Alp22.ru

Промышленное строительство
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Основные понятия и определения давления

Основные понятия и определения 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:

Давление

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 паскаль вместе со своими десятичными кратными и дольными единицами (кПа, МПа ) 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:
• « на квадратный сантиметр», называемая также «технической атмосферой» (1 ат = 1 кгс/см² = 98,0665 кПа);
• « 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 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)

ВИДЫ ДАВЛЕНИЯ:

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

абсолютное давление (Р абс .) 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

атмосферное давление (Р атм .) — 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 (Р изб . = Р абс . — Р атм .) — 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» (Р в = Р атм . — Р абс. = — Р изб .) 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 ).

Читайте так же:
Как открутить гайку без ключа и пассатижей

дифференциальное давление (∆Р = Р 2 — Р 1 ) — 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.

2. Цель работы

2.1. Ознакомиться с приборами для измерения давления: пьезометром, манометром, дифманометром, вакуумметром.

2.2. Научиться определять по показаниям приборов давление в заданной точке.

2.3. Установить связь между показаниями различных приборов.

3.Описание опытной установки

Установка состоит из герметического сосуда (1), заполненного водой до определенной высоты, водомерного стекла (2), по которому замеряется уровень воды в сосуде. Сосуд имеет штуцера с кранами ПК1, ТК1, ТК4, ТК5 для присоединения приборов давления, ТК2, ТК3-для присоединения воздушного насоса. В комплект установки входит пьезометр П, вакуумметр В, нижний МНн и верхний МНв манометры, а также воздушный насос (3), с помощью которого изменяют давление над свободной поверхностью жидкости в сосуде 1.

4.Порядок проведения работы

Перед проведением опытов следует убедиться в совпадении показаний пьезометра и водомерного стекла. При их несовпадении нужно, отпустив гайку крепления шкалы пьезометра, сместить шкалу по вертикали до совпадения показаний. После этого необходимо, затянув гайку, зафиксировать новое положение шкалы.

4.1. Подготовить установку для снятия показаний приборов при атмосферном давлении на свободной поверхности (опыт №1):

-закрыть все краны кроме кранов ПК1, ТК1, ТК2, ТК5. Кран ТК1 должен соединять манометр МНн с сосудом, а кран ТК2 должен соединять сосуд с атмосферой;

-снять показания приборов и занести их в табл.1.

4.2. Подготовить систему к созданию в сосуде избыточного давления (опыт №2):

-краны ТК1 и ТК5 должны соединять манометры только с сосудом; кран ПК1 открыт, кран ТК2 должен быть повернут так, чтобы соединить воздушный насос с атмосферой и одновременно перекрывать сосуд; кран ТК3 должен соединять сосуд только с насосом;

— привести в действие воздушный насос; по мере увеличения давления в сосуде следить за повышением уровня в пьезометре; по достижении намеченного уровня (не доходя 10-15 см до верхнего конца пьезометра) остановить насос и быстро повернуть кран ТК3 так, чтобы перекрыть сосуд;

— по команде одновременно снять показания приборов и занести их в табл. 2.

Читайте так же:
Как называются скрепки для степлера

4.3. Подготовить систему к созданию вакуума в сосуде (опыт №3):

— краны ТК1 и ТК5 повернуть так, чтобы отсечь манометры от сосуда и сосуд от атмосферы; краны ПК1 и ТК4 открыть; кран ТК2 повернуть так, чтобы воздушный насос соединить только с сосудом, кран ТК3 – только с атмосферой (сосуд должен быть перекрыт);

— привести в действие воздушный насос; создать в сосуде необходимое разряжение; по достижении намеченного разряжения (уровень жидкости в пьезометре должен быть на 30-40 см ниже нуля) быстро повернуть кран ТК2 и отсечь сосуд от насоса и атмосферы; остановить насос;

-по команде одновременно снять показания приборов и занести их в табл. 3

5.Расчетные формулы

5.1. Пересчитать показания приборов из ат. в см. вод. столба по формуле (3):

5.2. Определить избыточное давление в точке А по показаниям:

а) манометра МНН— по формулам (12) и (14);

б) манометра МНВ – по формуле (6) .

