فشار واحد نیرویی است که به صورت عمود بر واحد سطح عمل می کند.

فشار مطلق به فشاری گفته می شود که توسط یک گاز واحد بدون در نظر گرفتن گازهای دیگر بر جسم ایجاد می شود. گازهای اتمسفر... آن را Pa (پاسکال) اندازه گیری کنید. فشار مطلق مجموع فشارهای اتمسفر و گیج است.

فشار گیج اختلاف مثبت بین فشار اندازه گیری شده و فشار اتمسفر است.

برنج. 2.

اجازه دهید شرایط تعادل را برای یک ظرف باز پر از مایع در نظر بگیریم، که یک لوله بالا باز در نقطه A به آن متصل است (شکل 2). تحت تأثیر وزن یا فشار بیش از حد сЧgЧh، مایع در لوله تا ارتفاع h p بالا می رود. لوله مشخص شده پیزومتر نامیده می شود و ارتفاع h p ارتفاع پیزومتریک است. اجازه دهید معادله هیدرواستاتیک پایه را با توجه به صفحه ای که از نقطه A عبور می کند ارائه دهیم. فشار در نقطه A از سمت کشتی به صورت زیر تعریف می شود:

از سمت پیزومتر:

یعنی ارتفاع پیزومتری میزان فشار بیش از حد را در نقطه ای که پیزومتر به صورت واحدهای خطی متصل می شود نشان می دهد.

برنج. 3.

حال اجازه دهید شرایط تعادل یک ظرف بسته را در نظر بگیریم، جایی که فشار روی سطح آزاد P 0 بیشتر از فشار اتمسفر P atm است (شکل 3.)

تحت تأثیر فشار P 0 بیشتر از P atm و فشار وزنی scChgChh، مایع در پیزومتر به ارتفاع h p بیشتر از حالت یک مخزن باز بالا می رود.

فشار در نقطه A از سمت ظرف:

از سمت پیزومتر باز:

از این برابری عبارت h p را بدست می آوریم:

با تجزیه و تحلیل عبارت به‌دست‌آمده، مشخص می‌کنیم که در این مورد ارتفاع پیزومتری نیز با مقدار فشار اضافی در نقطه اتصال پیزومتر مطابقت دارد. V در این مورد فشار بیش از حدشامل دو عبارت است: فشار بیش از حد خارجی بر روی سطح آزاد P "0 g = P 0 - P atm و فشار وزن cChgChh

فشار بیش از حد نیز می تواند یک کمیت منفی به نام خلاء باشد. بنابراین، در لوله های مکش پمپ های گریز از مرکز، در جریان مایع هنگام خروج از نازل های استوانه ای، در دیگ های خلاء، مناطقی با فشار زیر اتمسفر در مایع تشکیل می شود، یعنی. مناطق خلاء در این مورد:

برنج. 4.

خلاء فقدان فشار به فشار اتمسفر است. بگذارید در مخزن 1 (شکل 4) فشار مطلق کمتر از اتمسفر باشد (به عنوان مثال، بخشی از هوا با استفاده از پمپ خارج می شود. پمپ خلاء). مخزن 2 حاوی یک مایع است و مخازن توسط یک لوله منحنی 3 به هم متصل می شوند. فشار اتمسفر روی سطح مایع در مخزن 2 عمل می کند. از آنجایی که فشار در مخزن 1 کمتر از اتمسفر است، مایع در لوله 3 تا ارتفاع معینی بالا می رود که به آن ارتفاع خلاء می گویند و تعیین می شود. مقدار را می توان از شرایط تعادل تعیین کرد:

حداکثر مقدار فشار خلاء 98.1 کیلو پاسکال یا 10 مگاوات است، اما در عمل فشار در مایع نمی تواند کمتر از فشار بخار اشباع باشد و برابر با 7-8 مگاوات است.

مثلاً در فیزیک کلاسیک، در ترمودینامیک، فشار بر حسب واحد فشار مطلق نسبت به خلاء مطلق اندازه گیری می شود، اما وقتی از فشار در فناوری صحبت می کنیم، معمولاً منظورمان به اصطلاح است. ابزاری یا فشار بیش از حد (گاهی اوقات به آن "عملکرد" ​​و به ندرت "گیج" نیز می گویند).

همه این مفاهیم با برابری ساده زیر به هم متصل می شوند: فشار مطلق بر روی سیاره زمین، فشار کل وارد بر یک ماده است، یا به عبارت دیگر، مجموع فشارهای جوی (بارومتریک) و فشار اضافی است:

R abs = R atm + R g

تفاوت این مفاهیم در این است که:

• فشار ابزاری یا گیج ("موثر"، "گیج") نسبت به اتمسفر اندازه گیری می شود، یا:
• فشار ابزار (گیج) صفر برابر با فشار اتمسفر (بارومتریک) یا
• خلاء مطلق برابر است با "منهای یک اتمسفر" فشار ابزاری (گیج، گیج) و در همان زمان، صفر استفشار مطلق

به خاطر داشته باشید که در اکثریت قریب به اتفاق موارد در زندگی مهندسی، هنگامی که از فشار صحبت می شود، دقیقاً فشار ابزاری (اضافی) معنی می شود. اما همیشه می توانید دوباره بپرسید.

واحد فشار psig - فشار سنج (گیج بالاتر از اتمسفر) بر حسب psi (پوند بر اینچ مربع) - واحد آنگلوساکسون. واحد فشار psia - مطلق بر حسب psi (پوند بر اینچ مربع).

• فشار مطلق - مقدار نسبت به فشار برابر با صفر مطلق اندازه گیری می شود. به عبارت دیگر فشار نسبت به خلاء مطلق.
• فشار هوا، فشار اتمسفر فشار مطلق جو زمین است. این نوع فشار نام خود را از آن گرفته است ابزار اندازه گیریفشارسنج، که برای تعیین فشار اتمسفر در یک نقطه خاص از زمان در یک دمای خاص و در یک ارتفاع خاص از سطح دریا شناخته شده است. فشار بیش از حد و خلاء در رابطه با این فشار تعیین می شود.
• فشار بیش از حد - در صورت وجود اختلاف مثبت بین فشار اندازه گیری شده و فشار هوا رخ می دهد. یعنی فشار بیش از حد مقداری است که فشار اندازه گیری شده از فشار بارومتریک بیشتر است. برای اندازه گیری این نوع فشار از فشار سنج استفاده می شود. این بدیهی است فشار گیج مثبت است.
• فشار خلاء یا فشار خلاء مقداری است که فشار ابزار اندازه گیری شده کمتر از فشار فشار سنج است. اگر فشار بیش از حد در واحدهای مثبت نشان داده شود، خلاء منفی از 103- تا 0 کیلو پاسکال است. دستگاه هایی که قادر به اندازه گیری این نوع فشار هستند، گیج خلاء نامیده می شوند. این البته فشار ابزار منفی است.
• فشار دیفرانسیل e زمانی اتفاق می افتد که یک فشار نسبت به فشار دیگر مقایسه شود. به معنای دقیق، همه انواع فشار، به جز فشار مطلق، دیفرانسیل هستند :)

با اعمال معادله هیدرواستاتیک پایه برای دو نقطه که یکی از آنها روی سطح آزاد قرار دارد، به دست می‌آییم:

جایی که آر 0 - فشار روی سطح آزاد؛

z 0 - z = h- عمق غوطه وری نقطه ای آ.

از این رو نتیجه می شود که فشار در مایع با عمق غوطه وری و فرمول افزایش می یابد فشار هیدرواستاتیک مطلقدر نقطه سکون مایع به شکل زیر است:

. (3.10)

اغلب فشار روی سطح آزاد آب برابر با فشار اتمسفر است آر 0 = p در، در این حالت فشار مطلق به صورت زیر تعریف می شود:

اما زنگ می زنند فشار بیش از حدو نشان دهند r hb.

فشار بیش از حد به عنوان تفاوت بین فشار مطلق و اتمسفر تعریف می شود:

در p 0 = p در:

.

فشار هیدرواستاتیک مطلق ممکن است کمتر از فشار اتمسفر باشد، اما همیشه بالای صفر... فشار بیش از حد می تواند بیشتر یا کمتر از صفر باشد.

فشار بیش از حد مثبت نامیده می شود فشار سنج p man:

فشار گیج نشان می دهد که فشار مطلق چقدر بیشتر از اتمسفر است (شکل 3.7).

فشار بیش از حد منفی نامیده می شود فشار خلاء r vac:

فشار خلاء نشان می دهد که فشار مطلق چقدر کمتر از فشار اتمسفر است.

تقریباً بالاترین خلاء در یک مایع با مقدار فشار محدود می شود بخار اشباع شدهمایع در دمای معین

اجازه دهید به صورت گرافیکی رابطه بین فشارهای مطلق، گیج و خلاء را نشان دهیم (شکل 3.7 را ببینید).

هواپیما را تصور کنید که در تمام نقاط آن فشار مطلق است p abs= 0 (خط 0-0 در شکل 3.7). در بالای این صفحه، در فاصله ای مطابق با فشار اتمسفر، صفحه ای وجود دارد که در تمام نقاط آن p abs=p در(خط A-a). بنابراین خط 0-0 پایه ای برای خواندن فشار مطلق و خط است الف-الف -پایه برای خواندن فشار سنج و خلاء.

اگر در نقطه با p abs (با) بزرگتر از اتمسفر است، سپس فاصله از نقطه بابه خط A-aبرابر فشار گیج خواهد بود p m (C)در نقطه با... اگر در نقطه دیدر فشار مطلق مایع p abs (D)کمتر از اتمسفر، سپس فاصله از نقطه دیبه خط A-aبا فشار خلاء مطابقت خواهد داشت p (vac) Dدر نقطه دی

دستگاه های اندازه گیری فشار هیدرواستاتیک را می توان به دو گروه تقسیم کرد: مایعو مکانیکی... ابزار اندازه گیری فشار مایع بر اساس اصل مخازن ارتباطی است.

ساده ترین دستگاه اندازه گیری فشار مایع پیزومتر است. پیزومتر یک لوله شفاف با قطر حداقل 5 میلی متر (برای جلوگیری از مویینگی) است. یک سر آن به ظرفی متصل است که فشار در آن اندازه گیری می شود و سر دیگر آن باز است. نمودار نصب پیزومتر در شکل نشان داده شده است. 3.8، آ.

فشار مطلق در ظرف در نقطه بااتصال پیزومتر مطابق با فرمول (3.10 *) به صورت زیر است:

جایی که h pآیا ارتفاع افزایش مایع در پیزومتر (ارتفاع پیزومتریک) است.

از معادله (3.11) دریافتیم که:

.

برنج. 3.8. نمودار نصب پیزومتر: الف - برای اندازه گیری فشار در یک نقطه
پیوستن؛ ب - برای اندازه گیری فشار در ظرف بالای سطح آزاد

بنابراین، ارتفاع افزایش مایع در پیزومتر توسط فشار اضافی (گیج) در نقطه تعیین می شود. با... با اندازه گیری ارتفاع افزایش مایع در پیزومتر، می توانید فشار اضافی را در نقطه اتصال آن تعیین کنید.

با یک پیزومتر می توانید فشار را تعیین کنید آر 0 در یک ظرف بالای سطح آزاد. فشار نقطه ای با:

, (3.12)

جایی که h C- عمق غوطه وری نقطه ای بانسبت به سطح مایع در ظرف.

از معادلات (3.11) و (3.12) در می یابیم:

در این مورد، برای راحتی در تعیین تفاوت h p - h Cنمودار نصب پیزومتر را می توان همانطور که در شکل نشان داده شده است. 3.8، ب

پیزومتر ابزار بسیار حساس و دقیقی است، با این حال، فقط برای اندازه گیری فشارهای پایین مناسب است؛ در فشارهای بالا، لوله پیزومتر بیش از حد طولانی است که اندازه گیری را پیچیده می کند. در این موارد به اصطلاح گیج فشار مایع، که در آن فشار نه توسط مایع مشابه مایع موجود در ظرف، همانطور که در یک پیزومتر وجود دارد، بلکه توسط مایعی با بزرگتر متعادل می شود. وزن مخصوص; معمولاً این مایع جیوه است. از آنجایی که وزن مخصوص جیوه 13.6 برابر بیشتر از وزن مخصوص آب است، پس هنگام اندازه گیری فشارهای مشابه، لوله مانومتر جیوه ای بسیار کوتاهتر از لوله پیزومتریک است و خود دستگاه فشرده تر است. .

مانومتر جیوه(شکل 6.3) معمولا یک لوله شیشه ای U شکل است که آرنج منحنی آن با جیوه پر شده است. تحت فشار آردر رگ، سطح جیوه در زانوی چپ مانومتر کاهش می یابد و در زانوی راست افزایش می یابد. در این مورد، فشار هیدرواستاتیک در نقطه آ،گرفته شده بر روی سطح جیوه در زانوی چپ، به قیاس با قبلی، به شرح زیر تعیین می شود:

جایی که r fو ر rt- تراکم، به ترتیب، مایع در ظرف و جیوه.

در مواردی که لازم است نه فشار در ظرف، بلکه اختلاف فشار در دو ظرف یا دو نقطه از مایع در یک ظرف اندازه گیری شود، از گیج های فشار دیفرانسیلگیج فشار دیفرانسیل متصل به دو مخزن آو V، در شکل نشان داده شده است. 3.10. اینجا برای فشار آردر سطح سطح جیوه در زانوی چپ داریم:

یا از آنجایی که

بنابراین، اختلاف فشار با اختلاف سطح در دو پایه گیج فشار دیفرانسیل تعیین می شود.

برای بهبود دقت اندازه گیری ها و همچنین هنگام اندازه گیری فشارهای پایین، میکرومانومتر

میکرومانومتر از یک مخزن تشکیل شده است آ، به ظرفی که فشار در آن اندازه گیری می شود و لوله مانومتری متصل می شود V،زاویه شیب α به افقی که قابل تغییر است یکی از طرح های میکرومانومتر، به اصطلاح میکرومانومتر شیبدار، در شکل نشان داده شده است. 3.11.

برنج. 3.11. میکرومانومتر

فشار در پایه لوله، اندازه گیری شده با یک میکرومانومتر، با عبارت زیر تعیین می شود:

میکرومانومتر حساسیت بیشتری دارد، زیرا به جای ارتفاع کم اجازه می دهد ساعتطول را بشمار لبیشتر از زاویه کمترآ.

برای اندازه گیری فشار کمتر از اتمسفر (در ظرف خلاء وجود دارد)، دستگاه هایی به نام دستگاه های وکیوم سنجبا این حال، گیج های خلاء معمولاً فشار را مستقیماً اندازه گیری نمی کنند، بلکه خلاء را اندازه گیری می کنند، یعنی فقدان فشار به اتمسفر. در اصل، آنها هیچ تفاوتی با مانومترهای جیوه ای ندارند و یک لوله منحنی پر از جیوه هستند (شکل 3.12) که یک سر آن آبه کشتی متصل می شود Vجایی که فشار اندازه گیری می شود آرو انتهای دیگر باباز کن. برای مثال فشار گاز را در ظرف اندازه گیری کنید V، در این صورت می گیریم:

,

مربوط به خلاء در ظرف نامیده می شود ارتفاع خلاءو نشان دهند h vac.

در صورت نیاز به اندازه گیری فشارهای بالا، از ابزارهای نوع دوم - مکانیکی استفاده می شود. بیشترین استفاده در عمل فشار سنج فنری(شکل 3.13، آ). از یک لوله برنجی منحنی توخالی با دیواره نازک (چشمه) تشکیل شده است. آکه یک سر آن مهر و موم شده و با زنجیر به هم وصل می شود Vدندانه دار با; انتهای دوم لوله - باز - با ظرفی که فشار در آن اندازه گیری می شود ارتباط برقرار می کند. از طریق این انتهای به لوله آمایع عرضه می شود. تحت تأثیر فشار، فنر تا حدی صاف می شود و با استفاده از مکانیزم چرخ دنده، فلش را به حرکت در می آورد که با انحراف آن، میزان فشار ارزیابی می شود. چنین فشار سنج هایی معمولاً مجهز به مقیاس مدرجی هستند که فشار در اتمسفر را نشان می دهد و گاهی اوقات به ضبط کننده مجهز می شوند.

علاوه بر این، به اصطلاح وجود دارد گیج های فشار دیافراگمی(شکل 3.13، ب، که در آن مایع روی یک صفحه فلزی نازک (یا ماده لاستیکی) - یک غشاء عمل می کند. تغییر شکل حاصل از غشاء با استفاده از یک سیستم اهرمی به فلشی که نشان دهنده بزرگی فشار است منتقل می شود.

برنج. 3.13. بهار تو راهه ( آ) و غشاء ( ب) مانومتر

معادله حرارتی حالت، مانند بیشتر عبارات تحلیلی که قوانین فیزیکی را توصیف می کند، شامل فشار مطلق ناشی از نظریه جنبشی مولکولی است. دستگاه هایی وجود دارند که به شما امکان می دهند مقدار این فشار را اندازه گیری کنید، با این حال، دستگاه آنها بسیار پیچیده است و هزینه آن بالا است. در عمل، سازماندهی اندازه گیری نه مقدار مطلق فشار، بلکه تفاوت بین دو فشار آسان تر است: فشار مطلوب و جوی (بارومتریک). دانستن مقدار فشار اتمسفر که با نوع خاصی از فشارسنج اندازه گیری می شود، به دست آوردن مقدار فشار مطلق را آسان می کند. دانش اندازه متوسطفشار جو. اگر مقدار فشار تعیین شده بیشتر از اتمسفر باشد، مقدار مثبت اختلاف فشار نامیده می شود فشار بیش از حد،که اندازه گیری می شود انواع مختلفابزار اندازه گیری فشار. اگر مقدار فشار تعیین شده کمتر از اتمسفر باشد، فشار اضافی منفی است. قدر مطلق اختلاف فشار در این مورد نامیده می شود فشار خلاء; می توان آن را با انواع مختلف گیج های خلاء اندازه گیری کرد.

اگر فشار اندازه گیری شده بیشتر از فشار اتمسفر باشد، Rabe = Rizb. + راتم. اگر فشار اندازه گیری شده کمتر از اتمسفر باشد،

به رابه. = راتم - خندق * و رواک = - ریزب.

بعد فشار [р] = ML - | T “2. واحد فشار در سیستم بین المللی واحدها نامیده می شود پاسکال(Pa). پاسکال برابر با فشار ناشی از نیروی 1 نیوتن است که به طور مساوی روی سطحی نرمال با آن با مساحت 1 متر مربع توزیع می شود: 1 Pa = 1 Nm -2 = 1 کیلوگرم. متر 1 c "2. در ایالات متحده، انگلستان و برخی از کشورهای دیگر، در عمل، فشار اغلب بر حسب پوند بر اینچ مربع (lb/sq.inch یا psi) اندازه گیری می شود! bar = 10 Pa = 14.5 psi.

یک لوله طولانی (حدود 1 متر) که در یک انتها مهر و موم شده است، با جیوه پر شده و با انتهای باز در یک ظرف حاوی جیوه پایین می آید و با جو ارتباط برقرار می کند، نامیده می شود. فشارسنج جیوهاین به شما امکان می دهد فشار جو را با ارتفاع ستون جیوه ای که لوله را پر می کند تعیین کنید. این دستگاه برای اولین بار توسط E. Torricelli در سال 1644 توصیف شد. انجام اندازه گیری های کمی سیستماتیک فشار اتمسفر با استفاده از فشارسنج جیوه ای توسط دکارت در سال 1647 پیشنهاد شد. عملکرد دستگاه بر اساس این واقعیت است که فشار در ناحیه بالای سطح جیوه در لوله ناچیز است (حجم فضای بالای جیوه در لوله نامیده می شود خالی توریسلی).در این صورت از شرایط تعادل مکانیکیجیوه رابطه بین فشار جو و ارتفاع ستون جیوه را دنبال می کند: ro = pgh. فشار بخار جیوه در یک فضای خالی توریسلی در دمای T = 273 K 0.025 Pa است.

فشار اتمسفر (یا فشار اتمسفر) به ارتفاع محل مشاهده بستگی دارد و شرایط آب و هوایی... V شرایط عادیدر سطح دریا، ارتفاع ستون جیوه حدود 76 سانتی متر است و با بالا رفتن فشارسنج کاهش می یابد.

در ژئوفیزیک، مدل اتخاذ شده جو استاندارد، که در آن سطح دریا با درجه حرارت مطابقت دارد تی= 288.15 K (15 درجه سانتیگراد) و فشار po = 101325.0 Pa. حالت گاز با فشار یکسان در دما تی= 273.15 K (0 درجه سانتیگراد نامیده می شود شرایط عادیمقادیر نزدیک به مقدار فشار اتمسفر عبارتند از pt = 9.81 10 4 Pa، p in = 10 5 Pa و pp = 1.01 PLO 5 Pa در علوم طبیعی و فناوری برای اندازه گیری فشارها استفاده می شود و به آنها گفته می شود. جو فنی(RT) بار(pv) و جو فیزیکی(صص).

در دمای ثابت جو، تغییر فشار با ارتفاع A توسط فرمول فشارسنجی،با در نظر گرفتن تراکم پذیری هوا:

n _ _ «-Cvi / YAT

در اینجا q جرم مولی هوا p = 29 = 10-3 کیلوگرم مول است g- شتاب سقوط آزاد در نزدیکی سطح زمین، T - دمای مطلق، و من - ثابت گاز مولی I = 8.31 JK "1 mol".

وظایف متعدد

نیروی /؟ را تعیین کنید که باید به میله اعمال شود تا پیستون با سرعت ثابت حرکت کند. اصطکاک نادیده گرفته شده است.

I = 20 میلی متر، (i-mm.

راتم =750میلی متر جیوه st [tt جیوه

• 4.3.1. P = 2 بارگ ص 2 = 6 کلبه بار.
• 4.3.2. R ( = 0,5 bar vac. ص 2 = 5,5 کلبه بار
• 4.33. p x - 80 рві far 2 = 10 کلبه های рві
• 4.3.4. p = 6-10 5 کلبه های پا p 2 = 30 psi h.
• 4.3.5. pj = 10 psi vac.

/ 27.09.2018

فشار مطلق و خلاء در مخزن را تعیین کنید. فشار مطلق، گیج و دیفرانسیل - نقطه صفر... با مطالب دریافتی چه خواهیم کرد

مقدار عددی فشار نه تنها توسط سیستم پذیرفته شده واحدها، بلکه توسط نقطه مرجع انتخاب شده نیز تعیین می شود. از لحاظ تاریخی، سه سیستم مرجع فشار وجود داشته است: مطلق، گیج و گیج خلاء (شکل 2.2).

برنج. 2.2. ترازوهای فشار. رابطه بین فشار

مطلق، مازاد و خلاء

فشار مطلق شمارش شده از صفر مطلق(شکل 2.2). در این سیستم فشار اتمسفر. بنابراین، فشار مطلق است

شکل 1 نمونه ای از نمودار طرح بندی. شکل 2 منحنی افزایش فشار برای ساختمان ها در مثال. هنگامی که یک یا چند منحنی فشار بیش از حد برای یک مکان معین ایجاد شد، خطر ساختمان باید ارزیابی شود. این معمولاً با استفاده از معیار پذیرش ریسک یا تحمل ریسک برای ساختمان اشغال شده و ارزیابی توانایی ساختمان برای تحمل فشار بیش از حد طراحی همراه است. رویکرد کلی به این بخش از تجزیه و تحلیل، تخمین فشار بیش از حد در ساختمان مربوط به یک احتمال قرار گرفتن در معرض خاص است.

فشار مطلق همیشه مثبت است.

فشار بیش از حد شمارش شده از، i.e. از یک صفر شرطی برای رفتن از فشار مطلق به فشار اضافی باید فشار اتمسفر را از فشار مطلق کم کرد که در محاسبات تقریبی می توان آن را برابر با 1 در نظر گرفت. در:

اگر این سطح از فشار بیش از حد برای آسیب رساندن به ساختمان و در نتیجه آسیب به ساکنان آن کافی باشد، احتمال انفجار غیر قابل تحمل می شود و به نوعی کاهش خطر نیاز است. برای اکثر ساختمان های ساخت و ساز "متعارف"، این میزان فشار بیش از حد قادر به ایجاد آسیب قابل توجهی به ساختمان یا آسیب رساندن به ساکنان ساختمان نیست. ممکن است برخی از پنجره ها آسیب ببینند و آسیب های جزئی دیگری رخ دهد، اما بعید است که ساختمان دچار شکست ساختاری شود.

اگر فرض کنیم ساختمان ها فولادی با سایدینگ فلزی 0.7 psi می تواند خسارت قابل توجهی ایجاد کند تا جایی که ساختمان ها آسیب ببینند. انتظار نمی رود ساختمان ها فرو بریزند، اما ممکن است تغییر شکل قابل توجهی را تجربه کنند و احتمالاً بیشتر قسمت های خارجی خود را از دست خواهند داد. روکش فلزی... این نوع نتایج نشان می‌دهد که ساختمان‌های کنترل و آزمایشگاه باید تغییر مکان داده یا ارتقاء داده شوند تا در برابر فشار بیش از حد 7 psi مقاومت کنند تا از آسیب‌دیدگی مسافران محافظت شود.

فشار بیش از حد گاهی اوقات فشار گیج نامیده می شود.

فشار خلاء یا خلاء فقدان فشار به اتمسفر نامیده می شود

فشار بیش از حد نشان دهنده بیش از حد اتمسفر یا کمبود نسبت به اتمسفر است. واضح است که خلاء را می توان به عنوان فشار بیش از حد منفی نشان داد

رابطه بین احتمال و پیامد به ما این امکان را می دهد که رویدادهای پیامدهای بزرگ را در پرتو احتمال کم آنها در نظر بگیریم و نشان می دهد که محتمل ترین رویدادها رویدادهایی با تأثیر کمی از فشار بیش از حد هستند. شبیه‌سازی‌های انفجار، هم فشار بیش از حد و هم تکانه را برای هر انفجار معینی پیش‌بینی می‌کنند.

استفاده از منحنی های فشار بیش از حد نشان دهنده یک پیشرفت قابل توجه در مکان یابی ساختمان است که صرفاً بر اساس تحلیل پیامدها است. اگر خطرات سمی یا آتش سوزی قابل توجهی برای ساختمان وجود نداشته باشد، چنین تحلیلی می تواند مبنایی برای تصمیم گیری در مورد مکان باشد.

همانطور که می بینید، این سه مقیاس فشار یا از نظر شروع یا جهت شمارش با یکدیگر تفاوت دارند، اگرچه خود شمارش در این مورد در همان سیستم واحدها قابل انجام است. اگر فشار در جوهای فنی تعیین شود، تعیین واحد فشار ( در) یک حرف دیگر اختصاص داده می شود، بسته به اینکه کدام فشار به عنوان "صفر" و در کدام جهت قرائت مثبت گرفته می شود.

بابیتا دارای مدرک مهندسی برق است و به دانشجویان مهندسی و جراحی های پزشکی و دندانپزشکی در مقطع کارشناسی آموزش داده است. در این درس، اصطلاحات مطلق، اتمسفر و فشار سنج را تعریف می کنیم و معادله ای را که این سه عبارت را به هم مرتبط می کند، بررسی می کنیم. نمونه هایی از فشار کالیبراسیون را نیز خواهیم دید.

در بزرگراه رانندگی می کنید و متوجه می شوید که ماشین کمی به کنار کشیده شده است. بنابراین، ماشین را نزد مایک مکانیک خود می برید، مکانیک متخصص که بلافاصله متوجه می شود که لاستیک ها کمی صاف به نظر می رسند. او از فشارسنج برای بررسی لاستیک ها استفاده می کند و می گوید لاستیک های جلو 29 psi هستند. همچنین کناره لاستیک را بررسی می کند و فشار ایده آل برای چرخ های شما را می خواند - 32 psi. بنابراین هر چهار لاستیک را تا 32 psi باد می کند. مایک توصیه می‌کند که لاستیک‌های خود را به‌طور مرتب چک کنید تا مطمئن شوید که لاستیک‌ها در گیج کامل هستند.

برای مثال:

فشار مطلق 1.5 کیلوگرم بر سانتی متر مربع است.

فشار اضافی 0.5 کیلوگرم بر سانتی متر مربع است.

وکیوم 0.1 کیلوگرم بر سانتی متر مربع است.

اغلب مهندس به فشار مطلق علاقه ندارد، بلکه به تفاوت آن با فشار اتمسفر علاقه دارد، زیرا دیوارهای سازه ها (مخزن، خط لوله و غیره) معمولاً تحت تأثیر اختلاف این فشارها قرار می گیرند. بنابراین، در اکثر موارد، ابزارهای اندازه گیری فشار (مانومتر، وکیوم سنج) به طور مستقیم فشار (گیج) اضافی یا خلاء را نشان می دهند.

شما در حال رانندگی احساس امنیت می کنید، و این زمانی اتفاق می افتد که شروع به تعجب کنید: فشار سنج چیست؟ در سطح دریا، هوای بالای سطح به دلیل کشش گرانش وزن دارد. این وزن را می توان روی سطحی که روی آن فشار می دهد احساس کرد و ما این فشار را به عنوان فشار اتمسفر می شناسیم که Patm نام دارد. بنابراین، اگر در ارتفاع به رشد خود ادامه دهیم، هوای کمتری در آن سطح وجود دارد، بنابراین وزن نیز به همین ترتیب کاهش می یابد. بالاخره به جایی می رسیم که هوا نیست.

فشار در این نقطه صفر است، بنابراین فشار اندازه گیری شده نسبت به فشار در خلاء را فشار مطلق می گویند که با Pabs نشان داده می شود. تفاوت فشار مطلق و فشار اتمسفر همان چیزی است که ما آن را فشار سنج می نامیم. اگر فشار مطلق و اتمسفر را با استفاده از این فرمول بدانیم می توان آن را محاسبه کرد.

واحدهای فشارهمانطور که از تعریف خود فشار بر می آید، بعد آن با بعد تنش منطبق است، یعنی. بعد نیرو است که به بعد منطقه اشاره می شود.

پاسکال به عنوان یک واحد فشار در سیستم بین المللی واحدها (SI) در نظر گرفته می شود - فشار ناشی از نیرویی که به طور مساوی روی سطح نرمال به آن توزیع می شود، یعنی در کنار این واحد فشار، واحدهای بزرگ شده نیز استفاده می شود: کیلوپاسکال (kPa) و مگاپاسکال (MPa):

فشار گیج معمولاً بر حسب پوند بر اینچ مربع داده می شود. بنابراین، زمانی که مکانیک شما فشار باد لاستیک را اندازه گیری می کند و هوا را تا 32 psi پر می کند، فشار باد لاستیک را اندازه می گیرد که بالاتر از فشار اتمسفر است. فشار اتمسفر در سطح دریا 7 psi است.

فشار گیج را می توان برای همه مایعات - هوا و همچنین مایعات - اندازه گیری کرد. یک مثال است فشارسنج جیوه، که نشان دهنده فشار اتمسفر است. این تنها راه اندازه گیری فشار اتمسفر چندین دهه پیش بود. در این حالت یک لوله شیشه ای که در یک انتها بسته است را با جیوه پر می کنند و سپس به صورت وارونه در ظرفی از جیوه قرار می دهند. هنگامی که جیوه بر اثر گرانش سقوط می کند، خلاء در بالای انتهای بسته لوله ایجاد می کند.

در فناوری، در حال حاضر، در برخی موارد، همچنان از سیستم های فنی ICGSS (متر، کیلوگرم نیرو، ثانیه، الف) و CGS فیزیکی (سانتی متر، گرم، ثانیه) واحدها استفاده می کنند. واحدهای غیر سیستمی نیز استفاده می شود - فضای فنی و نوار:

همچنین نباید جو فنی را با فضای فیزیکی که هنوز مقداری توزیع به عنوان واحد فشار دارد اشتباه بگیرید:

هنگامی که فشار اتمسفر افزایش می یابد، فشار روی سطح جیوه در ظرف افزایش می یابد و منجر به افزایش مقدار جیوه در لوله شیشه ای می شود. بنابراین، سطح جیوه در داخل لوله شیشه ای بر این اساس افزایش می یابد. سپس می توانید فشار اتمسفر را به عنوان مقدار حک شده بر روی لوله شیشه ای در بالای ستون جیوه بخوانید.

وزن بلند شده را پیدا کنید فشار هیدرولیکیوقتی نیروی وارد شده به پیستون 500 نیوتن باشد. 3 مسئله 3 فشار ناشی از ستون 3 اینچی را محاسبه کنید. شدت فشار روی سطح دو مایع و در کف مخزن را بیابید 8 مسئله 7 قطر پیستون کوچک و پیستون بزرگ جک هیدرولیک به ترتیب 3 سانتی متر و 10 سانتی متر است. وزن بلند شده توسط پیستون بزرگ را در زمانی که: پیستون ها تراز هستند را بیابید. پیستون کوچک 40 سانتی متر بالاتر از پیستون بزرگ است. فشار مطلق: فشاری است که نسبت به فشار مطلق خلاء اندازه گیری می شود. فشار گیج: به عنوان فشاری که با ابزار اندازه گیری اندازه گیری می شود، تعریف می شود، فشاری که در آن فشار اتمسفر به عنوان در نظر گرفته می شود. نقطه مرجع... فشار هوا بر روی مقیاس صفر نشان داده می شود. فشار خلاء: به عنوان فشار زیر فشار اتمسفر تعریف می شود. گیج ها به عنوان دستگاه هایی تعریف می شوند که برای اندازه گیری فشار در نقطه ای از مایع با متعادل کردن ستون مایع با همان یا یک ستون سیال متفاوت استفاده می شوند. آنها به عنوان طبقه بندی می شوند: فشار سنج های ساده، گیج های فشار دیفرانسیل. 2 عدد سنسور مکانیکی سنسورهای مکانیکیبه عنوان وسایلی که برای اندازه گیری فشار از طریق متعادل کردن ستون مایع با فنر یا جرم مرده استفاده می شوند، تعریف می شوند. مرکز لوله 12 سانتی متر پایین تر از سطح جیوه در سمت راست است. انتهای دیگر سنج به اتمسفر باز است. سمت راست گیج حاوی جیوه است و به اتمسفر باز است. تماس بین آب و جیوه در اندام چپ است. ترتیب را در هر دو مورد توضیح دهید. قرائت گیج فشار که در شکل نشان داده شده است، زمان خالی بودن ظرف را نشان می دهد. اب. 23. برای نگاهی عمیق به سیستم های خلاء، راه اندازی خلاء، کاهش صرفه جویی در انرژی از سیستم های پنوماتیک، جاروبرقی دسته، و طراحی با خلاء و مکنده را بخوانید.

2.1.3. خواص فشار هیدرواستاتیک

فشار هیدرواستاتیک دو ویژگی اصلی دارد.

ملک 1.نیروهای فشار هیدرواستاتیک در یک سیال در حال سکون همیشه به سمت داخل در امتداد نرمال به محل عمل هدایت می شوند، یعنی. فشاری هستند.

در یک سیستم خلاء صنعتی، یک پمپ خلاء یا ژنراتور هوا را از سیستم خارج می کند تا فشار دیفرانسیل ایجاد کند. با این حال، محاسبه نیروی انسانی یا تغییر حجم در سیستم‌های خلاء نیاز به فشار گیج منفی یا تبدیل فشار مطلق دارد. زبر، تا 28 اینچ. ... از این میان، فن به تنهایی یک انتخاب اقتصادی برای سیستم های خلاء مستقل یا اختصاصی است. در اکثر کاربردها، مهم است که ژنراتور بتواند خلاء مورد نیاز را در کوتاه ترین زمان ممکن بیرون بکشد تا مصرف هوا به حداقل برسد.

این خاصیت با تناقض ثابت می شود. اگر فرض کنیم که نیروها در امتداد نرمال به بیرون هدایت می شوند، آنگاه این معادل ظاهر تنش های کششی در مایع است که نمی تواند آن را درک کند (این از ویژگی های مایع ناشی می شود).

ملک دوم... مقدار فشار هیدرواستاتیک در هر نقطه از مایع در همه جهات یکسان است، یعنی. به جهت گیری در فضای سایتی که روی آن عمل می کند بستگی ندارد

در فیزیک عبارات مختلفبرای مقدار فیزیکی "فشار" استفاده می شود. برای درک بهتر باید در اینجا توضیح داده شود. فشار اندازه گیری شده نسبت به فشار اتمسفر یا فشار اتمسفر را فشار گیج می گویند. به عنوان مثال، در داخل خانه، فشار اضافی زمانی رخ می دهد که در همان زمان حجم حجمی بیش از آنچه اتفاق می افتد به داخل فضا نفوذ کند. اگر فشار در یک حجم معین، مثلاً یک ظرف، کمتر از فشار محیط بیرون ظرف باشد، اختلاف فشار منفی وجود دارد.

به این خلاء نیز می گویند. تفاوت در خلاء ایده آل در فشار مطلق اندازه گیری می شود. بنابراین، تأثیرات خارجی مانند آب و هوا یا ارتفاع بر نتیجه اندازه گیری تأثیر نمی گذارد. فشار همیشه با نقطه صفر مطلق - خلاء مطلق - همراه است. یک شاخص شناخته شده فشار مطلق، فشار است محیط... همه فرمول های فیزیکی فشار معمولاً با داده های فشار مطلق کار می کنند. این در مورد فرمول های ارائه شده در این صفحات نیز صدق می کند.

جایی که - فشارهای هیدرواستاتیکدر جهت محورهای مختصات؛

همان در جهت دلخواه.

برای اثبات این خاصیت، اجازه دهید در یک سیال ساکن یک حجم اولیه را به شکل چهار وجهی با یال‌های موازی با محورهای مختصات و بر این اساس برابر جدا کنیم. , و (شکل 2.3).

در صورت نیاز به تمایز، این کار با برچسب هایی برای فشار نسبی و برای فشار مطلق انجام می شود. اندازه گیری فشار نسبی همیشه تفاوت را با فشار محیطی غالب اندازه گیری می کند. با این حال، این تحت تأثیر فاصله متناظر با سطح دریا و تغییرات آب و هوایی قرار دارد و دائماً در حال تغییر است. بنابراین، مشخصات فشار نسبی همیشه به فشار اتمسفر فعلی اشاره دارد و به آن بستگی دارد. در رابطه با این، زمانی که فشار بیشتر از فشار محیط یا زمانی که فشار کمتر از فشار محیط است، از فشار بیش از حد صحبت می کنیم.

برنج. 2.3. طرحی برای اثبات ملک

استقلال فشار هیدرواستاتیک از جهت

بیایید نماد را معرفی کنیم: - فشار هیدرواستاتیکی که بر روی یک وجه عادی نسبت به محور عمل می کند.

فشار بر روی صورت نرمال به محور؛

فشار وارد بر لبه شیبدار؛

بنابراین، فشار تست همیشه به عنوان یک فشار نسبی مشخص می شود. تنظیم کننده های فشار مربوطه به طور خودکار فشار آزمایش مورد نیاز را به عنوان اختلاف فشار در رابطه با فشار فعلی محیط تنظیم می کنند. نمایشگر فشار مربوطه همیشه به فشار محیط اشاره دارد.

با این حال، در برخی از دستگاه ها، فشار تست با ترانسمیترهای فشار مطلق اندازه گیری می شود. در این مورد، فشار با اشاره به خلاء مطلق نشان داده می شود. یک سیستم شناخته شده برای اندازه گیری فشار مطلق فشارسنج است. فشار اتمسفر فعلی را در برابر نقطه صفر مطلق اندازه گیری می کند.

ناحیه این صورت؛

چگالی مایع.

اجازه دهید شرایط تعادل یک چهار وجهی (مانند یک جسم صلب) را به صورت سه معادله پیش بینی نیرو و سه معادله گشتاور بنویسیم:

هنگامی که حجم چهار وجهی در حد صفر به صفر می رسد، سیستم نیروهای عامل به سیستمی از نیروهایی تبدیل می شود که از یک نقطه عبور می کنند و بنابراین معادلات گشتاورها معنای خود را از دست می دهند.

بنابراین، در داخل حجم انتخاب شده، نیروی واحد جرم بر روی مایع وارد می شود که برآمدگی شتاب های آن برابر است با , , و در هیدرولیک مرسوم است که نیروهای جرمی را به یک واحد جرم اطلاق می کنند و از آنجایی که پیش بینی یک واحد جرم نیروی عددی برابر با شتاب خواهد بود.

که در آن، - پیش بینی نیروی جرم واحد بر روی محور مختصات.

جرم مایع؛

شتاب.

اجازه دهید معادله تعادل را برای حجم مایع انتخاب شده در جهت محور بسازیم , با در نظر گرفتن اینکه تمام نیروها در امتداد نرمال ها به مناطق مربوطه در داخل حجم مایع هدایت می شوند:

نیروی حاصل از فشار هیدرواستاتیک کجاست.

فرافکنی نیرو از فشار؛

پیش بینی نیروی جرمی که بر چهار وجهی وارد می شود.

تقسیم معادله (2.2) بر مساحت , که برابر با ناحیه پیش بینی شده صورت مایل است در هواپیما , یعنی , گرفتن

از آنجایی که اندازه چهار وجهی به صفر میل می کند، آخرین جمله معادله حاوی عامل , همچنین به سمت صفر تمایل دارد و فشار و مقادیر محدود باقی می ماند

بنابراین در حد به دست می آوریم

به همین ترتیب، ترکیب معادلات تعادل در امتداد محورها و، پیدا می کنیم

از آنجایی که ابعاد چهار وجهی , و و شیب سایت به طور خودسرانه گرفته می شوند، در نتیجه، در حدی که چهار وجهی به یک نقطه منقبض می شود، فشار در این نقطه در همه جهات یکسان خواهد بود. Q.E.D.

خاصیت فشار در نظر گرفته شده در یک سیال ثابت نیز زمانی اتفاق می افتد که یک سیال نامرغوب (ایده آل) حرکت کند. هنگامی که یک سیال واقعی حرکت می کند، تنش های مماسی ایجاد می شود، در نتیجه فشار در یک سیال واقعی، به طور دقیق، این ویژگی را ندارد.

به طور کلیفشار در یک نقطه به مختصات نقطه مورد نظر بستگی دارد و با حرکت سیال ناپایدار می تواند در هر نقطه معین در طول زمان تغییر کند:.

علیرغم همه بی اهمیتی و سادگی سوال، اتفاق می افتد که مردم ماهیت مفاهیم "فشار مطلق"، "فشار اضافی"، "فشار دیفرانسیل"، (عادی) "فشار اتمسفر" و غیره را به طور کامل درک نمی کنند. گیج کردن آنها یا نفهمیدن آنها فقط کمی، بلکه کیفی با یکدیگر تفاوت دارند. در این صفحه تصمیم داریم چند کلمه در مورد مفهوم فشارهای مختلف بنویسیم. ما به دنبال ارائه اطلاعات کامل در مورد این موضوع در زیر نبودیم - مثلاً در ویکی‌پدیا به راحتی می‌توان آن را پیدا کرد - اما برعکس، سعی کردیم معنای اصلی این مفاهیم را به طور خلاصه بیان کنیم.

فشار مطلق

اصطلاح "فشار مطلق" به روشی برای نشان دادن فشار با توجه به یک نقطه مرجع اشاره دارد. فشار مطلق فشاری است که خلاء مطلق به عنوان نقطه مرجع برای آن استفاده می شود. فرض بر این است که هیچ فشاری نمی تواند کمتر از خلاء مطلق باشد - بنابراین، نسبت به آن، هر فشاری را می توان با یک عدد مثبت تعیین کرد.

فشار مطلقی که بین خلاء مطلق و فشاری که در سطح دریا در دسترس است قرار دارد (فشار اتمسفر معمولی = 101325 Pa ≈ 760 میلی متر ≈ 1 بار مطلق) خلاء جزئی است.

فشار مطلق که مقدار آن بالاتر از سطح فشار معمولی اتمسفر است، با یک نقطه مرجع که به عنوان فشار اتمسفر استاندارد در نظر گرفته می شود را می توان به عنوان فشار گیج نیز نام برد. فشار مطلق برابر است با فشار گیج به اضافه فشار اتمسفر.

روی حرف، چیزی که دقیقاً فشار مطلق را نشان می دهد، گاهی اوقات با حرف زیر خط کشیده می شود آهم به زبان روسی و هم به زبان انگلیسی و آلمانیبه عنوان مثال: نوار (ها). به عنوان مثال، فشار در سطح دریا تقریباً 1 بار (a) است.

فشار بیش از حد

فشار گیج مانند فشار مطلق به نقطه مرجعی برای نشان دادن فشار اشاره دارد. فشار گیج فشاری است که به عنوان نقطه مرجع، فشار معمولی اتمسفر استفاده می شود.

فشار گیج برابر است با فشار مطلق منهای فشار اتمسفر. به عنوان مثال، فشار سطح دریا 1 بار (a) نیز ممکن است به عنوان فشار بیش از حد 0 بار (s) نشان داده شود.

در مکتوب، گاهی اوقات علامت فشار بیش از حد توسط نامه مشخص می شود وبه زبان روسی، gدر انگلیسی (از کلمه پیمانه، یعنی دستگاه [فشار جدید] - چون این فشار اضافی است که معمولاً روی مانومترها نمایش داده می شود) و حرف ü در آلمانی (از کلمه Überdruck، یعنی "فشار بیش از حد").

فشار اتمسفر، فشار اتمسفر معمولی

مفهوم فشار اتمسفر از نظر کیفی با مفاهیم گیج و فشار مطلق متفاوت است و به نقطه مرجع نیست، بلکه به محل اندازه گیری اشاره دارد. فشار اتمسفر فشار موجود در هر نقطه اندازه گیری روی زمین است. فشار اتمسفر می تواند به میزان زیادی با ارتفاع و شرایط آب و هوایی متفاوت باشد. در مورد نقطه مرجع، فشار اتمسفر همیشه مطلق است.

همانطور که فشار اتمسفر معمولی در چارچوب گرفته می شود استانداردهای مختلفتوسعه یافته توسط سازمان های مختلف، معانی مختلف- متداول ترین، با این حال، فرض فشار اتمسفر نرمال 101325 Pa است. در بین سازندگان تجهیزات اروپایی، مرسوم است که به طور معمول این فشار را برابر با 1 بار در نظر بگیرند.

فشار دیفرانسیل

فشار دیفرانسیل تفاوت بین فشار در دو نقطه اندازه گیری است. این نه مطلق است و نه بیش از حد، و معمولاً به عنوان نشانگر افت فشار در هر تجهیزات یا اجزای آن (اغلب در فیلترهایی برای تمیز کردن هوا و گازهای فشرده) استفاده می شود.