Что такое разряжение в сосуде
Очень часто к нам обращаются люди, которые хотят купить вакуумный насос, но слабо представляют, что такое вакуум. Попытаемся разобраться, что же это такое. По определению, вакуум – это пространство, свободное от вещества (от латинского слова «vacuus» – пустой). Существует несколько определений вакуума: технический вакуум, физический вакуум, космический вакуум и т.д. Мы будем рассматривать технический вакуум, который определяется как сильно разреженный газ. Рассмотрим на примере, что такое вакуум и как его измеряют. На нашей планете существует атмосферное давление, принятое за единицу (одна атмосфера). Оно меняется в зависимости от погоды, высоты на уровнем моря, но мы не будем принимать это во внимание, так как это не будет никак влиять на понимание понятия вакуум. Итак, мы имеем давление на поверхности земли равное 1 атмосфере. Всё, что ниже 1 атмосферы (в закрытом сосуде), называется техническим вакуумом. Возьмём некий сосуд и закроем его герметичной крышкой. Давление в сосуде будет равно 1 атмосфере. Если мы начнём откачивать из сосуда воздух, то в нём возникнет разряжение, которое и называется вакуумом. Рассмотрим на примере: в левом сосуде 10 кружочков. Пусть это будет 1 атмосфера. «откачаем» половину – получим 0,5 атм, оставим один – получим 0,1 атм.
Так как в сосуде всего одна атмосфера, то и максимально возможный вакуум мы можем получить (теоретически) ноль атмосфер. “Теоретически” – т.к. выловить все молекулы воздуха из сосуда практически невозможно. По этому, в любом сосуде, из которого откачали воздух (газ) всегда остается какое-то его минимальное количество. Это и называют “остаточным давлением”, то есть давление, которое осталось в сосуде после откачки из него газов. Существуют специальные насосы, которые могут достичь глубокого вакуума до 0,00001 Па, но всё равно не до нуля. В обычной жизни редко когда требуется вакуум глубже 0,5 – 10 Па (0,00005-0,0001 атм). Есть несколько вариантов измерения вакуума, которые зависят от выбора точки отсчёта: 1. За единицу принимается атмосферное давление. Всё, что ниже единицы – вакуум. То есть шкала вакуумметра от 1 до 0 атм (1…0,9…0,8…0,7…..0,2…0,1….0). 2. За ноль принимается атмосферное давление. То есть вакуум – все отрицательные числа меньше 0 и до -1. То есть шкала вакуумметра от 0 до -1 (0, -0,1…-0,2….,-0,9,…-1). Также шкалы могут быть в кПа, mBar, но это всё аналогично шкалам в атмосферах. На картинке показаны вакуумметры с различными шкалами, которые показывают одинаковый вакуум:
Из всего сказанного выше видно, что величина вакуума не может быть больше атмосферного давления. К нам почти каждый день обращаются люди, которые хотят получить вакуум -2, -3 атм и т.д. И они очень удивляются когда узнают, что это невозможно (кстати, каждый второй из них говорит, что “вы сами ничего не знаете”, “а у соседа так” и т.д. и.т.п.) На самом деле, все эти люди хотят формовать детали под вакуумом, но чтобы прижим детали был более 1 кг/см2 (1 атмосферы). Этого можно достичь, если накрыть изделие плёнкой, откачать из под неё воздух (в этом случае, в зависимости от созданного вакуума, максимальный прижим составит 1 кг/см2 (1 атм=1 кг/см2)), и после этого поместить это всё в автоклав, в котором будет создано избыточное давление. То есть для создания прижима в 2 кг/см2, достаточно создать в автоклаве избыточное давление в 1 атм.
