Давление воздуха или газа: избыточное, абсолютное, дифференциальное, атмосферное

Содержание

Приборы измерения давления

Напор в магистральном или домовом трубопроводе измеряют с помощью манометров. Приборы отличаются по точности измерений, принципу действия, стоимости, уровню защищенности.

По типу давления

Измерять можно как избыточное, так вакуумметрическое давление. По этому параметру манометры разделяют на 3 вида.

  • Абсолютного давления – измеряют абсолютную величину, от абсолютного нуля.
  • Манометры для измерения избыточного давления – разницы между абсолютным и атмосферным. Большинство моделей относится к этой категории.
  • Вакууметры – определяют уровень разряжения газовой смеси.

Есть и дорогие варианты, чаще используемые в производстве: напоронометры, измеряющие малейшие изменения в избытке напора, тягонапорометры, определяющие с такой же точностью уровень разреженности.

По принципу работы

По механизму действия различают следующие виды.

  • Деформационный – чувствительным элементом прибора выступает трубчатое-пружинное устройство. Давление газа в газопроводе влияет на внутреннюю поверхность трубки. Она деформируется, а по величине деформации вычисляется величина напора.
  • Механический – прибор прямого преобразования. Напор смещает измерительный элемент – свободный конец пружины в данном случае, поводок переводит смещение на зубчатый селектор и стрелка на шкале сдвигается по отметкам.
  • Электроконтактный – усовершенствованный вариант механического. Если стрелка при измерении достигает максимального допустимого значения, цепь замыкается и датчик запускает сигнализацию. Класс точности у таких аппаратов не превышает 1,5.
  • Самопишущие модели – манометр с дисковой диаграммой. Он предназначен для отслеживания динамики показателей в котельной, например, и в быту не применяется.
  • Грузопоршневый – состоит из приспособления для создания давления – поршня, измеряющей системы и калибровочных грузов. Такие модели могут работать в очень широком диапазоне в зависимости от настройки и часто используются для регулировки других манометров.
  • Жидкостный – «классический» U-манометр, состоящий из сообщающихся сосудов. Величина определяется по уровню жидкости.

Выпускаются и другие приборы – с более высоким классом точности, однако в быту надобности в них нет.

Причина возникновения давления в газах

Давление газа нельзя объяснить теми же причинами, что и давление твердого тела на опору. Расстояние, на которое удалены молекулы газообразной среды, существенно больше. В результате хаотичного движения они сталкиваются между собой и со стенками сосуда, который они занимают. Давление газа на стенки сосуда и вызвано ударами его молекул.

Данный параметр увеличивается по мере того, как нарастает сила ударов молекул о стенки. Газ характеризуется одинаковым давлением во всех направлениях, которое является следствием хаотичного движения огромного числа молекул.

Примечание

Важно отметить, что газ оказывает давление на дно и стенки сосуда, объем которого он занимает, во всех направления равномерно. В связи с этим, воздушный шарик сохраняет форму, несмотря на то, что его оболочка достаточно эластична

Перед тем как транспортировать или отправить на хранение газообразные вещества, их сильно сжимают. В этом случае давление газа увеличивается. Его помещают в специальные баллоны из стали высокой прочности. Такие емкости необходимы для хранения сжатого воздуха на подводных лодках и кислорода, предназначенного для сварки металлов.

Свойства давления газа:

  1. Если объем уменьшается, то давление газа возрастает, а во время увеличения объема, давление будет снижаться при постоянных величинах массы и температуры вещества.
  2. Газ, находящийся в закрытом сосуде, характеризуется давлением, которое возрастает по мере увеличения температуры вещества при условии постоянства его массы и объема.
  3. В том случае, когда масса газа увеличивается, его давление также будет возрастать и наоборот.

Запись формул для определения давления газа начинают с выяснения причин, по которым оно возникает в рассматриваемой системе. Исходя из физического смысла, давление представляет собой величину, равную отношению силы, перпендикулярно воздействующей на некоторое основание, к площади этого основания:

\(P=\frac{F}{S}\)

Как было отмечено ранее, для идеальной газовой системы характерен лишь один тип взаимодействия — это абсолютно упругие столкновения. В процессе частицы передают количество движения Δp стенкам сосуда в течение времени соударения Δt. В данном случае применим второй закон Ньютона:

\(F*Δt = Δp\)

Таким образом, конкретно сила F является причиной формирования давления на стенки сосуда. Данная величина F, производимая одной частицей, незначительна. Однако, когда количество частиц огромно, они в совокупности создают ощутимый эффект, проявляемый в виде наличия давления в сосуде.

Атмосферное давление Физика. Атмосферное давление на высоте. Значение атмосферного давления. Нормальное атмосферное давление.

Атмосферное давление Физика

Давление
Па мм.рт.ст.
Нормальное атмосферное давление 101 325 760
На высоте Останкинской телебашни в Москве (540м) 94 880 711,7
В пассажирской кабине самолета Ан-10 при полете на высоте 8 км* 85 600 642
В колбе газонаполненной электрической лампы 80 000 600
Наименьшее давление, допускаемое в гермитических кабинах самолетов** 75 600 567
На высочайшей горной вершине (пик Коммунизма, высота 7495 м) 38 200 287
На наибольшей высоте суши над уровнем моря (вершина горы Эверест, высота 8848 м) 31 500 236
На высоте 8 км*** 35 650 267
На высоте 9 км*** 30 800 231
На высоте 10 км*** 26 500 199
На высотк 11 км*** 22 700 170
В камере бытового пылесоса 11 000 — 12 100 82 — 90
В пространстве между двойными стенками сосуда Дьюара 10-1 — 10-3 10-3 — 10-5
в колбе вакуумной электрической лампы накаливания 10-2 — 10-3 10-4 — 10-5
В кольбе ренгетовской трубки 10-3 — 10-5 10-5 — 10-7
на высоте 250 км**** 3x 10-5 3x 10-7
В колбе радио лампы 10-5 10-7
В вакуумной камере современного ускорителя заряженных частиц 10-4- 10-6 10-6 — 10-8
В камере установки для термоядерных реакций до 10-11 до 10-13

* Соответствует давлению воздуха на высоте 1400 м над Землей.** Соотвествует давлению воздуха на высоте 2400 м над Землей.*** Высота, на которой совершается обычно полеты турбовинтовыхи турбореактивных пассажирских самолетов.**** Средняя высота полета космического корабля «Восток»

Давление атмосферы на различной высоте над Землей

h, км P h, км P
Па мм рт. ст. Па мм рт. ст.
101 325 760,0 12 19 399 145,5
0,05 100 726 755,0 15 12 112 90,8
0,1 100 129 751,0 20 5529 41,5
1 89 876 674,1 30 1197 8,98
2 79 501 596,3 50 79,8 0,59
5 54 048 405,4 100 3,19 *10-2 2,4*10-4
8 35 652 267,4 120 2,67*10-3 2,0-10-5
10 26 500 198,8      

Таблица. Перевод миллиметров ртутного столба в Паскали

мм рт. ст. мм рт. ст.
1 2 3 4 5 6 7 8 9
Па
133,332 266,64 339,97 533,29 666,61 799,93 933,25 1066,58 1190,90
10 1333,22 1466,54 1599,86 1733,19 1866,51 1999,83 2133,15 2266,47 2399,80 2533,12
20 2666,44 2799,76 2933,08 3066,41 3199,73 3333,05 3466,37 3599,69 3733,02 3866,34
30 3999,66 4132,98 4266,30 4399,63 4532,95 4666,27 4799,59 4932,91 5066,24 5199,56
40 5332,88 5466,20 5599,52 5732,85 5866,17 5999,49 6132,81 6266,13 6399,46 6532,78
50 6666,10 6799,42 6932,74 7066,07 7199,39 7332,71 7466,03 7599,35 7732,68 7866,00
60 7999,32 8132,64 8265,96 8399,29 8532,61 8665,93 8799,25 8932,57 9065,90 9199,22
70 9332,54 9465,86 9599,18 9732,51 9865,83 9999,15 10132,5 10265,8 10399,1 10532,4
80 10665,8 10799,1 10932,4 11065,7 11199,0 11332,4 11465,7 11599,0 11732,3 11865,7
90 11999,0 12132,3 12265,6 12398,9 12532,3 12665,6 12798,9 12932,2 13065,6 13198,9

Примеры.