5.3. Определить вакуум в точке измерения А по показаниям:

вакуумметра В – по формуле (6).

5.4. Определить погрешность измерения давления различными приборами, считая правильными показания пьезометра:

Какое давление показывает манометр абсолютное или избыточное

Группа: Участники форума
Сообщений: 1918
Регистрация: 13.11.2006
Из: Новочеркасск
Пользователь №: 4716

В каталоге у датчиков есть выбор датчика по типу измерения манометрическому(относительному) или абсолютному. Почитал интернет, но непонял како надо выбирать.
Задача очень простая:
— датчик 4-20 mA устанавливается на подающую трубу с водой
— надо контролировать давление в системе (примерно 7 bar)
— точной регулировки не требуется, держать примено +/- 1 bar

Какой тип измерения датчика надо выбрать? Если не затруднит, то в вкратце уточнить почему.

nick2

Просмотр профиля

Группа: Участники форума
Сообщений: 4257
Регистрация: 5.12.2008
Из: Россия, Тюмень
Пользователь №: 26323

нужен датчик относительного давления.
относительное — это разница давления в трубе и давления снаружи трубы.
абсолютное — это будет сумма данных двух давления (давление относительно вакуума).
Вам нужно давление именно в трубопроводе. если трубу откроете, она будет стоять с водой, которая находится под атмосферным давлением., датчик относительного (манометр) показывает ноль. ( тут я не учитываю давление столба жидкости, если труба с водой идет вертикально вверх на сколько-то метров)
если взять абсолютное давление, то манометр покажет в трубе давление равное атмосферному — примерно 1 кгс., зависит от погоды. когда говорят — давление 780 мм рт ст — это и есть абсолютное давление на воздухе.

Сообщение отредактировал nick2 — 24.9.2015, 11:12

OlegM

Просмотр профиля

Группа: Участники форума
Сообщений: 213
Регистрация: 15.8.2010
Пользователь №: 68330

Alexander_I

Просмотр профиля

Группа: Участники форума
Сообщений: 1147
Регистрация: 25.8.2010
Из: Одесса
Пользователь №: 69560

tiptop

Просмотр профиля

сам себе Sapiens

Группа: Участники форума
Сообщений: 10090
Регистрация: 21.5.2005
Из: г. Владимир
Пользователь №: 797

Читайте так же:
Какой подкатной домкрат выбрать лучший производитель

"Около двух порядков" — это, наверное, то же самое, что и "в десятки раз".

Сообщение отредактировал tiptop — 25.9.2015, 9:13

Alexander_I

Просмотр профиля

Группа: Участники форума
Сообщений: 1147
Регистрация: 25.8.2010
Из: Одесса
Пользователь №: 69560

tiptop

Просмотр профиля

сам себе Sapiens

Группа: Участники форума
Сообщений: 10090
Регистрация: 21.5.2005
Из: г. Владимир
Пользователь №: 797

LordN

Просмотр профиля

Группа: Модераторы
Сообщений: 10196
Регистрация: 3.7.2004
Из: Томск
Пользователь №: 32

В каталоге у датчиков есть выбор датчика по типу измерения манометрическому(относительному) или абсолютному. Почитал интернет, но непонял како надо выбирать.
Задача очень простая:
— датчик 4-20 mA устанавливается на подающую трубу с водой
— надо контролировать давление в системе (примерно 7 bar)
— точной регулировки не требуется, держать примено +/- 1 bar

Какой тип измерения датчика надо выбрать? Если не затруднит, то в вкратце уточнить почему.

Andrew_2610

Просмотр профиля

Группа: Участники форума
Сообщений: 660
Регистрация: 29.7.2010
Пользователь №: 66483

отсюда понятно что адд

б) имеет меньший ресурс

про ресурс откуда информация?

LUCHNICK

Просмотр профиля

Группа: Участники форума
Сообщений: 810
Регистрация: 14.4.2011
Пользователь №: 103678

В каталоге у датчиков есть выбор датчика по типу измерения манометрическому(относительному) или абсолютному. Почитал интернет, но непонял како надо выбирать.
Задача очень простая:
— датчик 4-20 mA устанавливается на подающую трубу с водой
— надо контролировать давление в системе (примерно 7 bar)
— точной регулировки не требуется, держать примено +/- 1 bar

Какой тип измерения датчика надо выбрать? Если не затруднит, то в вкратце уточнить почему.

Вам нужен датчик избыточного давления. Задача у Вас не описана, но я бы посоветовал бы если подешевле и не для ответственных задач (поломка датчика не приведет к аварии (в смысле к производной от уже поломавшегося датчика):
http://www.zaovip.ru/products/pressure_sen. ial/kommunalets
Если для ответственных задач:
http://www.zaovip.ru/products/pressure_sen. /gauge_pressure
Но это все равно достаточно не дорогие датчики.
Датчик абсолютного давления- это датчик показывающий сумму избыточного давления (в трубе) и атмосферного. Например в трубе у Вас стабильное давление 1Бар (по манометру) а на улице меняяется погода и гидромецентр передает повышение давление на следующий день. Тогда датчик абсолютного давления сегодня у Вас покажит, например 1.95 Бар (1 бар избыточное в трубе и 0,95 атмосферное), а завтра 2,05 (1 бар в трубе избыточное +1,05 атмосферное). Вам такой датчик не нужен. Вам нужен датчик избыточного давления, который все это время, так же как и манометр будет показывать 1 Бар.
Применение датчиков абсолютного давление рационально для газа. Кстати, цена на датчик абсолютного давленияя НПО ВИП не на много больше избыточного, например СДВ-А на 1МПа стоит около 4100 с НДС супротив датчика избыточного давления СДВ-И 1,0МПа 2950 руб с НДС. Разницы на порядки отсутствует, даже менее чем в разы.

Сообщение отредактировал LUCHNICK — 25.9.2015, 15:23

OlegM

Абсолютное давление: формула, как рассчитывается, примеры, упражнения

В абсолютное давление это то, что измеряется по сравнению с абсолютным вакуумом, поэтому это всегда положительная величина. В этом есть смысл, поскольку в вакууме нет силы, оказывающей влияние, и, следовательно, нет давления.

Читайте так же:
Как подключить амперметр с шунтом

С другой стороны, относительное давление всегда измеряется по отношению к другому давлению, которое берется за эталон, наиболее обычным из которых является давление, создаваемое газовой массой, окружающей Землю: нашей атмосферой, поскольку мы всегда ей подвержены.

По этой причине большинство инструментов, используемых для измерения давления, называются манометры, откалиброваны так, чтобы ноль точно соответствовал указанному атмосферному давлению.

Атмосферное давление определяется как сила на единицу площади, оказываемая земной атмосферой, с использованием паскалей в качестве единицы измерения давления в Международной системе измерения СИ, как для атмосферного, так и для любого другого давления.

Например, при использовании таких приборов, как манометр в шинах, мы фактически измеряем разницу между давлением в шинах и атмосферным давлением. Однако есть также инструменты для измерения абсолютного давления,барометры.

Пусть Pab абсолютное давление, Pбанкомат стандартное атмосферное давление (на уровне моря) и Pмужчина (или по-английски Pдатчик) измеренное манометром, соотношение между ними будет:

Как рассчитывается абсолютное давление?

Поскольку барометры являются приборами для измерения абсолютного давления, это иногда называют барометрическое давление. Его очень легко вычислить, даже если у вас нет барометра, поскольку достаточно добавить к манометрическому давлению значение стандартного атмосферного давления.

Следует уточнить, что атмосферное давление варьируется в зависимости от места на Земле, где оно измеряется, поскольку оно зависит от высоты, температуры и других климатических условий. Стандартное значение Pбанкомат в паскале оно составляет 101325 Па, обычно оно колеблется в диапазоне приблизительно от 96000 до 105000 Па.

Если какая-либо жидкость имеет манометрическое давление 65000 Па, скажем, по отношению к атмосферному давлению, это означает, что ее абсолютное давление согласно предыдущему уравнению:

ппресс = 65000 + 101325 Па = 166325 Па.

— Измерение атмосферного давления

Атмосферное давление измеряется барометром — устройством, изобретенным в 1643 году итальянским физиком и помощником Галилея по имени Евангелиста Торричелли (1608–1647).