Теперь несколько слов о том, как многие клиенты измеряют вакуум на выставке ООО “Насосы Ампика”, у нас в офисе: включают насос, прикладывают палец (ладонь) к всасывающему отверстию вакуумного насоса и сразу делают вывод о величине вакуума. Обычно, все очень любят сравнивать советский вакуумный насос 2НВР-5ДМ и предлагаемый нами его аналог VE-2100. После такой проверки, всегда говорят одно и тоже – вакуум у 2НВР-5ДМ выше (хотя на самом деле оба насоса выдают одинаковые параметры по вакууму). В чем же причина такой реакции? А как всегда – в отсутствии знаний законов физики и что такое давление вообще. Немного ликбеза: давление «P» – это сила, которая действует на некоторую площадь поверхности, направленная перпендикулярно этой поверхности (отношение силы «F» к площади поверхности «S»), то есть P=F/S. По-простому – это сила, распределённая по площади поверхности. Из этой формулы видно, что чем больше площадь поверхности, тем меньше будет давление. А также сила, которая потребуется для отрыва руки или пальца от входного отверстия насоса, прямо пропорциональна величине площади поверхности (F=P*S). Диаметр всасывающего отверстия у вакуумного насоса 2НВР-5ДМ – 25 мм (площадь поверхности 78,5 мм2). Диаметр всасывающего отверстия у вакуумного насоса VE-2100 – 6 мм (площадь поверхности 18,8 мм2). То есть для отрыва руки от отверстия диаметром 25 мм, требуется сила в 4,2 раза большая, чем для диаметра отверстия 6 мм (при одинаковом давлении). Именно по этому, когда вакуум измеряют пальцами, получается такой парадокс. Давление «P», в этом случае, рассчитывается как разница между атмосферным давлением и остаточным давлением в сосуде (то есть вакуумом в насосе). Как посчитать силу прижима какой-либо детали к поверхности? Очень просто. Можно воспользоваться формулой приведенной выше, но попробуем объяснить попроще. Например, пусть требуется узнать, с какой силой может быть прижата деталь размером 10х10 см при создании под ней вакуума насосом ВВН 1-0,75. Берём остаточное давление, которое создаёт этот вакуумный насос серии ВВН. Конкретно у этого водокольцевого насоса ВВН 1-0,75 оно составляет 0,4 атм. 1 атмосфера равна 1 кг/см2. Площадь поверхности детали – 100 см2 (10см х10 см). То есть, если создать максимальный вакуум (то есть давление на деталь будет 1 атм), то деталь прижмётся с силой 100 кг. Так как у нас вакуум 0,4 атм, то прижим составит 0,4х100=40 кг. Но это в теории, при идеальных условиях, если не будет подсоса воздуха и т.п. Реально нужно это учитывать и прижим будет на 20…40% меньше в зависимости от типа поверхности, скорости откачки, и т.п. Теперь пару слов о механических вакуумметрах. Эти устройства показывают остаточное давление в пределах 0,05…1 атм. То есть он не покажет более глубокого вакуума (будет всегда показывать «0»). Например, в любом пластинчато-роторном вакуумном насосе, по достижении его максимального вакуума, механический вакуумметр всегда будет показывать «0». Если требуется визуальное отображение значений остаточного давления, то нужно ставить электронный вакуумметр, например VG-64. Часто к нам приходят клиенты, которые формуют детали под вакуумом (например, детали из композиционных материалов: углепластика, стеклопластика и т.п.), это нужно для того, чтобы во время формовки из связующего вещества (смолы) выходил газ и тем самым улучшались свойства готового продукта, а так же деталь прижималась к форме плёнкой, из-под которой откачивают воздух. Встаёт вопрос: каким вакуумным насосом пользоваться – одноступенчатым или двухступенчатым? Обычно думают, что раз вакуум у двухступенчатого выше, то и детали получаться лучше. Вакуум у одноступенчатого насоса 20 Па, у двухступенчатого 2 Па. Кажется, что раз разница в давлении в 10 раз, то и прижиматься деталь будет гораздо сильнее. Но так ли это на самом деле? 1 атм = 100000 Па = 1 кг/см2. Значит разница в прижиме плёнки при вакууме 20 Па и 2 Па составит 0,00018 кг/см2 (кому не лень – посчитает сам). То есть, практически, разницы никакой не будет, т.к. выигрыш в 0,18 г в силе прижима погоды не сделает. Расчет времени вакуумирования емкости Как рассчитать за какое время вакуумный насос откачает вакуумную камеру? В отличии от жидкостей, газы занимают весь имеющийся объем и если вакуумный насос откачал половину воздуха, находящегося в вакуумной камере, то оставшаяся часть воздуха вновь расширится и займет весь объем. Ниже приведена формула для вычисления этого параметра. t = (V/S)*ln(p1/p2)*F, где t – время (в часах) необходимое для откачки вакуумного объема от давления p1 до давления p2 V – объем откачиваемой емкости, м3 S – быстрота действия вакуумного насоса, м3/час p1 – начальное давление в откачиваемой емкости, мбар p2 – конечное давление в откачиваемой емкости, мбар ln – натуральный логарифм F – поправочный коэффициент, зависит от конечного давления в емкости p2: – p2 от 1000 до 250 мбар F=1 – p2 от 250 до 100 мбар F=1,5 – p2 от 100 до 50 мбар F=1,75 – p2 от 50 до 20 мбар F=2 – p2 от 20 до 5 мбар F=2,5 – p2 от 5 до 1 мбар F=3 В двух словах, это всё. Надеемся, что кому-нибудь эта информация поможет сделать правильный выбор вакуумного оборудования и блеснуть знаниями за кружкой пива… |
Источник
Если обозначить Ра – абсолютное давление, – барометрическое, или атмосферное, давление, Р – избыточное (по манометру) давление и Р – давление вакуума (разрежение), то. можно написать [c.410]
Давление абсолютное, избыточное и разрежение (вакуум). [c.32]
Различают абсолютное и избыточное давление. Абсолютным (полным) называют давление, отсчитываемое от абсолютного нуля, т. е. истинное давление. Оно может быть как выше, так и ниже атмосферного. Если абсолютное давление ниже атмосферного, его называют остаточным. Разность между атмосферным и остаточным давлением называют вакуумом или разрежением. Избыточное давление представляет собой разность между абсолютным давлением и давлением окружающей среды. [c.199]
ИЗБЫТОЧНОЕ ДАВЛЕНИЕ, РАЗРЕЖЕНИЕ И АБСОЛЮТНОЕ ДАВЛЕНИЕ [c.12]
Абсолютное давление равно избыточному давлению, которое показывает стрелка манометра, плюс давление атмосферы, измеряемое барометром. При разрежении же абсолютное давление 14 [c.14]
Давление абсолютное, избыточное и разрежение (вакуум). Если гидростатическое давление определяют с учетом атмосферного, то такое давление называют полным или абсолютным, т. е. [c.29]
Приборы для измерения давления (манометры или вакуумметры) показывают не абсолютное давление р , внутри замкнутого объема, а разность между абсолютным и атмосферным, или барометрическим, давлением р м- Эту разность называют избыточным давлением р , если давление в объеме превышает атмосферное, и разрежением Рразр, если оно ниже атмосферного (в системе вакуум). Таким образом [c.25]
При измерении давлений различают абсолютное давление р , избыточное давление и разрежение р . [c.152]
Если при заданном состоянии газа абсолютное давление р его в сосуде является вполне определенной величиной, то избыточное давление ризб. или разрежение V, как видно из выражений (2.93) и (2.95), не являются определенными параметрами, т. е. зависят не только от абсолютного давления р, но и от величины барометрического давления ра, которое может быть переменной величиной. [c.55]
Жидкостные манометры служат для градуировки и поверки приборов други Х систем, для измерения небольших избыточных давлений, разрежений, очень малых абсолютных давлений, а также атмосферного давления. [c.174]
В системах пыле- и золоулавливания газ находится под абсолютным давлением Рабе, которое складывается из атмосферного барометрического Рбар и избыточного давления или разрежения р, Па, т. е. [c.30]
При построении эпюр абсолютное давление откладывают от линии абсолютного нуля давлений. Избыточное давление, превышающее атмосферное, откладывают вверх от линии атмосферного давления, а давление меньше атмосферного (разрежение) откладывают вниз. Отрицательными могут быть относительное полное и статическое давления во всасывающем воздуховоде. Динамическое давление всегда положительное. [c.917]
Избыточным давлением жидкости называется разница между абсолютным давлением жидкости внутри трубопроводэ и таким же давлением окружающей атмосферы. Выражения вроде разрежение в миллиметрах ртутного столба (или столба другой жидкости) , вакуум в kz m и т. п. обозначают отрицательное давление, т. е. давление меньще атмосферного. Отсчеты обычных манометров на трубопроводах выражаются в мерах избыточного давления. [c.833]
Если давление газа Дольше атмосферного, то его называют положительным или избыточным, а если оно меньше-отрицательным или разрежением. Приборы, служащие для измерения давления газов в печах, или, как их называют, тягомеры, показывают не абсолютное давление газа, а насколько оно больше или меньше атмосферного. Тягомеры или манометры бывают самых разнообразных конструкций. Простейшим из них является стеклянная подковообразная трубка, наполненная жидкостью (рис. 69), Когда оба конца трубки открыты, то вода стоит в обоих коленах на одинаковом уровне. Соединим один конец трубки [c.171]
Пример 6-5. Вакуумметр, установленный на всасывающем патрубке насоса, показывает разрежение, равное/>вак.= 440 мм рт. ст., манометр на нагнетательном патрубке того же насоса показывает избыточное давление 1,6 бар. Барометрическое давление В = 1 бар (750 мм рт. ст.). Определить абсолютное давление жидкости во всасывающем и нагнетательном патрубка насоса (в бар, ат, кгс/м и h m ). [c.132]