  1. 43 мм рт. ст.=5732,85 Па.
  2. 0,51 мм рт. ст. = 51 мм рт. ст. * 10-2 = 6799,42 * 10-2 Па = 67,9942 Па ≈68 Па
  3. 182 мм рт. ст. = 180 мм рт. ст. + 2 мм рт. ст. = 18 мм рт. ст. * 10 + 2 мм рт. ст. = 2399,8 Па * 10 + 266,64 Па = 24264,64 Па ≈ 24,3 кПа
  4. 1055 мм рт. ст.=1000 мм рт. ст. + 55 мм рт. ст .= 10 мм рт. ст. * 100 + 55 мм рт. ст. = 1333,22 Па * 100 + 7332,71 Па = 133322 Па + 7332,71 Па = 140654,71 Па ≈  140,7 кПа.

Давления

Объект, среда Давление
кПа кгс/см2
Газы  
Воздух в баллонах акваланга 15 000 150
Воздух в пневмаматических инструментах 800-900 8-9
Природный газ в магистральном газопроводе 7500 75
Атмосфера на поверхности планеты Венера (по измерениям советских межпланетных станций «Венера-9» и «Венера-10») 9000-9200 90-92
Пороховые газы на канале современного ствола до 390 000 до 4000
Газы в центре взрыва термоядерной бомбы до 1011 до 109
Жидкости  
Масло в магистрали смазки автомобилей и траторов 200-500 2-5
Максимально допустимое давление масла в школьном гидравлической прессе 15 000 150
Внутреннее  молекулярное давление в воде ≈1 700 000 ≈17 000
Внутреннее молекулярное давление в ртути ≈4 000 000 ≈40 000
Твердые тела  
Гусенечные траторы с уширенными гусеницами на почву 20-30 0,2-0,3
Гусеничные траторы на почву 40-50 0,4-0,5
Колеса легкового автомобиля на почву 230-300 2,3-3,0
Колеса железнодорожного вагона на рельсы ≈300 000 ≈3000

Единицы давления

  Паскаль (Pa, Па) Бар (bar, бар) Техническая атмосфера (at, ат) Физическая атмосфера (atm, атм) Миллиметр ртутного столба (мм рт. ст., Hg, Torr, торр) Метр водянного солба (м вод. ст., m H2O) Фунт-сила на кв. дюйм (psi)
1 Па 1 Н/м2 10-5 10,197х10-6 9,8692х10-6 7,5006х10-3 1,0197х10-4 145,04х10-6
1 бар 105 1х106дин/см2 1,0197 0,98692 750,06 10,197 14,504
1 ат 98066,5 0,980665 1 кгс/см2 0,96784 735,56 10 14,223
1 атм 101325 1,01323 1,033 1 атм 760 10,33 14,696
1 мм рт.ст. 133,322 1,3332х10-3 1,3595х10-3 1,3158х10-3 1 мм рт. ст. 13,595х10-3 19,337х10-3
1 м вод. ст 9806,65 9,80665х10-2 0,1 0,096784 73,556 1 м вод. ст. 1,4223
1 psi 6894,76 68,948х10-3 70,307х10-3 68,046х10-3 51,715 0,70307 1 ibf/in2

Продолжение будет …

Второй способ записи основного уравнения МКТ

Определение

В середине 30-х годов XIX столетия французскому инженеру Эмилю Клапейрону удалось обобщить накопленный до этого времени экспериментальный опыт изучения поведения газов во время разнообразных изопроцессов и получить формулу, которую в будущем назвали универсальным уравнением состояния идеального газа:

\(P*V = n*R*T \)

n является количеством вещества в молях; T представляет собой температуру по абсолютной шкале и обозначается в кельвинах.

Величина R является универсальной газовой постоянной. Этот термин был введен в уравнение русским химиком Д.И. Менделеевым. Исходя из этого, запись уравнения называют законом Клапейрона-Менделеева.

Определение

С помощью данного выражения можно определить формулу для расчета давления газа:

\(P=\frac{n*R*T}{V}\)

Полученное уравнение объясняет линейный рост давления при увеличении температуры в условиях стабильности объема. Если объем уменьшается с сохранением температуры, то давление увеличивается по гиперболе. Данные закономерности явления отражены в законах Гей-Люссака и Бойля-Мариотта.

Сравнивая представленное выражение с записью формулы, которая вытекает из положений молекулярно-кинетической теории, можно установить связь кинетической энергии одной частицы, либо системы в общем, и абсолютной температуры.

Важно отметить, что при расчетах с использованием формулы для Р, вытекающей из уравнения Клапейрона, связь с химическим составом газа отсутствует. Если давление определяют с помощью выражения, согласно понятию молекулярно-кинетической теории, то данную связь следует учитывать в виде параметра m

В том случае, когда определяют давление смеси идеальных газов, применяют один из следующих методов:

  1. Расчет средней массы частиц m, либо среднего значения молярной массы М с учетом атомных процентов каждого газа в смеси.
  2. Применение закона Дальтона, согласно которому давление в системе равно сумме парциальных давлений всех ее компонентов.

Пример

Предположим, что молекулы кислорода движутся со средней скоростью в 500 м/с. Требуется рассчитать, каково давление в сосуде, объем которого равен 10 литров, содержащий 2 моль молекул.

Для того чтобы найти ответ, следует применить формулу для Р из молекулярно-кинетической теории:

\(P=\frac{N*m*v^{2}}{3*V}\)

Из-за неизвестных параметров m и N требуется выполнить некоторые преобразования формулы:

\(m=\frac{M}{NA}\)

\(n=\frac{N}{NA}\)

\(m*N= M*n\)

\(P=\frac{M*n*v^{2}}{3*V}\)

Изменение высоты

Местный шторм над Снайфелльсйёкюдлем ( Исландия ), демонстрирующий облака, сформированные на горе орографическим подъемником.


Изменение атмосферного давления с высотой, рассчитанное для 15 ° C и относительной влажности 0%.

Эта пластиковая бутылка была запечатана на высоте примерно 14000 футов (4300 м) и была раздавлена ​​повышением атмосферного давления, зафиксированным на высоте 9000 футов (2700 м) и 1000 футов (300 м), когда она была опущена к уровню моря.

Давление на Земле зависит от высоты поверхности; поэтому давление воздуха в горах обычно ниже, чем давление на уровне моря. Давление плавно меняется от поверхности Земли до вершины мезосферы . Хотя давление меняется в зависимости от погоды, НАСА рассчитало усредненные условия для всех частей Земли круглый год. С увеличением высоты атмосферное давление падает. Можно рассчитать атмосферное давление на заданной высоте. Температура и влажность также влияют на атмосферное давление. Давление пропорционально температуре и обратно пропорционально влажности. И необходимо знать и то, и другое, чтобы вычислить точную цифру. График справавыше был разработан для температуры 15 ° C и относительной влажности 0%.

На малых высотах над уровнем моря давление снижается примерно на 1,2 кПа (12 гПа) на каждые 100 метров. Для больших высот в тропосфере следующее уравнение ( барометрическая формула ) связывает атмосферное давление p с высотой h :
пзнак равноп⋅(1-L⋅часТ)грамм⋅Mр⋅Lзнак равноп⋅(1-грамм⋅часcп⋅Т)cп⋅Mр≈п⋅exp⁡(-грамм⋅час⋅MТ⋅р){\ displaystyle {\ begin {align} p & = p_ {0} \ cdot \ left (1 — {\ frac {L \ cdot h} {T_ {0}}} \ right) ^ {\ frac {g \ cdot M } {R_ {0} \ cdot L}} \\ & = p_ {0} \ cdot \ left (1 — {\ frac {g \ cdot h} {c _ {\ text {p}} \ cdot T_ {0}) }} \ right) ^ {\ frac {c _ {\ text {p}} \ cdot M} {R_ {0}}} \ приблизительно p_ {0} \ cdot \ exp \ left (- {\ frac {g \ cdot h \ cdot M} {T_ {0} \ cdot R_ {0}}} \ right) \ end {align}}}

где постоянные параметры описаны ниже:

Параметр Описание Ценить
p Стандартное атмосферное давление на уровне моря 101325 Па
L Температурный градиент температуры, = г / с р для сухого воздуха ~ 0,00976 К / м
c p Удельная теплоемкость при постоянном давлении 1004,68506 Дж / (кг · К)
Т Стандартная температура на уровне моря 288,16 К
грамм Ускорение силы тяжести на поверхности земли 9.80665 м / с 2
M Молярная масса сухого воздуха 0,02896968 кг / моль
R Универсальная газовая постоянная 8,314462618 Дж / (моль · К)

Закон парциальных давлений Дальтона

Схема, показывающая концепцию закона Дальтона.

Закон Дальтона выражает тот факт, что полное давление смеси идеальных газов равно сумме парциальных давлений отдельных газов в смеси. Это равенство возникает из-за того, что в идеальном газе молекулы настолько удалены друг от друга, что не взаимодействуют друг с другом. Большинство реальных газов очень близко подходят к этому идеалу. Например, для идеальной газовой смеси азота (N 2 ), водорода (H 2 ) и аммиака (NH 3 ):

пзнак равнопN2+пЧАС2+пNH3{\ displaystyle p = p _ {{\ ce {N2}}} + p _ {{\ ce {H2}}} + p _ {{\ ce {NH3}}}}
где:  
п{\ displaystyle p \,} = полное давление газовой смеси
пN2{\ displaystyle p _ {{\ ce {N2}}}} = парциальное давление азота (N 2 )
пЧАС2{\ displaystyle p _ {{\ ce {H2}}}} = парциальное давление водорода (H 2 )
пNH3{\ displaystyle p _ {{\ ce {NH3}}}} = парциальное давление аммиака (NH 3 )

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

  1. Во-первых, на это указывает тот факт, что производится анализ при учете этих факторов, а во-вторых, при помощи сравнительных характеристик относительно друг друга, находится и атмосферное давление. В этом заключается их первый общий признак.
  2. Вторым, и, пожалуй, самым важным признаком является то, что и абсолютное и избыточное давление, определяются согласно имеющейся или находящейся точке отсчета, представленных различными элементами, однако, работающие по схожему принципу. Например, в отличие от атмосферного давления, которое относится не к точке отсчета, а к назначенному месту.

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.

Изменение давления с глубиной

Чем больше мы ныряем в воду в бассейне или в море, тем большее давление мы испытываем. Напротив, с увеличением высоты атмосферное давление падает.

Среднее атмосферное давление на уровне моря установлено на уровне 101300 Па или 101,3 кПа, в то время как в Марианской впадине в западной части Тихого океана — на самой большой известной глубине — оно примерно в 1000 раз больше, а на вершине Эвереста оно составляет всего 34 кПа.

Понятно, что давление и глубина (или высота) связаны. Чтобы выяснить это, в случае покоящейся жидкости (статическое равновесие) рассматривается дискообразная часть жидкости, заключенная в контейнер (см. Рисунок 2). Диск имеет площадь поперечного сечения К, вес dW и высота dy.

Мы позвоним п к давлению, которое существует на глубине «Y»Y P + dP давлению, которое существует на глубине (y + dy). Поскольку плотность жидкости ρ — это отношение ее массы дм и его объем dV, ты должен:

 ρ = dm / dV ⇒ dm = ρ.dV

Следовательно, вес dW элемента:

dW = г. dm = ρ.g.dV

И теперь действует второй закон Ньютона:

Σ FY = F2 — F1 — dW = 0

(P + dP) .A — P.A — ρ.g.dV = 0

(P + dP) .A — P.A — ρ.грамм. А. dy = 0

dP = ρ.g.dy

Причина возникновения давления в газах

Прежде чем записать формулы расчета давления газа, необходимо разобраться, почему оно возникает в изучаемой системе.

Согласно физическому определению, давление – это величина, равная отношению силы, которая перпендикулярно воздействует на некоторую площадку, к площади этой площадки, то есть:

Выше мы отмечали, что существует только один единственный тип взаимодействия в идеальной газовой системе – это абсолютно упругие столкновения. В результате них частицы передают количество движения Δp стенкам сосуда в течение времени соударения Δt. Для этого случая применим второй закон Ньютона:

Именно сила F приводит к появлению давления на стенки сосуда. Сама величина F от столкновения одной частицы является незначительной, однако количество частиц огромно (≈ 1023), поэтому они в совокупности создают существенный эффект, который проявляется в виде наличия давления в сосуде.

Снижение давления теплоносителя ниже нормы – следствие его утечки

Если значение величины, показываемое при отсутствии циркуляции, снизилось от 0,02 бара, причем давление газа в расширительном бачке нормальное, можно начинать искать утечки жидкости. Хорошо, если они визуально проявляются. Малозаметные мелкие утечки выявляют путем пневмоиспытаний системы. Закачав внутрь сжатый воздух, ожидают появления шипения (свиста) в местах разгерметизации. Обычно они наблюдаются в местах соединений трубопроводов с элементами арматуры и отопительными приборами.Хорошей профилактикой появлению утечек теплоносителя является опрессовка системы. Так именуются гидроиспытания повышенным давлением. Для заполнения системы водой используется ручной насос, позволяющий плавно поднимать его величину. Подняв ее до определенного уровня, делают паузу на полчаса, контролируя показания манометра. Спад первоначального значения – явный признак утечки, которую вновь ищут визуально или на слух, проводя пневмоиспытания.

Технология проведения опрессовки.

Технологии проведения ремонтов систем отопления постоянно развиваются. Относительно недавно в России получил распространение метод устранения утечек в трубопроводных системах, включая отопительные, основанный на добавлении внутрь системы (посредством насоса) жидкого герметика. Растворяясь в объеме теплоносителя, герметик в местах утечек реагирует с воздухом, образуя прочный уплотняющий слой, ликвидируя любые течи за 1-7 дней (срок определяется размерами дефектов). Соотношение герметик/теплоноситель для продукта германской марки BCG равно 1:100. Поэтому ремонт системы емкостью 100-200 л обеспечит всего 1-2 л герметика.

Во время ремонта в помещении или устройства в нем системы обогрева возникает вопрос о том, как выбрать электрический теплый пол, в каких случаях он.

Представлена информация о циркуляционном насосе Wilo MTSL 15/5 HE-2. Рассмотрим назначение устройства, его принцип действия, причины неисправности.

Описаны возможные причины и способы устранения перегрева теплоносителя в двухконтурных, автоматических и полуавтоматических газовых котлов отопления.

В статье описаны пять практичных способа по устранению обледенения на коаксиальном воздухопроводе.

Рассмотрен принцип работы, показаны основные признаки и причины неисправности, способы диагностики и ремонта вентилятора (дымососа) газового котла.

Источник

Общая информация о давлении

Поддерживаемое давление газа зависит от назначения трубопровода

По определению давление – физическая величина, равная силе, которая действует на единицу площади под 90° к поверхности. Так как голубое топливо передается по трубопроводам, здесь условной поверхностью выступает площадь сечения трубы, а напор определяет скорость перемещения вещества.

Давление на разных участках газопровода от месторождения до форсунки в газовом котле поддерживается разное.

Виды давления

Напор в трубах жестко нормируется. Если в магистральной трубе величина слишком мала, переместить газ к другой станции попросту не удастся. Если давление в домовой сети будет слишком велико, на конечном пункте – горелке, газовую смесь не удастся смешать с кислородом в нужной пропорции, чтобы поддерживать горение, а не спровоцировать взрыв.

По величине напора классифицируют газопроводы. А так как он поддерживается постоянно, газ «связывают» с этой величиной.

Различают магистральные и распределительные газопроводы.

Магистральные – по такому трубопроводу газовую смесь передают на большие расстояния. С определенной частотой здесь установлены газокомпрессорные станции, которые поддерживают необходимый уровень. Конечным пунктом для магистрали служит местная распределительная станция. По уровню напора различают 2 вида:

  • магистральные сети 1 класса – с рабочим давлением от 2,5 до 11,8 МПа включительно;
  • 2 класса – поддерживается по нормативу 1,2–2,5 МПа.

Распределительные – по трубопроводу газ доставляют от станций к конечному потребителю – внутридомовым сетям. Различают:

  • 1 категория – бытовой газ передается под давлением от 0,6 до 1,2 МПа;
  • категория 1а – более 1,2 МПа;
  • 2 категория – 0,3–0,6 МПа.

Единицы измерения

Измеряется давление самым разным образом. Но если речь идет о газовой линии, чаще всего используются следующие варианты:

  • 1 мм. рт. ст – эта единица очень наглядна, особенно когда используют для измерения жидкостный манометр.
  • 1 атм – единица измерения более традиционная. Первой величиной, которую можно было с чем-то сравнивать, было атмосферное давление. Величина, высчитываемая от абсолютного нуля, носит название абсолютная. Отсюда, избыточное давление равно разнице между абсолютной и атмосферной величиной. При изменении разряжения определяют, насколько уровень в некотором ограниченном объеме – трубопроводе – меньше атмосферного. Эту величину называют вакуумметрическим давлением. При ремонте или обследовании внутридомовых сетей измеряют вакуумметрическое в системе удаления дыма, и избыточное давление – в газопроводе.
  • 1 бар – единица, более распространенная в Европе. 1 бар равен 100000 Па.
  • 1 Па – единица измерения принятая в системе СИ. Неудобна тем, что слишком мала – всего 1 ньютон на 1 м². При обследовании газопроводов используют большую единицу – 1 МПа, равный 1000000 Па(паскалей).

Единицы легко перевести друг в друга, воспользовавшись онлайн-калькулятором.

На что влияет давление газа в трубах

Значительное повышение или снижение напора приводит к некорректной работе оборудования. Норма для жилых домов — 0,003 МПа

Для нормальной работы газового оборудования газ должен подаваться под тем напором, на которое оно рассчитано. Если это распределительная станция в цеху, напор в трубах должно быть высоким. Однако обычному пользователю – жителю квартиры или частного дома, приходится сталкиваться только с низким или условно средним значением в распределительных сетях.

На практике различают 3 ситуации.

  • Среднее давление газа – голубое топливо подается на форсунки и горелки под нормальным напором. При этом газ в правильной пропорции смешивается с кислородом из воздуха и горит, обеспечивая подачу тепла.
  • Выше нормы – часть газа не сгорает. Либо накапливается, либо окисляется только до угарного газа. Это может привести к отравлению, пожару или даже взрыву.
  • Низкое давление газа – сгорает полностью, но подается в недостаточном количестве, в результате огонь на горелке нельзя сделать интенсивным. Отопительный котел не вырабатывает достаточного количества тепла.

Ссылки [ править ]

  • LJ Clancy (1975), Aerodynamics , Pitman Publishing Limited, Лондон. ISBN 0-273-01120-0
  • Хоутон, Э.Л. и Карпентер, П.В. (1993), Аэродинамика для студентов инженерных специальностей , Баттерворт и Хайнеманн, Оксфорд, Великобритания. ISBN 0-340-54847-9
  • Липманн, Ганс Вольфганг ; Рошко, Анатолий (1993), Элементы газовой динамики , Courier Dover Publications, ISBN 0-486-41963-0

Примечания

  1. ^ ab Клэнси, Л.Дж.,Аэродинамика , раздел 3.5
  2. Клэнси, LJ, Аэродинамика , разделы 3.12 и 3.13
  3. «динамическое давление равно половине квадрата ротора только в несжимаемом потоке». Хоутон, Э.Л. и Карпентер, П.В. (1993),Аэродинамика для студентов инженерных специальностей , раздел 2.3.1
  4. Клэнси, LJ, Аэродинамика , Раздел 10.2
  5. Липманн и Рошко, Элементы газовой динамики , стр. 55.

Давление газа

Мы только что выяснили, что молекулы газа беспорядочно движутся. Во время движения они сталкиваются друг с другом, а также со стенками сосуда, в котором этот газ находится. Поскольку молекул много, ударов тоже много.

Например, в комнате, в которой вы сейчас находитесь, на каждый квадратный сантиметр за 1 с молекулами воздуха наносится столько ударов, что их количество выражается двадцати трехзначным числом.

Хотя сила удара отдельной молекулы мала, действие всех молекул о стенки сосуда приводит к значительному давлению. Это как если бы один комар толкал машину, то она бы и не сдвинулась с места, а вот пару сотен миллионов комаров вполне себе способны эту машину сдвинуть.

Абсолютное

Так называется полное давление, под которым находится вещество или объект, без учета влияния других газообразных составляющих атмосферы.

Измеряется оно в паскалях и являет собою сумму избыточного и атмосферного давлений. Также он является разностью барометрического и вакуумметрического видов.

Вычисляется оно по формуле Р = Р2 + Р3 или Р = Р2 — Р4.

За начало отсчета для абсолютного давления в условиях планеты Земля, берется давление внутри емкости, из которой удален воздух (то есть классический вакуум).

Только такой вид давления используется в большинстве термодинамических формул.