются на несколько классов точности:

• 0,4*;
• 0,6;
• 1,5;
• 2,5;

Примечание: * Устанавливается по заказу потребителя.

Класс точности манометра отражает пределы допустимой основной погрешности в % от диапазона показания шкалы.

Нормы (ГОСТ) устанавливает зависимость диаметра или размера лицевой панели корпуса манометру классу точности:

Манометры в зависимости от области применения и рабочей среду по назначению классифицируются:

Манометры в зависимости от способа фиксации давления классифицируются:

В зависимости от метрологического назначения манометры делятся:

Расчет давления (классическая формула).

Результат расчета давления (Pf)

Формула расчета давления

Поделится ссылкой на расчет давления:

Расчет абсолютного давления.

Введите давление (избыточное) (P1)

Введите давление (атмосферное) (Pat)

Результат расчета давления (абсолютного) (Pa)

Формула расчета давления (абсолютного)

Всё на всё оказывает давление. Значит давление – это такая физическая величина, которая равна силе, действующей на единицу площади. Другими словами, чтобы найти давление, нужно силу разделить на площадь. В латинице для обозначения давления используют знак P.

Атмосферное давление (барометрическое)

Атмосферное давление – это давление воздуха на землю.

Давление, которое больше всего важно для земной жизни – окружающее нас давление. Обозначается как “amb” от ambiens — окружающий. Это давление, образующееся путем силы, которую оказывает атмосфера на землю. Несмотря на то, что воздух прозрачен и мы не можем его ни потрогать, ни увидеть, мы знаем, что у него есть масса. Она оказывает давление на поверхность земли. Это и принято называть атмосферным давлением. Нормальное атмосферное давление равно 101,325 кПа.

Обратите внимание: чем больше высота над уровнем моря, тем ниже давление.

Также, благодаря прогнозам погоды, нам хорошо известно, что атмосферное давление меняется в зависимости от капризов погоды.

Оно представляет собой разницу между абсолютным и атмосферным давлением. Также такое давление можно создать искусственно в сосудах, паровых или водогрейных котлах. Избыточное давление показывает разницу между давлением внутри сосуда и атмосферным.

Если давление превышает атмосферное, то говорят о положительном избыточном давлении, если наоборот — используют понятие отрицательного избыточного давления.

Абсолютное – это давление, отсчет которого производят от абсолютного нуля (вакуума).

Понять, о каком давлении идет речь, можно по указателям “abs”, “amb”, “e”,которые находятся рядом с обозначением давления — буквой P:

Измерение абсолютного и избыточного давления

Атмосферное давление измеряют барометром, поэтому его еще называют барометрическим и обозначают Pamb или Pбар.

Нормальное атмосферное давление равно 1 атм=1,033 ат=1,013 x 100 000 Па=760 мм рт.ст.

Избыточное давление измеряют манометром, поэтому его еще называют манометрическим и обозначают Pe или Pизб.