Основные понятия и определения давления

закрыть

   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:

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 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 изб. = 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» в = 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: 

Соотношение между различными видами давления