Виды давлений в сосудах

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

Гидростатическое давление, как и напряжение, в системе СГС измеряется в дин/см2, в системе МКГСС – кгс/м2, в системе СИ – Па. Кроме того, гидростатическое давление измеряется в кгс/см2, высотой столба жидкости (в м вод. ст., мм рт.ст. и т. д.) и, наконец, в атмосферах физических (атм) и технических (ат) (в гидравлике пока еще преимущественно пользуются последней единицей). Для перевода одних единиц измерения давления в другие Вы можете воспользоваться нашим конвертером давлений. В ней есть возможность перевести бар, Psi. ат в Па, МПа в м.вод. столба или ртутного столба и т.д.

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 pа называется избыточным давлением и обозначается ризб:

ризб = p – pа

или

ризб/γ = (p – pа)/γ = hп

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

На рисунке показан закрытый резервуар с жидкостью, на поверхности которой давление p0. 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:

рвак = pа – p

или

рвак/γ = (pа – p)/γ = hвак

где hвак – 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 hвак 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

Давление – действующая сила, находящаяся на поверхности тела, деленная на площадь данной поверхности. В системе СИ измеряется в Па (Паскалях). Метрологи измеряют давление в единицах измерения – миллибар, которая равно 100 Па. Для обозначения типа в нашем каталоге в разделе датчики давления у каждого датчика существует специально поле “Тип измеряемого давления”. Разберем какие бывают типы.

• Абсолютное давление (ДА)

Абсолютное давление – величина измеренная относительно давления равного абсолютному нулю. Другими словами, давление относительно абсолютного вакуума. Если вам нужен прибор этого типа или просто интересно как он выглядит, то тут можно посмотреть датчик этого типа.

• Барометрическое давление (ДБ)

Барометрическое давление – это абсолютное давление земной атмосферы. Свое название этот тип давления получил от измерительного прибора барометра, который как известно определяет атмосферное давление в определенный момент времени при определенно температуре и на определенной высоте над уровнем моря. Относительно этого давления определяются избыточное давление и вакуум.

• Давление избыточное (ДИ)

Избыточное давление имеет место в том случае если имеется положительная разность между измеряемым давлением и барометрическим. То есть избыточное давление – это величина на которую измеряемое давлением больше барометрического. Для измерения этого вида давления используют манометр. В качестве примера датчика этого типа можете посмотреть прибор Агат-100М-ДИ.

• Вакуум (разряжение) в топке котла, печи и т. д. (ДВ)

Вакуум или по-другому вакуумметрическое давление – это величина на которую измеряемое давление меньше барометрического. Если избыточное давление обозначается в положительных единицах, то вакуум в отрицательных. Например, датчик Агат-100М-ДВ, способный измерять вакуум. Приборы способные измерять этот тип давления называют вакуумметрами.

• Дифференциальное давление (ДД)

Дифференциальное давление имеет место если сравнивается одно давление относительно другого, причем ни одно из них не равно барометрическому. Избыточное давление и вакуум меряется относительно барометрического давления. Если же измерить эти величины относительно любой другой величины, то мы получим уже дифференциальное. Мы могли бы привести пример и датчика дифференциального давления, но лучше дадим вам ссылку на поиск с помощью которого можно найти датчик любого типа из описанных в этой статье типа.

• Гидростатическое давление (ДГ)

Гидростатическое давление – давление столба воды над условным уровнем. Измеряется высотой столба воды в единицах длины или в атмосферах. Благодаря полной удобоподвижности своих частиц капельные и газообразные жидкости, находясь в покое, передают давление одинаково во все стороны; давление это действует на всякую часть плоскости, ограничивающей жидкость, с силой Р, пропорциональной величине этой поверхности, и направленной по нормали к ней. Отношение Pw, т. е. давление р на поверхность равную единице, называется гидростатическим давлением.

Источник

ПОНЯТИЕ ДАВЛЕНИЯ:

Давление – это физическая величина, характеризующая интенсивность механического воздействия среды на поверхность тела в направлении, перпендикулярном к этой поверхности. Давление численно равно отношению усредненной перпендикулярной составляющей силы к величине поверхности:

где P – давление;

Fn – усредненная перпендикулярная составляющая силы;

S – площадь поверхности, где эта сила действует.

Физический смысл давления не сводится только к механической нагрузке, которую оказывает жидкость или газ на стенки трубопровода или резервуара. Давление является одной из ключевых теплотехнических величин и определяет:

• скорость и направление движения жидких и газообразных сред,

• плотность газов,

• агрегатное состояние вещества при заданной температуре,

• скорость и направление протекания многих химических реакций.

От той роли, которую играет давление в конкретном технологическом процессе, зависят требования к средствам измерения давления.

ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ:

Единицей давления в системе СИ является 1 Н/м² = 1 кг/(м·с²). Данная единица имеет специальное наименование «паскаль» и обозначение «Па» (международное обозначение – «Pa»). Согласно ГОСТ 8.417-2002, паскаль вместе со своими десятичными кратными и дольными единицами (кПа, МПа и т. д.) является единственной допущенной к применению в технике единицей давления.

Однако в силу традиций, а также соображений удобства (1 Па – слишком маленькая единица для большинства практических целей) на производстве до сих пор применяется ряд внесистемных единиц давления:

• «килограмм-сила на квадратный сантиметр», называемая также «технической атмосферой» (1 ат = 1 кгс/см² = 98,0665 кПа);

• «килограмм-сила на квадратный метр», численно равная «миллиметру водяного столба» (1 мм вод.ст. = 1 кгс/м² = 9,80665 Па);

• «миллиметр ртутного столба» или «торр» (1 мм рт. ст. = 1 торр = 133,322 Па);

• «бар» (1 бар = 100 кПа = 0,1 МПа);

• «физическая атмосфера» (1 атм = 760 мм рт. ст. = 101,325 кПа).

У контрольно-измерительных приборов производства США, Великобритании и других стран давление указывается в единицах системы мер, принятых в этих странах:

• «psi» – «фунт силы на квадратный дюйм» (1 psi = 6,894757 кПа),

• «inH2O» – «дюйм водяного столба» (1 inH2O = 249,089 Па) и т. д.

ВИДЫ ДАВЛЕНИЯ:

В зависимости от начала и направления отсчета различают следующие виды давления:

• абсолютное давление (Рабс.) соответствует определению давления, данному выше. Нулевое абсолютное давление имеет полный вакуум, который на практике недостижим. Отрицательных значений абсолютное давление принимать не может. Именно абсолютное давление используется во всех формулах молекулярной физики и термодинамики, в частности, при расчете плотности газов, при определении агрегатного состояния вещества и т. д.;

• атмосферное давление (Ратм.) – это абсолютное давление атмосферного воздуха у поверхности Земли. Атмосферное давление зависит от высоты над уровнем моря, ускорения свободного падения и метеоусловий и находится обычно в пределах 93…104 кПа (700…780 мм рт. ст.). Нормальное атмосферное давление принято равным 101,325 кПа (760 мм рт. ст., 1 атм).

• избыточное давление (Ризб. = Рабс. – Ратм.) – измеряется относительно атмосферного. Нулевое избыточное давление означает равенство абсолютного давления среды и атмосферного давления. Положительное избыточное давление имеют среды с абсолютным давлением, большим, чем атмосферное. Отрицательное избыточное давление соответствует разреженным средам и вакууму и часто обозначается термином «вакууметрическое давление» (Рв = Ратм. – Рабс. = – Ризб.) или «разрежение». При этом под «избыточным давлением» понимается только давление, большее атмосферного.

Необходимо отметить, что никаких принципиальных отличий между давлениями, большими атмосферного и меньшими атмосферного, не существует. Поэтому в дальнейшем под избыточным давлением будет пониматься также и разрежение, кроме случаев, когда необходимо учитывать знак давления (пределы измерений датчиков и т. д.).