Избыточное давление может иметь положительное и отрицательное значение. Если из замкнутого объема удалить часть воздуха или газа, то абсолютное давление внутри объема станет меньше атмосферного. Такое состояние называется разрежением. Для измерения давления и разрежения используют одинаковые единицы измерения. [c.17]
Рн = Рб – Ра-Абсолютное и избыточное давление обычно выражают в кПсм и кПм , а разрежение – в мм рт. ст. или мм вод. ст. [c.152]
Разрежение во всасывающих трубопроводах измеряют с помощью вакуумметров, установленных на всасывающих патрубках насосов. Если во всасывающих патрубках может возникнуть избыточное давление, например, когда насосы некоторое время работают под заливом, то на этих патрубках следует устанавливать мановакуумметры – приборы, которые могут измерять и вакуум, и избыточное давление. В этих случаях можно применять также манометры абсолютного давления. [c.190]
Приборы, измеряющие избыточное давление, называют манометрами, абсолютное – барометрами и разрежение – вакуумметрами. [c.315]
В технике различают давления, отсчитываемые от абсолютного вакуума и от барометрического давления. Первое называют абсолютным давлением, а второе, в зазисмости от того, больше оно или меньше барометрического – избыточным давлением или разрежением. [c.31]
Так как большие количества воздуха подаются на станцию или под разрежением, или при очень небольшом избыточном давлении, сечение воздухопровода достигает нескольких квадратных метров. Поэтому удаленный воздухозабор представляет собой дорогостоящее сооружение. Кроме того, большая протяженность воздухозабора приводит к увеличению расхода энергии на сжатие воздуха и снижению производительности компрессоров вследствие нагрева воздуха и снижения абсолютного давления на всасе. Все это заставляет приближать станцию разделения воздуха к наиболее чистой зоне воздушного бассейна. [c.181]
Большие давления принято измерять в технических атмосферах. Давление можно отсчитывать от абсолютного вакуума, тогда оно измеряется в абсолютных атмосферах (ата), и от атмосферного давления, тогда оно измеряется в избыточных атмосферах (ати). Отсчеты величины давления выше атмосферного могут быть обозначены знаком плюс, а ниже – знаком минус (разрежение, вакуум). [c.12]
Итак, хотя абсолютное давление газов понижается по мере перемещения их вверх, разрежение все же уменьшается. Это значит, что разность между давлением воздуха на данной высоте около трубы и давлением газов в трубе на той же высоте будет падать до момента уравнивания этих давлений на выходе из трубы. Это и понятно, так как по мере перемещения газов вверх давление более тяжелого, холодного воздуха должно уменьшаться быстрее, чем давление легких топочных газов. Этот факт имеет также значение и в других процессах. Легко понять, почему, например, светильный газ имеет более высокое давление в зданиях на верхних этажах, чем на нижних. Ибо давление легкого газа понижается медленнее, чем давление более тяжелого воздуха поэтому разность на одном и том же уровне, т. е. избыточное давление газа, будет больше наверху, чем на нижних этажах. [c.128]
Различают также абсолютное давление, отсчитываемое от абсолютного вакуума, и давление, отсчитываемое от атмосферного. Во втором случае иногда давление большее, чем атмосферное, называют избыточным, а меньшее – разрежением. [c.11]
Измерение абсолютного и избыточного давления, разрежения и разности давлений может быть произведено с помощью одного из трех основных измерительных элементов 1) столбика жидкости с известной плотностью, высота которого используется для измерения давления 2) металлического элемента, деформирующегося под давлением и восстанавливающего форму с помощью противодействующей силы (например, пружины) или за счет сил упругости 3) различных электрических И электронных элементов, например, тензометров (приборов для измерения деформации), приборов, действие которых осйовано на явлении теплопро-водности или ионизации . [c.388]
Для прохода лагдкости или газа через фильтрующую перегородку, а в дальнейшем через перегородку и слой осадка, представляющие сопротивление потоку, требуется неренад давления, который ц является движущей силой ироцесса фильтрации. Перепад давления может создаваться весом столба жидкости над фильтрующей перегородкой (гидростатическая фильтрация), избыточным давлением жидкости, например ири подаче ео насосом (фиJ[ьтpaция под давлением), или, наконец, путем создания разрежения под фильтрующей перегородкой при помощи вакуум-насоса (фильтрация под вакуумом), причем в последнем случае движущей силой ироцесса будет разность между давлением над перегородкой атмосферы или среды инертного газа и абсолютным давлением под перегородкой, т. е. в конечном счете величина вакуума. [c.329]
