Что понимается под абсолютным и избыточным давлением

Виды давления. Абсолютное, избыточное и вакууметрическое давление

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

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 p_а называется избыточным давлением и обозначается р_изб:

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

На рисунке показан закрытый резервуар с жидкостью, на поверхности которой давление p_0. 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:

где h_вак — 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 h_вак 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

Разница между абсолютным и избыточным давлением

Вначале может показаться, что вопрос является весьма простым и тривиальным, однако, если начать разбираться в данном вопросе более комплексно и подробно, то станет ясно, что он требует развернутого и полного ответа. Насчет этих понятий сложилось множество мнений, однако существует научная точка зрения, которую можно рассмотреть с весьма понятной и отчетливой точки зрения.

Если говорить о понятиях относительного и абсолютного давления, проводя анализ того, какая между ними существует разница, и что общего, то стоит отметить тот факт, что он поможет разобраться в теме полностью. Для начала хотелось бы рассмотреть сведения о данных понятиях и определениях.

Понятие абсолютного давления

Говоря про абсолютное давление, стоит отметить, что способ его указания ведется относительно отсчетной точки. При этом, согласно определению данного вида давления, за точку отсчета, берется именно абсолютная форма вакуума. Существует такое предположение, что давления, которое будет равняться меньшему значению, чем вакуум, не существует. Именно поэтому, сравнивают данное давление относительно вакуумных значений. Любое значение давления, находящегося в промежутке абсолютного вакуума и давления, считающего нормальным атмосферным, можно назвать абсолютным. Его значение можно рассчитать согласно формуле, предполагающей, что она равно сумме избыточного и атмосферного давлений.

Характеристика и определение избыточного давления

Говоря про избыточное давление, хочется отметить, что оно имеет отношение к отсчетным величинам, для которых используются точки отсчета для сравнений. К определению избыточного давления относится такой его вид, при котором за точку отсчета берутся показатели, относительно нормального атмосферного давления. По математической трактовке, чтобы найти избыточное давление, нужно от абсолютной величины давления отнять значение атмосферного давления.

Можно рассмотреть пример с морем, давление для которого составляет один бар. Если указывать избыточное значение давления для него, то оно будет находиться на отметке, равной нулю бар. Запись избыточного давления ведется при помощи буквы «и» (если запись ведется на русском языке), а для английского языка оно получило запись с помощью буквы «g». Также, на других языках, его дословно переводят, как «сверхдавление». На манометрах, обычно также указывается его вид, как избыточный. Также, стоит отметить, что его учет обязательным образом предполагает сравнение с атмосферным давлением, ведь благодаря этому, можно определить его показатели. Физический смысл такого давления является доказанным и важным.

Общие элементы и признаки между абсолютной и избыточной формой давления

Вначале хочется сказать о важности данных видов давлений именно с физической точки зрения. Их разделение на подобные категории является неотъемлемой частью в рамках нахождения физического смысла.

Также, стоит отметить, что существует такое понятие, как нормальное атмосферное давление, которое принято согласно специальным стандартам, и оно считается самым распространенным с точки зрения измерения.

Сравнительная характеристика данных понятий и их основные отличия

Говоря про характеристику данных понятий, стоит отметить, что у них существуют системные признаки, указывающие на сходства в единой системе. Например, указанная выше точка отсчета, которую принято брать за элементную единицу сравнения для их подсчета, говорит о сходстве этих понятий. Также, если сравнивать два этих понятия, то можно затронуть способ их нахождения.

Для первого вида — абсолютного давления характерной чертой является то, что, для нахождения его величины необходимо просуммировать между собой атмосферное и избыточное давление. Для нахождения избыточного давления, используется формула, при которой от абсолютного давления вычитается атмосферное. Такое нахождение данных величин говорит, в первую очередь, об их взаимосвязи и разнице в физическом смысле. Для примера, можно сказать, что одно и то же взятое для примера рассмотрение, может иметь разные показатели в зависимости от вида давления. Например, абсолютное давление, находящееся на уровне моря, равняется одному бару, а избыточный вид давления покажет отметку, равную нулю бар.

Существует еще одна форма давления, относящаяся к данным понятиям – дифференциальное давление. В его определение входит то, что оно является разницей давлений в двух разных точках. Однако, оно не относится ни к одному из видов, и является самостоятельной величиной, имеющей физический смысл.

Источник

Абсолютное, избыточное и дифференциальное давление – нулевая отметка

Повседневные измерения давления, например, что касается давления воздуха в шине, обычно делаются относительно давления атмосферного воздуха. В других случаях измерения сделаны относительно вакуума или к некоторой другой специальной отметке. Различая эти нулевые отметки, можно использовать следующие термины:

Типы давлений

Для абсолютного давления нолем является отметка при переходе вакуума в давление, таким образом, его значение можно получить – измерив, давление плюс атмосферное давление.
Для избыточного давления нолем является давление атмосферного воздуха, таким образом, его значение равно абсолютному давлению минус атмосферное давление. Отрицательные знаки обычно опускаются.
Дифференциальное давление – различие в давлении между двумя пунктами. Нулевая отметка в использовании обычно подразумевается контекстом, и эти слова добавляются только тогда, когда разъяснение необходимо. Давление воздуха в шине и кровяное давление – давления значения в соответствии с соглашением, в то время как атмосферные давления и давление высотомера должны быть абсолютными. Дифференциальное давление обычно используется в системах производственного процесса. У значений дифференциального давления есть два входных порта, каждый связанный с одним из объемов, давление которых должно быть проверено. В действительности такое значение выполняет математическую операцию вычитания через механические средства, устраняя потребность в операторе или системе управления, чтобы наблюдать два отдельных значения и определить различие в их работе. Умеренные вакуумные давления часто неоднозначны, поскольку они могут представлять абсолютное давление или давление без отрицательного знака. Таким образом, значение вакуума на 26 дюймов рт. ст. эквивалентное абсолютному давлению 30 дюймов рт. ст.

Атмосферное давление, как правило, приблизительно 100 кПа на уровне моря,
но переменное с высотой и погодой. Если абсолютное давление жидкости останется постоянным, то значение давления той же самой жидкости изменится, так как атмосферное давление изменяется. Например, когда автомобиль заезжает на гору (атмосферное давление воздуха уменьшается), давление воздуха в шине повышается. Были определены некоторые стандартные значения атмосферного давления, такие как 101,325 кПа или 100 кПа, и некоторые инструменты используют одну из этих стандартных значений как постоянную нулевую отметку вместо фактического переменного давления атмосферного воздуха. Это ослабляет точность этих инструментов, особенно когда используется на больших высотах.
Использование атмосферной отметки обычно показывается после единицы давления, например, 30 фунтов на квадратный дюйм, что означает, что измеренное давление является полным давлением минус атмосферное давление. Есть два типа справочных значений давления: выраженные значения и запечатанные значения.
Датчик выраженных значений давления, например, позволяет внешнему давлению воздуха быть выставленным на отрицательной стороне диафрагмы ощущения давления, через выраженный кабель или отверстие на стороне устройства, так, чтобы это всегда измеряло атмосферное давление окружающей среды. Таким образом, датчик выраженных значений давления должен всегда учитывать нулевое давление, когда связь процесса давления считается открытой для воздуха.
Запечатанная отметка значений подобна за исключением того, что атмосферное давление запечатано на отрицательной стороне диафрагмы. Это обычно принимается в диапазонах высокого давления, таких как гидравлика, где атмосферные изменения давления будут иметь незначительный эффект на точность. Это также позволяет некоторым изготовителям обеспечивать вторичное сдерживание давления как дополнительную предосторожность для безопасности оборудования давления, если давление разрыва основной диафрагмы ощущения давления превышено.
Есть другой способ создать запечатанную отметку значений, и это должно запечатать высокий вакуум на обратной стороне диафрагмы ощущения. Тогда выходной сигнал возмещен так, что датчик давления учитывает близко к нолю, измеряя атмосферное давление. Запечатанный справочный преобразователь давления значений никогда не будет считаться точно нулевым, потому что атмосферное давление всегда изменяется и отметка в этом случае установлена на 1 баре.
Абсолютное измерение давления – давление, которое отнесено в абсолютный вакуум. Лучший пример абсолютного давления – атмосферное давление.

2 Определение понятия «давление», точное измерение давления и соотношение между ними

Источник

Блог об энергетике

энергетика простыми словами

Energynotes. §5. Что такое давление

5.1 Давление, как физическая величина, в отличие от температуры, определяется чётко, как сила, действующая по нормали на единицу поверхности, и измеряется в Паскалях (Па). Чаще всего затруднения возникают при определении уровней и единиц измерения давления.

Абсолютное давление отсчитывается от абсолютного нуля (абсолютного вакуума). Считается, что абсолютный нуль давления практически не достижим, даже в открытом космосе.

Важно: абсолютный вакуум и «давление вакуума» – это разные вещи, можно грубо сказать, что абсолютный вакуум – это 0 Па, а «давление вакуума» — это давление между 0 и атмосферным давлением 101325 Па (см. ниже).

Атмосферное и избыточное давление – это условные понятия.

Важно: не путать с физическую (атм) и техническую атмосферы (ат), техническая атмосфера равна 98066,5 Па.

Важно: иногда говорят, что давление вакуума – это отрицательное избыточное давление, при условии, что абсолютное давление меньше атмосферного, но автор считает, что такое определение неуместно и запутывает читателя.

Существует еще понятие дифференциального давления как разницы между давлением в двух точках измерения.

5.3 Паскаль, как единица измерения давления, установлена системой СИ. На практике значение давления может колебаться в достаточно большом диапазоне (от единицы до миллиона Па). Но для человека гораздо удобнее контролировать и фиксировать любые величины в пределах десятка, поэтому выбор единицы измерения на приборах зависит от уровня давления и исторического удобства.

Для давления до атмосферного (101325 Па) удобно использовать миллиметры ртутного столба (133,322 Па), метры водяного столба (9806,65 Па), psi (6894,76 Па), бар (100000 Па).

Для давления от атмосферного до 1000 атмосфер удобно использовать кгс/см 2 или «килограмм» (98 066,5 Па) и собственно физическую и техническую атмосферы. Для давления от 1000 атмосфер и выше удобно использовать просто МПа (10 6 Па).

Источник

Давление. Виды и способы его измерения

Давление — единица силы, действующая перпендикулярно на единицу площади.

Абсолютным называют давление, создаваемое на тело отдельно взятым газом без учета других атмосферных газов. Измеряют его Па (паскалях). Абсолютное давление представляет собой сумму атмосферного и избыточного давлений.

Барометрическим (атмосферным) называют давление гравитации на все находящиеся в атмосфере предметы. Нормальное атмосферное давление создается 760 мм столбом ртути при температуре 0°С.

Избыточным давлением называют положительную разность между измеряемым и атмосферным давлением.

Вакуумом называют отрицательную разность между измеряемым и атмосферным давлением.

С какой целью меряют давление? С целью непрерывного контроля и своевременного регулирования всех технологических параметров. Для каждого технологического процесса разрабатывается режимная карта. К чему может привести ее несоблюдение? Например, известны случаи, когда при бесконтрольном повышении давления многотонный барабан энергетического котла улетал, словно футбольный мяч, на несколько десятков метров, разрушая все на своем пути. Снижение давления не несет разрушений, но приводит к:

Преобразователи давления

Выходной неэлектрический сигнал большинства первичных преобразователей давления (дифманометр стрелочный) имеет вид перемещения или силы и объединен в одном корпусе с прибором измерения. Для передачи результатов измерений на расстояние используют промежуточный преобразователь для получения стандартизированного электрического или пневматического сигнала. Так происходит слияние первичного и промежуточного преобразователей в единый измерительный преобразователь.

Источник