• дифференциальное давление (∆Р = Р2 – Р1) – это разность давлений двух различных сред или одной среды в различных точках. В частности, избыточное давление (и разрежение) является дифференциальным давлением среды, измеренным относительно атмосферы. Поэтому любое средство измерения разности давлений может быть использовано для измерения избыточного давления и разрежения.

СООТНОШЕНИЕ МЕЖДУ РАЗЛИЧНЫМИ ВИДАМИ ДАВЛЕНИЯ:

Источник

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

Барометрическое давление

Барометрическое (атмосферное) давление рбзависит от высоты места над уровнем моря и от состояния погоды, За нормальное барометрическое давление принимают давление, равное 760 мм ртутного столба, что соот­ветствует 101325 Н/м2. На уровне моря барометрическое давление наблюдалось в пределах от 90 000 Н/м2до 110000 Н/м2. С высотой барометрическое давление убывает. Наоборот, в глубоких шахтах барометрическое давление значительно больше, чем на уровне моря.

Абсолютное и манометрическое давление

Давление равычисленное по уравнению (6), называется абсолютным. Рассмотрим наиболее распространенный в практике случай (рис.7), когда к свободной поверхности приложено баро­метрическое давление рб, т. е. р0= р6. Для этого случая основное уравнение гидростатики перепишется так:

(15)

Рис.7.

Давление

(16)

носит название маноме­трического, или избыточного. Таким образом, манометрическим давлением называется разность между абсолютным давлением раи барометрическим давлением рб, если ра> рб.

Вакуумметрическое давление

Если в какой-нибудь точке жидкости абсолютное давле­ние меньше барометрического, то разность между баро­метрическим и абсолютным давлениями называется вакуумметрическим давлением. Вакуумметрическое давление обозначается рвак. Итак, если ра< рб

(17)

Абсолютное давление раотрицательным быть не может, поэтому вакуумметрическое давление не может быть боль­ше барометрического.

7. Приборы для измерения давления

Для измерения барометрического давления приме­няются барометры различных конструкций. Прибором для измерения манометрического давления может служить манометр. Кроме манометра, манометрическое давление можно измерять высотой столба жидкости (рис. 8). Сосуд А наполнен жидкостью с плотностью ρ и давлением на свободной поверхности р0 >> рб. Допустим, что требуется измерить давление на уровне 1-1. Если на этом уровне сделать отверстие и присоединить к нему стеклян­ную, трубку П, то жидкость в этой трубке поднимется под действием давления на некоторую высоту h.

Рис.8.

По основному уравнению гидростатики (6) для точек на уровне 1-1 (если вести расчет со стороны, трубки) абсо­лютное давление

Откуда:

(18)

Этой высотой hподнятия жидкости в трубке П можно измерять манометрическое давление. Трубка Пназывается пьезометром («пьезо» – давлю по гречески).

Вычислим давление в н/м2, соответствующее 1 м вод. ст. и 1 мм рт. ст. При высоте водяного столба h= 1 м давление р = ρgh= 9810 н/м2. При высоте ртутного столба h= 1 мм давление р = ρgh = 133 н/м2.

Для измерения вакуумметрического давления применяется вакуумметр (рис. 9).

Рис.9.

Допустим, что требуется определить вакуумметрическое давление в сосуде S, т. е. величину рб- ра, где ра- абсолютное давление в этом со­суде. Присоединяем к сосуду изогнутую трубку Т, опущенную в жидкость. Применяя основное уравнение гидростатики для точки, располо­женной в трубке Т на уровне свободной поверхности жидкости в резервуаре, получим

Откуда

(19)

Таким образом, вакуумметрическому давлению будет соответствовать высота подъема hвак жидкости в изогну­той трубке над уровнем в резервуаре.

Для измерения вакуумметрического давления применяются также приборы, действие которых подобно действию манометров. Прибор, предназначенный для измерения как манометрического, так и вакуумметрического давления, называется мановакуумметром.

ГЛАВА ВТОРАЯ

Соседние файлы в папке гидрогазодинамика

• #
• #
• #
• #
• #
• #

  28.03.2016109.57 Кб14лекция МЕСТНЫЕ ПОТЕРИ НАПОРА.doc

• #

Источник