Следует различать а) да,влен1ие атмосферное, б) давление маяо метрическое (избыточное) и в) давление абсолютное (полное). Абсолютное давление равно сумме атмосферного давления и избыточного. Если давление меньше атмосферного, то это давление обозначают как вакуум или разрежение. Абсолютное давление и манометрическое выражают обычно в кг/см . Атмосферное давление и вакуум-,в мм рт. ст. или в мм вод. ст. Приборы для измерения давления выше атмосферного называют манометрами, для измерения давления ниже атмосферного – вакуумметрами. Принципиальной разницы между этими приборами нет, и поэтому одни и те же приборы часто применяют для измерения давления и разрежения. [c.409]
Кроме приведенных в табл. I давлений, в практике приняты давления абсолютное, барометрическое, избыточное и разрежение (замеряемое вакууметром или жидкостным манометром). [c.4]
Под давлением подразумевают абсолютное его значение, отсчи тываемое от абсолютного вакуума. В практике вентиляции принято принимать значения давления, отсчитываемые от барометрического давления, причем при давлениях, больших барометрического, их называют избыточными, при меньших-разрежением. [c.6]
Манометры обычно показывают избыточное давление над барометрическим или разрежение. При технических расчетах обычно выражают абсолютное давление в Мн1м или кГ1м . Величина абсолютного давления определяется как сумма избыточного давления п [c.15]
Соотношение между абсолютным Рабе > избыточным и барометрическим р ар давлениями наглядно показано на рис. 7. Если избыточное давление или разрежение дается в мм столба жидкости, необходимо догтолнительное обозначение, указывающее, что имеется в виду избыточное давление или разрежение. [c.15]
Формулы Поле и Веймаута выведены для случая горизонтального газопровода. Если такой газопровод наполнен неподвижным газом (например закрыт с двух сторон задвижками), то давление газа в различных точках по длине газопровода одинаково. Если начало и конец газопровода имеют различные горизонтальные отметки, то давление в этих точках может оказаться различным. Это различие давлений по высоте газопровода имеет ту же природу, что и разрежение, вызываемое дымовой трубой, и объясняется различием в удельных весах газа и окружающего трубу воздуха. Действительно, статическое давление в газе, так же как и в жидкости, увеличивается с глубиной слоя и это увеличение на один метр глубины равно Y кг./м (или мм Н О), если у выражено в кг/м . Следовательно, увеличение давления с глубиной тем больше, чем больше удельный вес жидкости или газа. Для воды у = 1000 гг/ ж и поэтому на каждый метр глубины давление в воде увеличивается на 1000 иг/м (мт Н 0), для воздуха у = 1,293 кг/м следовательно на 1 м глубины давление увеличивается на 1,293 кг/м (мм Нг О). Если газопровод заполнен газом объемного веса у . а и имеет разность уровней между точками А и В, равную Н м, а избыточное давление газа в точке А равно р кг/м-, то избыточное давление газа в точке В найдем следующим образом. Избыточное давление в некоторой точке газопровода является разностью между абсолютным давлением газа и воздуха в этой точке. При переходе от точки А к точке В на высоту Я м абсолютное давление в воздухе уменьшилось на у воза Н кг/м , а в газе НЗ Y газ Н. Следовательно, разность между этими давлениями, которая в точке А составляла р кг/м , в точке В будет уже [c.349]
В хим. пром-стн распространены датчики, основанные обычио на принципе электрич. (реже-пневматич.) компенсации. Диапазон измерения от 100 Па до 1000 МПа, погрешность 0,5-1,5%. Нанб. перспективны приборы, действие к-рых основано на т. наз. тензорезистивном эффекте-изменении элеггрич сопротивления твердого проводника (чувствит. элемента) в результате его деформации, пропорциональной измеряемому давлению. Этн датчики отличаются простотой конструкции, небольшими габаритами и массой, повыш. виброустойчивостью, высокими динамич характеристиками и небольшой погрешностью (0,25-0,50%). В СССР разработан комплекс тензорезисторных преобразователей давления (избыточного и абсолютного, а также разрежения) и разности давлений с упругими чувст-вит. элементами на основе монокристаллич. подложек нз искусств, сапфира с кремниевыми тензорезисторами. Диапазон измерения от 60 до 10 Па, погрешность обычно не превышает 0,1, 0,25 или 0,5%. В комплекс входят также преобразователи гидростатич. давления, предназначенные для получения информации о плотности или уровне жидкостей, к-рые находятся в открытых либо закрытых резервуарах под давлением. Фланцевое крепление датчика к резервуару с рабочей жидкостью и бескамерная конструкция мембранного измерит, узла позволяют контролировать гид- [c.646]
Смотреть страницы где упоминается термин Избыточное давление, разрежение и абсолютное давление: [c.39] [c.31] [c.484] [c.10]
Источник