В своем знаменитом эксперименте Торричелли наполнил трубку ртутью длиной более 762 мм и, удерживая один из ее концов открытым, перевернул ее в открытый контейнер, также заполненный ртутью.

Ученый заметил, что столб жидкости всегда поднимался на определенную высоту h, оставляя наверху вакуум, за исключением присутствия небольшого количества паров ртути.

Указанная высота h пропорциональна давлению P в основании столба жидкости:

Где γHg — удельный вес ртути, определяемый как масса на единицу объема или как произведение плотности и ускорения свободного падения g. Атмосферное давление было бы суммой давления пара ртути в верхней части трубки и давления P, однако первое настолько мало, что на практике P совпадает с Pбанкомат.

Торричелли заметил, что высота колонны осталась на уровне 760 мм, и зная, что плотность ртути составляет 13 600 кг / м 3 а ускорение свободного падения 9,91 м / с 2 , получается, что атмосферное давление равно:

Читайте так же:
Мотоблок обзор какой лучше

пбанкомат = γHg x h = 13600 x 9,8 x 0,760 Па = 101293 Па.

— Агрегаты атмосферного давления

Другие значения атмосферного давления в различных единицах измерения: 1,013 бар = 1013 мбар = 14,70 фунт / дюйм. 2 (фунтов на квадратный дюйм или psi, единица общего пользования в англоязычных странах).

Существует также единица измерения, которая принимает свое значение в качестве эталона и называется точно атмосфера, так что 1 атмосфера (сокращенно банкомат) эквивалентно 101293 Па.

Атмосферное давление также может быть выражено непосредственно в мм рт.ст., единицах, известных теперь как торр, по имени Евангелисты Торричелли.

Высота столбика ртути различается в зависимости от местоположения, поэтому возникают разные значения Pбанкомат. Например, в некоторых городах Латинской Америки, расположенных на разной высоте над уровнем моря:

Примеры

— Живые существа на Земле приспособлены к атмосферному давлению, которое является абсолютным давлением, вызванным весом газов, составляющих атмосферу. Поэтому, хотя мы не воспринимаем это как силу, действующую на нас, такое давление существует и необходимо для поддержания жизни, какой мы ее знаем.

— Понятие абсолютного давления постоянно используется при изучении климата и атмосферы Земли, а также при проектировании барометров.

— Другой пример использования абсолютного давления — определение высоты самолета с помощью высотомера.Поскольку атмосферное давление меняется с высотой, делать его эталонным не рекомендуется, поэтому для обеспечения точности измерений используется абсолютное давление, что очень важно для безопасности полета.

Решенные упражнения

— Упражнение 1

Манометр подсоединяется к камере, давая измерение 24 кПа в месте, где атмосферное давление составляет 92 кПа. Какое абсолютное давление в камере?

Решение

Данные в заявлении имеют значения давления в кПа или килопаскалях. Паскаль — довольно маленькая единица, поэтому используются префиксы килограмм, мега и гига. Один кПа равен 1000 Па, но поскольку оба значения даны в одних и тех же единицах, их можно без проблем сложить и, в конце концов, преобразовать в паскали, если это необходимо.

Используя уравнение: Pab = Pбанкомат + Pмужчина и подставляемые значения:

пab = 92 кПа + 24 кПа = 116 кПа = 116000 Па

— Упражнение 2.

Для большинства повседневных задач, таких как измерение давления в шинах или компрессии двигателя, эталонный уровень давления 0 принимается за атмосферное давление.

Таким образом, когда манометр в шинах показывает 32 фунта на квадратный дюйм, это относительное давление. Какое в этом случае абсолютное давление в шине?

Решение

Абсолютное давление — это сумма значения, отображаемого манометром, и атмосферного давления на объекте. Как указывалось ранее, единицы psi широко используются в англоязычных странах.

Принимая стандартное значение 14,7 фунтов на квадратный дюйм, абсолютное давление в шине составляет:

ппресс = 32,0 фунта / кв. Дюйм + 14,7 фунта / кв. Дюйм = 46,7 фунта / кв. Дюйм 46,7 фунта / дюйм 2

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector