Как найти абсолютное давление воздуха — Исправление недочетов и поиск решений

Перевод избыточного давления в абсолютное

Техническая система единиц (кг/см2)

Система SI (кПа)

Перевод абсолютного давления в избыточное

Техническая система единиц (кг/см2)

Система SI (кПа)

Что такое давление?

Всё на всё оказывает давление. Значит давление – это такая физическая величина, которая равна силе, действующей на единицу площади. Другими словами, чтобы найти давление, нужно силу разделить на площадь. В латинице для обозначения давления используют знак P.

Давление бывает:

Атмосферное
Абсолютное
Избыточное

Атмосферное давление (барометрическое)

Атмосферное давление – это давление воздуха на землю.

Давление, которое больше всего важно для земной жизни – окружающее нас давление. Обозначается как “amb” от ambiens — окружающий. Это давление, образующееся путем силы, которую оказывает атмосфера на землю. Несмотря на то, что воздух прозрачен и мы не можем его ни потрогать, ни увидеть, мы знаем, что у него есть масса. Она оказывает давление на поверхность земли. Это и принято называть атмосферным давлением. Нормальное атмосферное давление равно 101,325 кПа.

Обратите внимание: чем больше высота над уровнем моря, тем ниже давление.

Также, благодаря прогнозам погоды, нам хорошо известно, что атмосферное давление меняется в зависимости от капризов погоды.

Избыточное давление

Оно представляет собой разницу между абсолютным и атмосферным давлением. Также такое давление можно создать искусственно в сосудах, паровых или водогрейных котлах. Избыточное давление показывает разницу между давлением внутри сосуда и атмосферным.

Если давление превышает атмосферное, то говорят о положительном избыточном давлении, если наоборот — используют понятие отрицательного избыточного давления.

Абсолютное давление

Абсолютное – это давление, отсчет которого производят от абсолютного нуля (вакуума).

Обозначения

Понять, о каком давлении идет речь, можно по указателям “abs”, “amb”, “e”,которые находятся рядом с обозначением давления — буквой P:

Pamb – атмосферное
Pabs – абсолютное
Pe – избыточное

Измерение абсолютного и избыточного давления

Атмосферное давление измеряют барометром, поэтому его еще называют барометрическим и обозначают Pamb или Pбар.

Нормальное атмосферное давление равно 1 атм=1,033 ат=1,013 x 100 000 Па=760 мм рт.ст.

Избыточное давление измеряют манометром, поэтому его еще называют манометрическим и обозначают Pe или Pизб.

Источник

Pressure refers to the Physical force exerted on an object per unit area. It can alternatively be described as the force-to-area ratio (over which the force is acting). F/A is the basic pressure formula (Force per unit area). Pascals is a unit of pressure (Pa). Absolute, atmospheric, differential, and gauge pressures are examples of pressures. Have you ever noticed that when you drink from a straw, you actually suck the air out of it? You’re actually applying ‘Pressure’ while sipping your beverage.

What is Absolute Pressure?

Absolute pressure refers to the pressure in relation to the zero pressure existing, that is, the pressure in the empty, free space. In a vacuum, there is no pressure. P_abs is the abbreviation for absolute pressure. It is equal to measuring pressure plus ambient pressure and is measured with a barometer. The pressure measured in proportion to absolute zero pressure in a vacuum is known as absolute pressure. A measurement of pressure below atmospheric pressure is known as negative pressure or vacuum pressure.

Formula For Absolute Pressure

P_abs = P_atm+P_gauge

Where,

P_atm is atmospheric pressure

P_gauge is negative pressure

What is Atmospheric Pressure?

Air is present above sea level, and there are so many layers that the higher you go, the more pressure air exerts, and atmospheric pressure is the pressure exerted by air in the atmosphere. The atm unit is used to measure atmospheric pressure. A barometer is an instrument that is used to measure atmospheric pressure. The barometer is filled with Mercury and vacuumed within. The standard atmosphere (symbol: atm) is a pressure unit with a value of 101,325 Pa.

Formula For Atmospheric Pressure

P_{atm =} p_gh

Where,

p is the density of air

g is acceleration due to gravity

h is height of the mercury

Difference Between Absolute Pressure and Atmospheric Pressure

	Absolute Pressure	Atmospheric Pressure
1.	The pressure in respect to the zero pressure, that is, the pressure in empty, free space, is referred to as absolute pressure. There is no pressure in a vacuum.	Atmospheric pressure at that spot is the force acting on a unit area around a location as a result of the full height of the air column of the atmosphere above it.
2.	Absolute pressure is the pressure measured in proportion to absolute zero pressure in a vacuum. Negative pressure, often known as vacuum pressure, is a measurement of pressure below atmospheric pressure.	The hydrostatic pressure created by the weight of air above the measurement point is very close to atmospheric pressure. Because the overlaying air mass decreases as elevation increases, atmospheric pressure decreases.
3.	It is denoted by P_abs	It is denoted by P _atm
4.	Formula for absolute pressure is, P_{abs =} P_atm+P_gauge	Formula for atmospheric pressure is, P_atm = pgh
5.	This pressure is determined in psi (pounds per square inch).	Its unit is newton per square meter Nms^-1.
6.	Absolute pressure is also called as sealed pressure.	Atmospheric pressure is also known as barometric pressure.
7.	At sea level it is 14.7 psi.	At sea level it is 1 atm.
8.	For Example, Using an altimeter to determine the height of an aircraft. Because air pressure changes with altitude, using it as a reference is not a good idea, hence absolute pressure is employed to ensure precision in measurements, which is critical for flight safety.	For Example, When the bulb is squeezed, air from the tube and bulb exits as bubbles. However, there is air pressure on the liquid’s surface. The water inside the tube moves when we release the bulb.

Sample Problems

Problem 1: When a dolphin glides through the air, it is subjected to a 0.75 m of mercury external pressure. When a dolphin is 5 m below the free surface of the water, the absolute pressure is?

Solution:

h= 5 m

P_atm = 0.75 m of mercury = P_Hg × g × 0.75 = 13600 x 9.81 x 0.75 = 100062 Pa

P _gauge = P_water × g x h

P_gauge = 1000 x 9.81 x 5 = 49050 Pa

P_abs = P _gauge + P_atm

P_abs = 49050 + 100062

P_abs = 149112 Pa = 149112 N/m₂

= 0.149 N/mm²

= 0.15 N/mm²

Problem 2: A vacuum gauge attached to a chamber indicates a pressure of 40 kPa. At the location, the atmospheric pressure is 100 kPa. The absolute pressure in the chamber is then measured.

Solution:

We know, Absolute Pressure = Vacuum Pressure – Atmospheric pressure

Vacuum pressure = 40 kPa, Atmospheric pressure = 100 kPa

Absolute pressure = 100 – 40 = 60 kPa

Problem 3: If the atmospheric pressure is equivalent to 750 mm of mercury, what is the absolute pressure at a location 3 m below the free surface of a liquid with a density of 1.53 103 kg/m³ ? Mercury has a specific gravity of 13.6 while water has a density of 1000 kg/m³.

Solution:

h= 3 m, Pliquid = 1.53 x 103 kg/m²

h_atm = 750 mm of mercury (Hg) = 0.75 m,

specific gravity ,S_Hg = 13.6, p = 13.6 x 1000 kg/m²

P_atm = pgh_atm = 13.6 x 1000 x 9.81 x 0.75 = 100,062 N/m²

P_abs = P_atm + P_gauge

P_gauge= (pgh)_liquid = 1.53 x 10ªx 9.81 x 3 = 45027.9 N/m2

P_abs = P_atm + P_gauge = 100062 + 45027.9 = 145090 N/m2

Problem 4: If the air in a cylinder has a gauge pressure of 250 kPa, the absolute pressure is?

Solution:

P_g = 250 kPa

P_abs= P_g + P_atm

P_abs = 250 + 101.3

P_abs = 351.3 kPa = 350 kPa.

Problem 5: In a closed vessel, the volume and temperature of air (assumed to be an ideal gas) are 2.87m³ and 300 K, respectively. A manometer mounted on the vessel’s wall indicates a gauge pressure of 0.5 bar. The mass of air (in kilograms) in the vessel is if the gas constant of air is R = 287 J/kg K and the atmospheric pressure is 1 bar.

Solution:

V = 2.87 m³ ; T= 300 K

P_gauge = 0.5 bar; P_atm = 1 bar; R = 287 j/Kg-K

PV = mRT (P is absolute pressure)

P_abs = P_atm + P_gauge = 0.5 + 1 = 1.5 bar = 150 kPa

PV = mRT

m=PV/RT

=150 x 2.87 / 0.287 x 300

m= 5 Kg

Last Updated :
18 May, 2022

Like Article

Save Article

Источник

Любое вещество может быть описано своими физико-химическим параметрами. В отличие от жидких и твердых веществ, чье состояние может быть охарактеризовано температурой и плотностью, газы имеют еще один показатель, который называется «давление». Эта физическая величина для газообразного вещества может быть представлена итоговым значением сил ударов молекул о стенки сосуда, содержащего газ. Чем больше молекул ударяется о стенки, чем больше их масса, скорость и сила воздействия на стенки сосуда– тем выше показатель давления.

Классификация

Физики различают атмосферное, абсолютное и избыточное давление. Эти виды величин связаны между собой посредством физических формул.

Единицы измерения давления

Существует множество традиционных единиц давления, которые сложились в результате развития физических дисциплин. Наиболее распространенными их них являются «бар», «атмосфера», «мм ртутного столба» и другие производные от них величины. В физических процессах этот параметр обозначается литерой Р, измеряется в паскалях и производных от него единицах. В письменном виде паскаль отображается так: [Па].

Понятие атмосферного давления

Окружающий нас воздух состоит из постоянно движущихся молекул, которые сталкиваются с земной поверхностью,находящимися на ней предметами и между собой. Из ударов крохотных частиц складывается итоговое давление. Данный параметр называется атмосферными, или барометрическим давлением.

Но, как показали измерения, Р_атм в значительной степени зависит от температуры окружающей среды и высоты над уровнем моря. Поэтому для объяснения физических процессов и решения задач текущие параметры атмосферного давления сводят к нормальным условиям. Начальные параметры Р_атм определяются при показателе температуры 0⁰ С над нулевым уровнем моря.

Что такое абсолютное давление

Стандартные способы измерения давления обычно используют атмосферное давление в качестве точки отсчета. Обычно этот параметр измеряется различными приборами. Наиболее популярными из которых являются барометры.

В других случаях применяют отношение наблюдаемого давления к вакууму или к другой выбранной отметке. Чтобы обозначить выбранные категории, применяют такие определения:

Абсолютное давление газа: является параметром точки перехода между вакуумом и наблюдаемым давлением.
Избыточное давление: для него точкой отсчета становится давление атмосферное. Вычисляется этот показатель как разность между абсолютным и атмосферным давлением.
Дифференциальное давление – является разностью показателей между двумя произвольными точками измерений.

Дифференциальное, абсолютное и избыточное давление визуально может быть представлено так:

Избыточное и абсолютное давление логически связаны между собой. Значение абсолютного давления можно получить, измерив наблюдаемое давление и прибавив к нему величину атмосферного Р.

В случае избыточного давления точкой отсчета служит значение атмосферного P. Таким образом, эта величина может быть представлена как разность между абсолютным давлением и атмосферным. Абсолютное и избыточное давление не может быть отрицательным. При Р_абс=0 давление становится равным атмосферному показателю этой величины. Если быть точным, то Р_абс не может быть равно вакууму – всегда остается какая-то величина, сформированная, например, давлением насыщенных паров в жидкости. Но в случае тяжелых жидкостей этот параметр очень незначителен, поэтому в первоначальных расчетах, не требующих точного вычисления, вполне допустимо.

Что такое абсолютное давление воздуха

Абсолютное давление воздуха можно измерить лишь в сосудах с другими веществами – с жидкостями или газами. Так, данный параметр довольно часто измеряется в закрытых сосудах с жидкостями. Как и в первом случае, абсолютное давление воздуха в закрытом сосуде можно измерить,как разницу между наблюдаемым Р и атмосферным.

Пьезометрическая высота

Как это часто бывает, наряду с общепринятыми единицами измерения физических величин, используются и исторические. Пьезометрическая высота -это одна из таких величин. Она может быть измерена специальным прибором, представляющим собой стеклянную трубку, верхняя часть которой незапечатана и открыто сообщается с атмосферой, а нижняя присоединена к сосуду, в котором измеряется давление. Прибор, при помощи которого можно провести подобные измерения, представлен ниже:

Если к давлению, наблюдаемому в сосуде, применить законы гидростатики, можно получить такое выражение для абсолютного давления:

Здесь р_а– атмосферное давление, а выражение gρh_p представляет собой произведение высоты столба жидкости на ее плотность и на значение силы тяжести. Так можно измерить абсолютное значение газа в любом сосуде.

Источник

Числовое
значение давления определяется не
только принятой системой единиц, но и
выбранным началом отсчета. Исторически
сложились три системы отсчета давления:
абсолютная, избыточная и вакуумметрическая
(рис.2.2).

Рис. 2.2. Шкалы давления.
Связь между давлением

абсолютным, избыточным
и вакуумом

Абсолютное
давление
отсчитывается от абсолютного нуля (рис.
2.2). В этой системе атмосферное давление.
Следовательно, абсолютное давление
равно

Абсолютное
давление всегда является величиной
положительной.

Избыточное
давление

отсчитывается от атмосферного давления,
т.е. от условного нуля. Чтобы перейти от
абсолютного к избыточному давлению
необходимо вычесть из абсолютного
давления атмосферное, которое в
приближенных расчетах можно принять
равным 1ат:

Иногда
избыточное давление называют
манометрическим.

Вакуумметрическим
давлением или вакуумом
называется недостаток давления до
атмосферного

Избыточное
давление показывает либо избыток над
атмосферным, либо недостаток до
атмосферного. Ясно, что вакуум может
быть представлен как отрицательное
избыточное давление

Как
видно, эти три шкалы давления различаются
между собой либо началом, либо направлением
отсчета, хотя сам отсчет может вестись
при этом в одной и той же системе единиц.
Если давление определяется в технических
атмосферах, то к обозначению единицы
давления (ат)
приписывается ещё одна буква, в зависимости
от того, какое давление принято за
«нулевое» и в каком направлении ведется
положительный отсчет.

Например:

—
абсолютное давление равно 1,5 кг/см²;

—
избыточное давление равно 0,5 кг/см²;

—
вакуум составляет 0,1 кг/см².

Чаще
всего инженера интересует не абсолютное
давление, а его отличие от атмосферного,
поскольку стенки конструкций (бака,
трубопровода и т.п.) обычно испытывают
действие разности этих давлений. Поэтому
в большинстве случаев приборы для
измерения давления (манометры, вакуумметры)
показывают непосредственно избыточное
(манометрическое) давление или вакуум.

Единицы
давления.
Как следует из самого определения
давления, его размерность совпадает с
размерностью напряжения, т.е. представляет
собой размерность силы, отнесенную к
размерности площади.

За
единицу давления в Международной системе
единиц (СИ) принят паскаль
— давление, вызываемое силой,
равномерно распределенной по нормальной
к ней поверхности площадью,
т.е..
Наряду с этой единицей давления применяют
укрупненные единицы: килопаскаль (кПа)
и мегапаскаль (МПа):

; ;.

В
технике в настоящее время в некоторых
случаях продолжают применять также
техническую МКГСС (метр, килограмм-сила,
секунда, а) и физическую СГС (сантиметр,
грамм, секунда) системы единиц. Используются
также внесистемные единицы — техническую
атмосферу и бар:

Не
следует также смешивать техническую
атмосферу
с физической,
которая все ещё имеет некоторое
распространение в качестве единицы
давления:

2.1.3. Свойства гидростатического давления

Гидростатическое
давление обладает двумя основными
свойствами.

1-ое
свойство.
Силы гидростатического давления в
покоящейся жидкости всегда направлены
внутрь по нормали к площадке действия,
т.е. являются
сжимающими.

Это
свойство доказывается от противного.
Если предположить, что силы направлены
по нормали наружу, то это равносильно
появлению в жидкости растягивающих
напряжений, которых она воспринимать
не может (это вытекает из свойств
жидкости).

2-ое
свойство.
Величина гидростатического давления
в любой точке жидкости по всем направлениям
одинаково, т.е. не зависит от ориентации
в пространстве площадки, на которую оно
действует

где
— гидростатические давления по направлению
координатных осей;

—
то же по произвольному направлению
.

Для
доказательства этого свойства выделим
в неподвижной жидкости элементарный
объем в форме тетраэдра с ребрами,
параллельными координатным осям и
соответственно равными
,
и

(рис.
2.3).

Рис. 2.3. Схема для
доказательства свойства

о независимости
гидростатического давления от направления

Введем
обозначения:
—
гидростатическое
давление, действующее на грань, нормальную
к оси
;

—
давление на грань, нормальную к оси
;

—
давление, действующее на наклонную
грань;

—
площадь этой грани;

—
плотность жидкости.

Запишем
условия равновесия для тетраэдра (как
для твердого тела) в виде трех уравнений
проекций сил и трех уравнений моментов:

, ,;

, ,.

При
уменьшении в пределе объема тетраэдра
до нуля система действующих сил
преобразуется в систему сил проходящих
через одну точку, и, таким образом,
уравнения моментов теряют смысл.

Таким
образом, внутри выделенного объема на
жидкость действует единичная массовая
сила, проекции ускорений которой равны
,
,
и
.
В гидравлике принято массовые силы
относить к единице массы, а так как
,
то проекция единичной массовой силы
численно будет равна ускорению.

; ;,

где
,,— проекции единичной массовой силы на
оси координат;

—
масса жидкости;

—
ускорение.

Составим
уравнение равновесия выделенного объема
жидкости в направлении оси
,
учитывая
при этом, что все силы направлены по
нормалям к соответствующим площадкам
внутрь объема жидкости:

,
(2.4)

где
— проекция силы от гидростатического
давления;

—
проекция силы от давления
;

—
проекция массовой силы, действующей на
тетраэдр.

Разделив
уравнение (2.2) на площадь
,
которая
равна площади проекции наклонной
грани

на
плоскость
,
т.
е.
,
получим

При
стремлении размеров тетраэдра к нулю
последний член уравнения, содержащий
множитель
,
также
стремится к нулю
,
а давленияи
остаются
величинами конечными.

Следовательно,
в пределе получим

или
.

Аналогично
составляя уравнения равновесия вдоль
осей

и
,
находим

, ,

или
.

Так
как размеры тетраэдра
,
и

и
наклон площадки

взяты
произвольно, то, следовательно, в пределе
при стягивании тетраэдра в точку давление
в этой точке по всем направлениям будет
одинаково. Что и требовалось доказать.

Рассмотренное
свойство давления в неподвижной жидкости
имеет место также при движении невязкой
(идеальной) жидкости. При движении же
реальной жидкости возникают касательные
напряжения, вследствие чего давление
в реальной жидкости указанным свойством,
строго говоря, не обладает.

В
общем случае
давление
в точке зависит от координат рассматриваемой
точки, а при неустановившемся движении
жидкости может изменяться в каждой
данной точке с течением времени: .

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Источник

Что такое давление?

Давление бывает:

Атмосферное
Абсолютное
Избыточное

Атмосферное давление (барометрическое)

Атмосферное давление – это давление воздуха на землю.

Обратите внимание: чем больше высота над уровнем моря, тем ниже давление.

Кстати, прочтите эту статью тоже: Формула числа Рейнольдса Re

Избыточное давление

Абсолютное давление

Абсолютное – это давление, отсчет которого производят от абсолютного нуля (вакуума).

Что такое абсолютное давление, и как это соотносится с избыточным давлением?

Чтобы понять абсолютное давление, нужно сначала определить несколько терминов:

Атмосферное давление. Все вокруг нас — воздух и вода — имеет вес и создает давление. На уровне моря среднее давление составляет 1 атм, или 1,01325 бар; давление изменяется в зависимости от погодных условий. По мере увеличения высоты воздух становится тоньше, равно атмосферное давление.
Манометрическое давление. Ноль в манометрическом давлении представляет собой атмосферное давление, что означает, что показание избыточного давления включает только дополнительное давление внутри системы.
Абсолютное давление. Ноль в абсолютном давлении является идеальным вакуумом, что означает, что абсолютное считывание давления включает в себя как атмосферное давление, так и манометрическое давление.

Важным отличием последних двух типов давления является нулевая ссылка. Ноль инструментов, измеряющих избыточное давление, представляет собой атмосферный воздух, который изменяется в зависимости от высоты и погодных условий. Ноль в приборах, измеряющих абсолютное давление, — это полное отсутствие давления или вакуум; поэтому этот ноль не меняется.

Измерение абсолютного и избыточного давления

Нормальное атмосферное давление равно 1 атм=1,033 ат=1,013 x 100 000 Па=760 мм рт.ст.

Избыточное давление

Понятие избыточного давления также, как и абсолютного давления, относится к точке отсчета для указания давления. Избыточное давление — это то давление, для указания которого используется, в качестве точки отсчета, нормальное атмосферное давление.

Избыточное давление равно абсолютному давлению минус атмосферное давление. Например, давление на уровне моря, которое составляет 1 бар(а), может быть также указано как избыточное давление, составляющее 0 бар(и).

На письме указание на избыточное давление иногда подчеркивается литерой и

в русском языке,
g
в английском (от слова
gauge
, то есть прибор[ное давление] — т.к. на манометрах обычно отображается именно избыточное давление), и литерой
ü
в немецком (от слова
Überdruck
, то есть «сверхдавление»).

Абсолютное и избыточное давления. Вакуум

Абсолютным давлением рабсназывается гидростатическое давление, определяемое по формуле (1). Из этой формулы следует, что абсолютное давление складывается из двух составляющих: внешнего давления р0,

передаваемого жидкостью по закону Паскаля, и давления, определяемого произведением у/г. Вторую составляющую называют относительным или, если на свободной поверхности жидкости действует атмосферное давление,
избыточным давлением.Исходя из этого формулу (1) можно записать в следующем виде: рабс = ро + ризб или рабс/ γ = ро/ γ + ризб/ γ
где избыточное давление риз6 =gh

Из последнего равенства следует, что избыточное давление изменяется в зависимости от глубины по линейному закону. В координатах p/g —h

такому изменению соответствует биссектриса координатного угла (рис. 3).

Рис.3 Эпюра распределения

гидростатического давления по высоте.

Абсолютное давление не может быть отрицательным, так как жидкость не сопротивляется растяжению, т. е. рабс>

О (или
ра6с /g
>0).

Избыточное давление, представляющее собой разность ра6с

—
р0
может быть как больше, так и меньше нуля, т.е.
ризб
<=>0 (или rизб /γ <=> 0).

Отрицательное избыточное давление называют вакуумом,или вакуумметрическим давлением,

т.е. —
ризб = рвак или . —ризб/γ =h вак
где hвак — вакуумметрическая высота.

Из приведенных выше формул следует: h вак = —ризб/γ = ( ро — рабс)/ γ

т.е. вакуумметрическая высота возрастает с уменьшением абсолютного давления и достигает максимума, когда ра5с =

0 (отрицательным абсолютное давление быть не может):
h вак
max = r0 /g.

Пример 1.Определить избыточное давление в забое скважины глубиной h

= 85 м, которая заполнена глинистым раствором плотностью р = 1250 кг/м3.

Решение.

Избыточное давление

Пример 2.Определить избыточное давление воды в трубе по показаниям батарейного ртутного манометра. Отметки уровней ртути от оси трубы (рис. 2.22): z, = 1,75 м; z2

= 3 м; z3 = 1,5 м; z4 = 2,5 м.

Решение.

Батарейный ртутный манометр состоит из двух последовательно соединенных ртутных манометров. Давление воды в трубе уравновешивается перепадами уровней ртути, а также перепадами уровней воды в трубках манометра. Суммируя показания манометра от открытого конца до присоединения его к трубе, получим:

где rВ — плотность воды (рв = 1000 кг/м3); ррт — плотность ртути (ррт= 13 600 кг/м3).

Подставив заданные значения, получим

rИЗБ=

13 600-9,81(2,5 — 1,5) — 1000-9,81(3- 1,5) + 13 600 ·9,81(3- 1,75) + 1000-9,81 1,75 @ 0,303 • 106 Па = 0,3 МПа.

Пример 3.Определить силу суммарного давления воды на плоский щит, перекрывающий канал (рис. 2.23), и усилие, которое необходимо приложить для подъема щита. Ширина канала b =

1,8 м, глубина воды в нем
И
= 2,2 м. Вес щита
G
= 15 кН. Коэффициент трения щита по опорам f= 0,25.

Решение.Сила суммарного давления на щит

=
рс
w=
pghcbh = pgh2b/2.
Построим эпюру избыточного гидростатического давления. В точке В

гидростатическое давление
рв
=
pgh.
Отложим от точки В

в направлении, перпендикулярном щиту, отрезок, равный
рв
(со стороны действия давления), и соединим начало полученного вектора (точку С) с точкой
А.
Полученный треугольник
ABC —
эпюра гидростатического давления.

По эпюре гидростатического давления определим силу суммарного давления на щит, которая равна объему этой эпюры:

Полученная формула одинакова с ранее написанной. Подставив в эту формулу заданные значения, получим

Р =

1000• 9,81 · 2,22-1,8:2 = 42,7 • 103 Н « 42,7 кН. Усилие, необходимое для подъема щита,

Т= G+fP=

15 + 0,25-42,7 = 25,7 кН.

Практическая работа № 3.

Тема: Расчет гидравлического пресса.

Цель работы: Ознакомиться с устройством гидравлического пресса;научиться определять усилие прессования.

Ход работы:

1. Начертить схему гидравлического пресса.

2. Пояснить принцип работы гидравлического пресса.

3. Определить усилие прессования (η=0,8).

Данные для расчета взять из таблицы.

Вариант

F,H

D,мм

d,мм

а,мм

в,мм

Вариант

F,H

D,мм

d,мм

а,мм

в,мм

4. Вывод по работе.

Контрольные вопросы:

1. Какой закон гидростатики лежит в основе работы гидростатических машин?

2. Объясните принцип работы гидравлического пресса.

3. Объясните принцип работы гидравлического домкрата.

Точность, настройка диапазона и безопасность

На электронных приборах для измерения давления и механических манометрах точность измерений указывается идентичным способом — в виде погрешности, равной процентному соотношению от диапазона измерений. Например, манометр хорошего качества с диапазоном 0-500 psi может иметь погрешность ±0,5% шкалы. Это означает, что он имеет полосу погрешности 5 psi (±2,5 psi) в любой точке на шкале. Электронные преобразователи и датчики имеют аналогичное определение погрешности. Поскольку диапазон измерений связан с погрешностью, очень важно выбрать устройство с диапазоном, максимально близким к фактическому рабочему значению с учетом скачков давлений. Другими словами, если в вашем процессе рабочее давление составляет 75 psi, то лучше использовать манометр 0-100 psi, а не 0-500 psi, даже если они имеют идентичные номинальные значения погрешности. Неправильный выбор диапазона измерений является наиболее распространенной ошибкой при подборе датчика. Экономные покупатели выбирают один прибор для измерения давления, чтобы снизить до минимума товарно-материальные запасы, а затем стараются использовать этот прибор для широкого ряда применений. В результате страдает точность измерений.

Некоторые датчики имеют собственную электронную регулировку диапазона измерений. Например, устройство, предназначенное для измерения давления от 0 до 500 psi, можно отрегулировать электронным способом на показание 0-300. Это поможет расширить соответствующую область показаний датчика от 4 до 20 мА, но фактически не повысит точность. Соотношение перенастройки диапазона в большинстве случаев будет таким же, что и при полной шкале от 0 до 500.

„Существуют сенсоры по 2 или 3 доллара, которые можно поместить в автомобильные шины и отображать показания на вашей приборной панели. Вам не потребуется слишком высокая точность или быстрое реагирование, чтобы увидеть, что спущена правая шина, — говорит Том Райд, менеджер по продукции компании GE-Druck. — То же самое можно сказать в том случае, если вы хотите иметь приблизительные показания давления в резервуаре. В любом случае, выбор типа датчика зависит от того, насколько критичным является сам процесс».

Виктор Миллер, специалист по приборам Wika для измерения давления, подчеркивает, что понимание процессов, происходящих в измеряемом объеме, помогает определить важность диапазона измерений и повышенной надежности датчика. „Пользователи не учитывают динамику того, что происходит внутри системы. При перемещении жидкости клапан внезапно открывается или закрывается, он передает скачок давления, который проходит со скоростью звука через систему, что может отразиться на сенсоре, или сбить калибровочные параметры», — отмечает Виктор Миллер. Статические процессы и сжимаемые жидкости не требуют такой защиты от скачков, как это происходит в динамической среде.

Определение величины давления

Давление

– это величина, характеризующая действие силы на единицу поверхности.

При определении величины давления принято различать давление абсолютное, атмосферное, избыточное и вакуумметрическое.

Абсолютное давление (ра)

– это давление внутри какой-либо системы, под которым находится газ, пар или жидкость, отсчитываемое от абсолютного нуля.

Атмосферное давление (рв)

создается массой воздушного столба земной атмосферы. Оно имеет переменную величину, зависящую от высоты местности над уровнем моря, географической широты и метеорологических условий.

Избыточное давление

определяется разностью между абсолютным давлением (ра) и атмосферным давлением (рв):

ризб = ра – рв.

Вакуум (разрежение)

– это такое состояние газа, при котором его давление меньше атмосферного. Количественно вакуумметрическое давление определяется разностью между атмосферным давлением и абсолютным давлением внутри вакуумной системы:

рвак = рв – ра

При измерении давления в движущихся средах под понятием давления понимают статическое и динамическое давление.

Статическое давление (рст)

– это давление, зависящее от запаса потенциальной энергии газовой или жидкостной среды; определяется статическим напором. Оно может быть избыточным или вакуумметрическим, в частном случае может быть равно атмосферному.

Динамическое давление (рд)

– это давление, обусловленное скоростью движения потока газа или жидкости.

Полное давление (рп)

движущейся среды слагается из статического (рст) и динамического (рд) давлений:

рп = рст + рд.

Каковы преимущества измерения абсолютного давления и избыточного давления?

Поскольку все объекты и процессы на заводе-изготовителе имеют одинаковую высоту и атмосферное давление, измерение избыточного давления является достаточно точным для большинства ситуаций. Тем не менее, измерения абсолютного давления требуются в специализированных ситуациях, например, когда вам требуется измерение давления, независимо от колебаний атмосферного давления, а также на промышленных предприятиях, где используются вакуумные насосы и машины вакуумной упаковки.

Абсолютные манометры и датчики присутствуют в многочисленных применениях, включая высотомеры для авиации, мониторы для давления жидкого пара, процессы перегонки, HVAC и производство полупроводников. Давление опасных арсиновых и фосфиновых газов, используемых в процессе производства полупроводников, должно тщательно контролироваться во время хранения и транспортировки. Поскольку атмосферные условия колеблются, важно следить за тем, чтобы опасные газы использовали контрольную точку, которая не изменяется.

Источник