Справка по давлению. Виды давления. Единицы измерения. Конвектор величин давления. Общие данные о манометрах. Калькуляторы давления.

Давление —

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

Перевод единиц измерения давления онлайн.

Единицы измерения.

• Паскаль — единица измерения давления в СИ. Обозначение в России: Па; международное: Pa. Единицы измерения Па  определяются выражением (P=F/S, Н/м²). Данная единица измерения широко применяется при инженерных расчетах, в современной справочной литературе, в обозначение параметров оборудования, технических устройств, при разработке проектной и рабочей документации;
• бар — внесистемные единицы измерения. Обозначение в России: бар; международное: bar. Один бар равен 10⁵ Па.  Данная единица измерения широко применяется при  обозначение и выборе параметров оборудования, технических устройств;
• миллибар — внесистемные единицы измерения. Обозначение на сайте: мбар. Данная единица измерения широко применяется при  обозначение и выборе параметров оборудования, технических устройств (встречает в документации на оборудование иностранного образца);
• мм рт. ст. — внесистемная единица измерения давления. Обозначение в России: мм рт. ст.; международное: mm Hg.  Миллиметр рту́тного столба́ равен 101 325 / 760 ≈ 133,3223684 Па;
• мм вод. ст. — внесистемная единица измерения давления. Обозначение в России: мм вод. ст., мм H2O; международное: mm H2O. Миллиметр водяного столба́ равен гидростатическому давлению столба воды высотой 1 мм, оказываемому на плоское основание при температуре воды 4 °С. В Российской Федерации допущен к использованию в качестве внесистемной единицы измерения давления без ограничения срока с областью использования «все области»;
• атмосфера — внесистемная единица измерения давления, приблизительно равная атмосферному давлению на поверхности Земли на уровне Мирового океана. Различают  техническую и физическую (нормальная, стандартная) атмосферу. В Российской Федерации к использованию в качестве внесистемной единицы допущена только техническая атмосфера с областью применения «все области». Обозначение в России:  ат; международное: at. Существовавшее ранее ограничение срока действия допуска 2016 годом отменено в августе 2015 года. Техническая атмосфера равна давлению, производимому силой в 1 кгс, равномерно распределённой по перпендикулярной к ней плоской поверхности площадью 1 см². В справочной литературе и старой документации встречаются так же (на данный момент не используются):
  • ати — избыточной давление;
  • ата — абсолютное давление;
• килограмм-силы на см² — единица давления в системе единиц МКГСС (система единиц измерения, в которой основными единицами являются метр, килограмм-сила и секунд). Обозначение в России:  кгс/см². В Российской Федерации допущена к использованию в качестве внесистемных единиц без ограничения срока действия с областью применения «все области». Килограмм-сила равна силе, сообщающей телу  массой один килограмм  ускорение 9,80665 м/с².

Перевод единиц измерения давления (в табличном виде).

Переводимые единицы  давления	Перевод давления в единицы:
	Пa	кПа	МПа	бар	мбар	мм рт. ст.	мм вод. ст.	м вод. ст.	ат	кгс/см2
Па	1	10-3	10-6	10-5	10-2	0.0075	0.1	10-4	9.87*10-5	1.02*10-5
кПа	103	1	10—3	10-2	10	7.5	103	10-1	9.87*10-2	1.02*10-3
МПа	106	103	1	10	104	7.5*103	105	102	9.87	10.2
бар	105	102	10-1	1	103	750	1.0197*104	10.197	0.987	1.0197
мбар	102	0.1	10-4	0.001	1	0.750	10.197	10.197*10-2	0.987*10-3	1.0197*10-3
мм рт. ст.	133.3	133.3*10-3	133.3*10-6	1.33*10-3	1.33	1	13.3	0.013	1.32*10-3	1.36*10-3
мм вод. ст.	10	10-2	10-5	9.7*10-5	0.097	0.075	1	0.001	9.87*10-5	1.02*10-4
м вод. ст.	104	10	10-2	0.097	97	75	1000	1	9.87*10-2	0.102
ат	1.01*105	1.01*102	1.01* 10-1	1.013	1013	759.9	10332	10.332	1	1.03
кгс/см2	9.8*104	9.8*10	9.8*10-2	0.98	980	735	10000	10	0.9708	1

Порядки единиц измерения давления.

Порядок единиц измерения	Единицы измерения
	Па	ат	мм рт. ст.	мм вод. ст.	кгс/м2	бар	мбар
10	даПa	—	см рт. cт.	см вод. cт.	—	—	—
1 00	ГПa	—	—	—	—	—	—
1 000	кПa	—	м рт. cт.	м вод. cт.	—	—	бар
10 000	—	—	—	—	кгc/cм2
1 000 000	МПa	—	—	—	—	—

Виды давления.

Различают три основных вида давления:

• вакуумметрическое давление;
• избыточной давление;
• абсолютное давление.

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

Избыточное давление (Р_изб) 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:

• • при выборе и подборе  оборудования по паспортным данным;
  • при различных классификациях оборудования и трубопроводов на стадиях проектирования и монтажа;
  • при нанесении маркировки на оборудование и трубопроводы.

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

Р_абс=Р_изб + Р_ат;

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 уравнение состояния идеального газа.

Примером использования абсолютного давления являются:

• • подбор счетчиков на трубопроводах с газовыми средами (в том числе водяного пара);
  • гидравлические расчеты трубопроводов газов (в том числе водяного пара);
  • расчеты на прочность оборудования и трубопроводов с газовыми средами (в том числе водяной пар);
  • и т.д.

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

Р_вак=Р_ат  — Р_абс;

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.

• • гидростатическое давление (P_g) — давление столба жидкости (газа) над условным уровнем;

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

P_g=F_g/S, где F_g — вес столба жидкости (газа), S — площадь сечения.

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

P_g=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 (P_e) — вызывается разностью гидростатических давлений двух столбов жидкости (газов) высотой h, имеющей различную среднюю плотность. При расчетах естественное давление обычно учитывают в системах низкого давления (например: естественная вытяжная вентиляция);

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

P_e =( ρ₁ — ρ₂)gh_e,

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

Рассчитать естественное давление можно в отдельной теме.

• • парциальное давление (P_p)  — называют давление, которое оказывает отдельно взятый компонент из газовой смеси (например, на колбу, баллон или границу атмосферы) исходя из того, что он один займет весь объем смеси при той же температуре. Понятие парциального давления широко используется в химии. Возможно определение парциального давления по уравнению состояния идеального газа при заданном общем объеме смеси и той же температуре. Общее давление смеси газов определяется, как суммам парциальных давлений отдельных компонентов смеси.
  • потери давления (ΔP) — называют давление, равное разности давлений в двух сечениях системы. Разность давления обуславливается в основном потерями на преодоления сопротивления при движении вещества  в системе (возможно участие естественного и гидростатического давления). Различают сопротивления: путевые и местные.  Путевые сопротивления связанны с преодолением трения в системе. Местные сопротивления связаны с изменением скорости движения или направления потока. Потери давления определяются расчетным методом в процессе выполнения гидравлического или аэродинамического расчета системы. Например: гидравлический расчет газопроводов природного газа.
  • разряжение (или тяга) — снижение давления в системе, способствующее притоку среды в область пониженного давления.  Может быть естественное или принудительное. Примерами использования разряжения (тяги) служат:
    • системы естественной вентиляции;
    • системы механического дымоудаления (перед дымососам);
    • различные системы инжекции (элеваторы в системах отопления, инжекционные газовые горелки и т.д. ), основанные на уменьшении давления в сечении за счет уменьшения площади сечения и увеличении скорости истечения в нем.

Видеоматериал по теме давление и виды давления:

Приборы измерения 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.

• • по типу измеряемого давления;
  • по принципу действия;
  • по классу точности;
  • по назначению.

По типу измеряемого давления.

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

• • манометр абсолютного давления;
  • барометр (манометр абсолютного давления для измерения давления околоземной атмосферы), в том числе барограф (барометр с непрерывной записью);
  • манометр избыточного давления (обычно просто манометр), в том числе напоромер (манометр избыточного давления в газовых средах с верхним пределом измерения не более 40000 Па /4000 кгс/м² );
  • вакуумметр (манометр для измерения давления разреженного газа) , в том числе тягомер (вакуумметр для измерения давления разреженного газа с верхним пределом измерения не более 40000 Па/4000 кгс/м²);
  • мановакуумметр (манометр, для измерения избыточного давления и давления разреженного газа), в том числе тягонапоромер (мановакуумметр для газовых сред с верхним пределом измерения не более 20000 Па/2000 кгс/м²);
  • дифференциальный манометр (манометр для измерения разности двух давлений), в том числе микроманометр (дифманометр с верхним пределом измерения не более 40000 Па/4000 кгс/м²);
  • измеритель парциальных давлений (манометр для измерения давления, которое оказывал бы один из газов, входящих в газовую смесь, если бы из нее были удалены остальные газы, при условии сохранения первоначальных объема и температуры).

По принципу действия.

По принципу действия манометров общий список классификации включает:

• • жидкостный манометр;
  • U-образный манометр;
  • компрессионный манометр;
  • колокольный манометр;
  • кольцевой манометр;
  • грузопоршневой манометр;
  • деформационный манометр;
  • мембранный манометр;
  • сильфонный манометр;
  • трубчато-пружинный манометр;
  • манометр с вялой мембраной;
  • электрический манометр;
  • пьезоэлектрический манометр;
  • манометр сопротивления;
  • ионизационный манометр;
  • электронный ионизационный манометр;
  • магнитный электроразрядный манометр;
  • радиоизотопный манометр;
  • тепловой манометр;
  • термопарный манометр;
  • вязкостный манометр.

В промышленности широко применяются следующие типы манометров:

• • жидкостные манометры.
  • грузопоршневые манометры.
  • трубчато-пружинный манометры.

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:

По классу точности.

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;
  • 1,0;
  • 1,5;
  • 2,5;
  • 4,0*.

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:

По назначению.

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

• • общетехнические, общепромышленные;
  • специальные манометры;
  • судовые манометры;
  • железнодорожные манометры.

Манометры в зависимости от способа фиксации давления классифицируются:

• • показывающие;
  • самопишущие манометры;
  • электроконтактные манометры.

В зависимости от метрологического назначения манометры делятся:

• • на образцовые (эталонные);
  • рабочие;

Калькуляторы давления.

Расчет давления (классическая формула).

Расчет абсолютного давления.

 

Поделиться ссылкой: