ความดันเป็นหน่วยของแรงที่กระทำในแนวตั้งฉากต่อหน่วยพื้นที่

ความดันสัมบูรณ์คือความดันที่สร้างขึ้นบนร่างกายด้วยก๊าซเดี่ยวๆ โดยไม่คำนึงถึงก๊าซอื่นๆ ก๊าซในชั้นบรรยากาศ. มีหน่วยวัดเป็น Pa (ปาสคาล) ความดันสัมบูรณ์คือผลรวมของความดันบรรยากาศและความดันส่วนเกิน

ความดันส่วนเกินคือความแตกต่างเชิงบวกระหว่างความดันที่วัดได้กับความดันบรรยากาศ

ข้าว. 2.

ให้เราพิจารณาสภาวะสมดุลของภาชนะเปิดที่เต็มไปด้วยของเหลว ซึ่งเชื่อมต่อท่อที่เปิดอยู่ด้านบนที่จุด A (รูปที่ 2) ภายใต้อิทธิพลของน้ำหนักหรือความดันส่วนเกิน сЧgЧh ของเหลวในท่อจะเพิ่มขึ้นจนสูง ชั่วโมง p ท่อดังกล่าวเรียกว่า พีโซมิเตอร์ และความสูง hp เรียกว่า ความสูงพีโซเมตริก ลองจินตนาการถึงสมการพื้นฐานของอุทกสถิตที่สัมพันธ์กับระนาบที่ผ่านจุด A ความดันที่จุด A จากด้านข้างของถังถูกกำหนดเป็น:

จากด้านพีโซมิเตอร์:

นั่นคือ ความสูงเพียโซเมตริกจะแสดงปริมาณแรงดันส่วนเกิน ณ จุดที่เชื่อมต่อพีโซมิเตอร์เป็นหน่วยเชิงเส้น

ข้าว. 3.

ให้เราพิจารณาสภาวะสมดุลของภาชนะปิดโดยที่ความดันบนพื้นผิวอิสระ P 0 มากกว่าความดันบรรยากาศ P atm (รูปที่ 3)

ภายใต้อิทธิพลของความดัน Р 0 มากกว่า Р atm และความดันน้ำหนัก сЧgЧh ของเหลวจะเพิ่มขึ้นใน piezometer ไปที่ความสูง hp มากกว่าในกรณีของภาชนะเปิด

ความดันที่จุด A จากด้านข้างของถัง:

จากด้านเพียโซมิเตอร์แบบเปิด:

จากความเท่าเทียมกันนี้เราได้นิพจน์สำหรับ hp:

จากการวิเคราะห์นิพจน์ผลลัพธ์ เราพบว่าในกรณีนี้ ความสูงของเพียโซเมตริกสอดคล้องกับค่าของแรงดันส่วนเกินที่จุดเชื่อมต่อของเพโซมิเตอร์ ใน ในกรณีนี้ แรงดันเกินประกอบด้วยสองคำ: แรงกดดันส่วนเกินภายนอกบนพื้นผิวอิสระ P" 0 ต่อ = P 0 - P atm และความดันน้ำหนัก сЧgЧh

แรงดันส่วนเกินอาจเป็นค่าลบ เรียกว่าสุญญากาศ ใช่ในท่อดูด ปั๊มหอยโข่งในการไหลของของเหลวเมื่อไหลออกจากหัวฉีดทรงกระบอกในหม้อต้มสุญญากาศบริเวณที่มีความดันต่ำกว่าบรรยากาศจะเกิดขึ้นในของเหลวเช่น พื้นที่สูญญากาศ ในกรณีนี้:

ข้าว. 4.

สุญญากาศคือการขาดความกดดันต่อความดันบรรยากาศ ให้ความดันสัมบูรณ์ในถัง 1 (รูปที่ 4) น้อยกว่าบรรยากาศ (เช่น อากาศบางส่วนถูกสูบออกโดยใช้ ปั๊มสุญญากาศ). มีของเหลวอยู่ในอ่างเก็บน้ำ 2 และอ่างเก็บน้ำเชื่อมต่อกันด้วยท่อโค้ง 3 ความดันบรรยากาศทำหน้าที่บนพื้นผิวของของเหลวในอ่างเก็บน้ำ 2 เนื่องจากความดันในถัง 1 น้อยกว่าบรรยากาศ ของเหลวในท่อ 3 จึงมีความสูงระดับหนึ่ง ซึ่งเรียกว่าความสูงของสุญญากาศและถูกกำหนดไว้ ค่าสามารถกำหนดได้จากสภาวะสมดุล:

ค่าสูงสุดของความดันสุญญากาศคือ 98.1 kPa หรือ 10 m.v.st แต่ในทางปฏิบัติแล้ว ความดันในของเหลวต้องไม่น้อยกว่าความดันไออิ่มตัว และเท่ากับ 7-8 m.v.st

ในฟิสิกส์คลาสสิก เช่น ในอุณหพลศาสตร์ ความดันจะวัดเป็นหน่วยของความดันสัมบูรณ์เทียบกับสุญญากาศสัมบูรณ์ แต่เมื่อพูดถึงความดันในเทคโนโลยี เรามักจะหมายถึงสิ่งที่เรียกว่า เครื่องมือหรือแรงดันส่วนเกิน (บางครั้งเรียกว่า "จริง" และน้อยมากที่ "มาโนเมตริก")

แนวคิดทั้งหมดนี้เชื่อมโยงกันด้วยความเท่าเทียมกันง่ายๆ ดังต่อไปนี้ ความดันสัมบูรณ์บนโลกคือความดันทั้งหมดที่กระทำต่อสสาร หรืออีกนัยหนึ่งคือเป็นผลรวมของบรรยากาศ (บรรยากาศ) และความดันส่วนเกิน:

P เอบีเอส = P atm + P ก

ความแตกต่างระหว่างแนวคิดคือ:

• เครื่องมือหรือความดันส่วนเกิน (“ประสิทธิผล”, “เกจ”) ถูกวัดโดยสัมพันธ์กับความดันบรรยากาศ หรือ:
• ความดันเครื่องมือเป็นศูนย์ (เกจ) เท่ากับความดันบรรยากาศ (บารอมิเตอร์) หรือ
• สุญญากาศสัมบูรณ์เท่ากับ "ลบหนึ่งบรรยากาศ" ของความดันเครื่องมือ (มากเกินไป เกจ) และในเวลาเดียวกัน เท่ากับศูนย์ความดันสัมบูรณ์

โปรดทราบว่าในกรณีส่วนใหญ่ในชีวิตวิศวกรรม เมื่อพูดถึงความกดดัน พวกเขาหมายถึงแรงกดดันจากเครื่องมือ (ส่วนเกิน) แต่คุณสามารถถามอีกครั้งได้เสมอ

หน่วยแรงดัน psig - ความดันเครื่องมือ (เหนือบรรยากาศมากเกินไป) มีหน่วยเป็น psi (ปอนด์ต่อตารางนิ้ว) - หน่วยแองโกล-แซ็กซอน หน่วยแรงดัน พเซีย - ค่าสัมบูรณ์ในหน่วย psi (ปอนด์ต่อตารางนิ้ว)

• แรงกดดันล้วนๆ - ค่าที่วัดสัมพันธ์กับความดันเท่ากับศูนย์สัมบูรณ์ กล่าวอีกนัยหนึ่ง ความดันสัมพันธ์กับสุญญากาศสัมบูรณ์
• ความกดอากาศ ความกดอากาศ คือความกดดันสัมบูรณ์ของชั้นบรรยากาศโลก ความกดดันประเภทนี้มีชื่อมาจาก เครื่องมือวัดบารอมิเตอร์ ซึ่งทราบกันดีว่าใช้ตรวจวัดความดันบรรยากาศ ณ จุดหนึ่ง ณ เวลาใดเวลาหนึ่งที่อุณหภูมิหนึ่งและที่ระดับความสูงหนึ่งเหนือระดับน้ำทะเล แรงดันส่วนเกินและสุญญากาศจะถูกกำหนดโดยสัมพันธ์กับแรงดันนี้
• แรงกดดันมากเกินไป - เกิดขึ้นหากมีความแตกต่างเชิงบวกระหว่างความดันที่วัดได้และความดันบรรยากาศ นั่นคือความดันส่วนเกินคือปริมาณที่ความดันที่วัดได้มีค่ามากกว่าความดันบรรยากาศ ในการวัดความดันประเภทนี้ จะใช้เกจวัดความดัน นี่คือแรงกดดันจากเครื่องมือเชิงบวกอย่างเห็นได้ชัด
• สุญญากาศหรือแรงดันสุญญากาศอย่างอื่น นี่คือปริมาณที่ความดันเครื่องมือวัดได้น้อยกว่าความดันบรรยากาศ หากแรงดันส่วนเกินระบุเป็นหน่วยบวก แสดงว่าสุญญากาศจะแสดงเป็นหน่วยลบตั้งแต่ -103 ถึง 0 kPa อุปกรณ์ที่สามารถวัดความดันประเภทนี้ได้เรียกว่าเกจสุญญากาศ แน่นอนว่านี่คือแรงกดดันจากเครื่องมือลบ
• ความดันแตกต่าง มันเกิดขึ้นเมื่อเปรียบเทียบความกดดันหนึ่งกับอีกความกดดันหนึ่ง ในความหมายที่เข้มงวด ความกดดันทุกประเภท ยกเว้นแบบสัมบูรณ์มีความแตกต่างกัน :)

เราใช้สมการพื้นฐานของอุทกสถิตสำหรับสองจุดซึ่งหนึ่งในนั้นตั้งอยู่บนพื้นผิวอิสระเราได้รับ:

ที่ไหน ร 0 – แรงกดบนพื้นผิวอิสระ

z 0 – ซ = ชม– ความลึกของการแช่จุด ก.

ตามมาว่าความดันในของเหลวจะเพิ่มขึ้นตามความลึกของการแช่และสูตร ความดันอุทกสถิตสัมบูรณ์ณ จุดที่ของเหลวหยุดนิ่งจะมีรูปแบบดังนี้

. (3.10)

บ่อยครั้งความดันที่ผิวน้ำอิสระจะเท่ากับความดันบรรยากาศ ร 0 = หนูในกรณีนี้ ความดันสัมบูรณ์ถูกกำหนดเป็น:

แต่พวกเขาโทรมา แรงดันเกินและแสดงถึง กระท่อม.

ความดันส่วนเกินถูกกำหนดให้เป็นความแตกต่างระหว่างความดันสัมบูรณ์และความดันบรรยากาศ:

ที่ หน้า 0 = หนู:

.

ความดันอุทกสถิตสัมบูรณ์อาจน้อยกว่าความดันบรรยากาศ แต่เสมอไป เหนือศูนย์. แรงดันส่วนเกินอาจมีค่ามากกว่าหรือน้อยกว่าศูนย์ก็ได้

เรียกว่าแรงดันเกินเชิงบวก เกจวัดความดันพีแมน:

ความดันเกจแสดงปริมาณความดันสัมบูรณ์ที่เกินความดันบรรยากาศ (รูปที่ 3.7)

เรียกว่าแรงดันส่วนเกินติดลบ พีแวค แรงดันสุญญากาศ:

ความดันสุญญากาศจะแสดงว่าความดันสัมบูรณ์ต่ำกว่าความดันบรรยากาศมากน้อยเพียงใด

สุญญากาศที่ใหญ่ที่สุดในของเหลวเกือบจะถูกจำกัดด้วยค่าความดัน ไอน้ำอิ่มตัวของเหลวที่อุณหภูมิที่กำหนด

ขอให้เราอธิบายความสัมพันธ์ระหว่างความดันสัมบูรณ์ เกจ และสุญญากาศเป็นภาพกราฟิก (ดูรูปที่ 3.7)

ลองจินตนาการถึงระนาบ ณ จุดต่างๆ ที่มีความดันสัมบูรณ์อยู่ หน้าท้อง= 0 (เส้น 0-0 ในรูป 3.7) เหนือระนาบนี้ ในระยะห่างที่สอดคล้องกับความดันบรรยากาศ มีระนาบอยู่ทุกจุด หน้าท้อง=หนู(เส้น เอ-เอ). ดังนั้นเส้น 0-0 เป็นฐานในการอ่านค่าความดันสัมบูรณ์และเส้น เอ-เอ –ฐานสำหรับอ่านค่าแรงดันเกจและสุญญากาศ

ถ้าตรงจุด กับ หน้าท้อง (กับ) มากกว่าบรรยากาศ แล้วระยะห่างจากจุดนั้น กับไปที่บรรทัด เอ-เอจะเท่ากับแรงดันเกจ บ่ายโมง(ค)จุด กับ. ถ้าตรงจุด ดีความดันสัมบูรณ์ของของเหลว พี เอบีเอส(D)น้อยกว่าบรรยากาศแล้วระยะห่างจากจุด ดีไปที่บรรทัด เอ-เอจะสอดคล้องกับแรงดันสุญญากาศ พี(วัค)Dตรงจุด ดี.

เครื่องมือวัดความดันอุทกสถิตสามารถแบ่งออกเป็นสองกลุ่ม: ของเหลวและ เครื่องกล. เครื่องมือวัดความดันของเหลวมีพื้นฐานมาจากหลักการสื่อสารของภาชนะ

อุปกรณ์ของเหลวที่ง่ายที่สุดในการวัดความดันคือพายโซมิเตอร์ พีโซมิเตอร์เป็นท่อโปร่งใสที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางอย่างน้อย 5 มม. (เพื่อหลีกเลี่ยงการเกิดเส้นเลือดฝอย) ปลายด้านหนึ่งเชื่อมต่อกับภาชนะที่ใช้วัดความดัน และปลายอีกด้านหนึ่งเปิดอยู่ แผนภาพการติดตั้งพีโซมิเตอร์แสดงไว้ในรูปที่ 1 3.8, ก.

ความดันสัมบูรณ์ในภาชนะ ณ จุดหนึ่ง กับการเชื่อมต่อของ piezometer ตามสูตร (3.10 *) คือ:

ที่ไหน เอชพี– ความสูงของของเหลวที่เพิ่มขึ้นในเพียโซมิเตอร์ (ความสูงพีโซเมตริก)

จากสมการ (3.11) เราพบว่า:

.

ข้าว. 3.8. แผนภาพการติดตั้งพีโซมิเตอร์: a – สำหรับการวัดความดันที่จุดหนึ่ง
ภาคยานุวัติ; b – เพื่อวัดความดันในภาชนะเหนือพื้นผิวอิสระ

ดังนั้น ความสูงของของเหลวที่เพิ่มขึ้นในพีโซมิเตอร์จึงถูกกำหนดโดยแรงดันส่วนเกิน (มาโนเมตริก) ณ จุดนั้น กับ. ด้วยการวัดความสูงของของเหลวที่เพิ่มขึ้นในพีโซมิเตอร์ ทำให้สามารถระบุแรงดันส่วนเกิน ณ จุดที่เชื่อมต่อได้

สามารถใช้ Piezometer เพื่อกำหนดความดันได้ ร 0 ในภาชนะเหนือพื้นผิวอิสระ แรงดันจุด กับ:

, (3.12)

ที่ไหน เอช ซี– ความลึกของการแช่จุด กับสัมพันธ์กับระดับของเหลวในภาชนะ

จากสมการ (3.11) และ (3.12) เราพบว่า:

ในกรณีนี้เพื่อความสะดวกในการพิจารณาความแตกต่าง ชั่วโมง พี – ชั่วโมง ซีแผนภาพการติดตั้งของ piezometer อาจเป็นได้ดังรูปที่ 1 3.8, ข.

พีโซมิเตอร์เป็นเครื่องมือที่มีความละเอียดอ่อนและแม่นยำมาก แต่เหมาะสำหรับการวัดแรงดันเล็กๆ เท่านั้น ที่ความดันสูง ท่อพีโซมิเตอร์จะยาวเกินไป ซึ่งจะทำให้การวัดยุ่งยาก ในกรณีเหล่านี้เรียกว่า เกจวัดแรงดันของเหลวซึ่งแรงดันจะสมดุลไม่ใช่โดยของเหลวเดียวกันกับของเหลวในภาชนะ ดังเช่นในกรณีของพีโซมิเตอร์ แต่ด้วยของเหลวที่มีขนาดใหญ่กว่า แรงดึงดูดเฉพาะ; โดยทั่วไปแล้วของเหลวนี้คือปรอท เนื่องจากความถ่วงจำเพาะของปรอทนั้นมากกว่าความถ่วงจำเพาะของน้ำถึง 13.6 เท่า เมื่อทำการวัดความดันเดียวกัน ท่อของมาโนมิเตอร์แบบปรอทจะสั้นกว่าท่อเพียโซเมตริกมาก และอุปกรณ์เองก็มีขนาดกะทัดรัดกว่า

ปรอทมาโนมิเตอร์(รูปที่ 6.3) โดยปกติจะเป็นหลอดแก้วรูปตัวยู ข้อศอกโค้ง ซึ่งเต็มไปด้วยปรอท ภายใต้ความกดดัน รในภาชนะ ระดับของปรอทในข้อศอกซ้ายของมาโนมิเตอร์จะลดลง และทางด้านขวาจะเพิ่มขึ้น ในกรณีนี้คือความดันอุทกสถิต ณ จุดนั้น เอ,ถ่ายบนพื้นผิวปรอทที่หัวเข่าซ้ายโดยเปรียบเทียบกับอันก่อนหน้าถูกกำหนดดังนี้:

ที่ไหนร และและร rt– ความหนาแน่นของของเหลวในภาชนะและปรอท ตามลำดับ

ในกรณีที่จำเป็นต้องวัดไม่ใช่ความดันในภาชนะ แต่วัดความแตกต่างของความดันในภาชนะสองใบหรือที่จุดสองจุดของของเหลวในภาชนะเดียวกัน ให้ใช้ เกจวัดความดันแตกต่างเกจวัดความดันแตกต่างที่เชื่อมต่อกับเรือสองลำ กและ ในดังแสดงในรูป 3.10. ที่นี่สำหรับความกดดัน รที่ระดับพื้นผิวปรอทที่หัวเข่าซ้ายเรามี:

หรือตั้งแต่นั้นเป็นต้นมา

ดังนั้นความแตกต่างของความดันจึงถูกกำหนดโดยความแตกต่างในระดับที่ขาทั้งสองของเกจวัดความดันแตกต่าง

เพื่อเพิ่มความแม่นยำในการวัดรวมถึงเมื่อวัดแรงดันต่ำ ไมโครมาโนมิเตอร์

ไมโครมาโนมิเตอร์ประกอบด้วยอ่างเก็บน้ำ กเชื่อมต่อกับภาชนะที่ใช้วัดความดันและท่อแรงดัน ใน,มุมเอียง α สู่เส้นขอบฟ้าที่สามารถเปลี่ยนแปลงได้ หนึ่งในการออกแบบไมโครมาโนมิเตอร์ หรือที่เรียกว่าไมโครมาโนมิเตอร์แบบเอียง แสดงไว้ในรูปที่ 1 3.11.

ข้าว. 3.11. ไมโครมาโนมิเตอร์

ความดันที่ฐานของท่อซึ่งวัดด้วยไมโครมาโนมิเตอร์ได้มาจาก:

ไมโครมาโนมิเตอร์มีความไวมากกว่า เนื่องจากสามารถทำได้ แทนที่จะมีความสูงต่ำ ชม.นับความยาว ลยิ่งมากเท่าไร มุมที่เล็กกว่าก.

เพื่อวัดความดันน้อยกว่าบรรยากาศ (มีสุญญากาศอยู่ในภาชนะ) เครื่องมือที่เรียกว่า เกจวัดสุญญากาศอย่างไรก็ตาม เกจวัดสุญญากาศมักจะวัดไม่ใช่แรงดันโดยตรง แต่วัดด้วยสุญญากาศ นั่นคือ การขาดแรงดันต่อความดันบรรยากาศ โดยพื้นฐานแล้วพวกมันไม่ต่างจากแมโนมิเตอร์แบบปรอทและเป็นตัวแทนของท่อโค้งที่เต็มไปด้วยปรอท (รูปที่ 3.12) ซึ่งปลายด้านหนึ่งเป็น กเชื่อมต่อกับตัวเรือ ในซึ่งวัดความดัน รและปลายอีกด้าน กับเปิด. ตัวอย่างเช่น ลองวัดแรงดันแก๊สในภาชนะ ในในกรณีนี้เราได้รับ:

,

ตรงกับสุญญากาศในภาชนะเรียกว่า ความสูงของสุญญากาศและแสดงถึง สวัสดี.

เมื่อจำเป็นต้องวัดแรงดันสูง จะใช้เครื่องมือประเภทที่สอง - เชิงกล ใช้กันอย่างแพร่หลายในทางปฏิบัติ เกจวัดแรงดันสปริง(รูปที่ 3.13, ก). ประกอบด้วยท่อทองเหลืองโค้งผนังบางกลวง (สปริง) กปลายด้านหนึ่งบัดกรีและเชื่อมต่อโดยใช้โซ่ ในพร้อมระบบเกียร์ กับ; ปลายที่สองของท่อ - เปิด - สื่อสารกับภาชนะที่ใช้วัดความดัน ผ่านทางปลายนี้เข้าไปในท่อ กของเหลวเข้ามา ภายใต้อิทธิพลของแรงกดดัน สปริงจะยืดตรงบางส่วนและตั้งค่าลูกศรให้เคลื่อนที่ผ่านกลไกเกียร์ โดยพิจารณาค่าความเบี่ยงเบนซึ่งขนาดของความดันจะถูกตัดสิน เกจวัดความดันดังกล่าวมักจะติดตั้งด้วยสเกลวัดแรงดันในบรรยากาศ และบางครั้งก็ติดตั้งเครื่องบันทึกด้วย

นอกจากนี้ยังมีสิ่งที่เรียกว่า เกจวัดแรงดันเมมเบรน(รูปที่ 3.13, ข) ซึ่งของเหลวกระทำบนแผ่นโลหะบาง (หรือวัสดุยาง) - เมมเบรน การเสียรูปที่เกิดขึ้นของเมมเบรนจะถูกส่งผ่านระบบคันโยกไปยังลูกศรที่ระบุปริมาณความดัน

ข้าว. 3.13. ฤดูใบไม้ผลิ ( ก) และเมมเบรน ( ข) เครื่องวัดความดัน

สมการทางความร้อนของสถานะ เช่นเดียวกับนิพจน์เชิงวิเคราะห์ส่วนใหญ่ที่อธิบายกฎฟิสิกส์ รวมถึงแรงดันสัมบูรณ์เนื่องจากทฤษฎีจลน์ศาสตร์ของโมเลกุล มีเครื่องมือที่ให้คุณวัดค่าของความดันนี้ได้อย่างไรก็ตามการออกแบบค่อนข้างซับซ้อนและมีราคาสูง ในทางปฏิบัติ จะง่ายกว่าในการจัดระเบียบการวัดไม่ใช่ค่าสัมบูรณ์ของความดัน แต่วัดความแตกต่างระหว่างแรงกดดันสองค่า: ค่าที่ต้องการและค่าบรรยากาศ (ความกดอากาศ) การทราบค่าความดันบรรยากาศที่วัดโดยใช้บารอมิเตอร์ประเภทใดประเภทหนึ่งทำให้ง่ายต่อการรับค่าความดันสัมบูรณ์ ความรู้มักจะให้ความแม่นยำเพียงพอ ขนาดเฉลี่ยความดันบรรยากาศ หากค่าความดันที่กำหนดมากกว่าความดันบรรยากาศ ระบบจะเรียกค่าบวกของความแตกต่างของความดัน แรงกดดันส่วนเกินซึ่งมีการวัด หลากหลายชนิดเครื่องวัดความดัน. หากค่าความดันที่กำหนดน้อยกว่าความดันบรรยากาศ ความดันส่วนเกินจะเป็นค่าลบ ในกรณีนี้เรียกว่าค่าสัมบูรณ์ของความแตกต่างของความดัน ความดันสุญญากาศ; สามารถวัดได้โดยใช้เกจสุญญากาศประเภทต่างๆ

หากความดันที่วัดได้มากกว่าความดันบรรยากาศ Rabe = Rizb + รัตม.; ถ้าความดันที่วัดได้น้อยกว่าความดันบรรยากาศ

ถึงราเบ้ = รัตม์. - Rva* และ Rvak = - Rizb

มิติความดัน [p] = ML -| ที “2. หน่วยความดันในระบบหน่วยสากลเรียกว่า ปาสคาล(ป้า). ปาสกาลเท่ากับความดันที่เกิดจากแรง 1 N ซึ่งกระจายสม่ำเสมอบนพื้นผิวโดยมีพื้นที่ 1 m2 ปกติ: 1 Pa = 1 Nm -2 = 1 กิโลกรัม ม. 1 2. ในทางปฏิบัติในสหรัฐอเมริกา สหราชอาณาจักร และประเทศอื่นๆ ความดันมักวัดเป็นปอนด์ต่อตารางนิ้ว (lb/sq.inch หรือ psi) ! bar = 10 5 Pa = 14.5 psi

ท่อยาว (ประมาณ 1 เมตร) ปิดผนึกที่ปลายด้านหนึ่งเต็มไปด้วยปรอทและหย่อนปลายเปิดลงในภาชนะที่มีสารปรอทติดต่อกับบรรยากาศเรียกว่า บารอมิเตอร์ปรอทช่วยให้คุณกำหนดความดันบรรยากาศตามความสูงของคอลัมน์ปรอทที่เติมท่อ อุปกรณ์นี้ได้รับการอธิบายครั้งแรกโดย E. Torricelli ในปี 1644 การดำเนินการตรวจวัดเชิงปริมาณของความดันบรรยากาศอย่างเป็นระบบโดยใช้บารอมิเตอร์แบบปรอทถูกเสนอโดย Descartes ในปี 1647 การทำงานของอุปกรณ์นั้นขึ้นอยู่กับข้อเท็จจริงที่ว่าความดันในพื้นที่เหนือพื้นผิว ของปรอทในหลอดไม่มีนัยสำคัญ (ปริมาตรของช่องว่างเหนือปรอทในหลอดเรียกว่า ตอร์ริเชลลีเป็นโมฆะ)ในกรณีนี้จากเงื่อนไข ความสมดุลทางกลปรอท มีความสัมพันธ์ระหว่างความดันบรรยากาศและความสูงของคอลัมน์ปรอท: rho = pgh ความดันไอปรอทในโมฆะ Torricelli ที่อุณหภูมิ T = 273 K คือ 0.025 Pa

ความดันบรรยากาศ (หรือความดันบรรยากาศ) ขึ้นอยู่กับระดับความสูงของตำแหน่งที่สังเกตและ สภาพอากาศ. ใน สภาวะปกติที่ระดับน้ำทะเล ความสูงของเสาปรอทจะอยู่ที่ประมาณ 76 ซม. และจะลดลงเมื่อบารอมิเตอร์สูงขึ้น

แบบจำลองที่ใช้ในธรณีฟิสิกส์ บรรยากาศมาตรฐานซึ่งระดับน้ำทะเลจะสัมพันธ์กับอุณหภูมิ ต=288.15 K (15°C) และความดัน p =101325.0 Pa สถานะของก๊าซที่มีความดันเท่ากันที่อุณหภูมิ ต= 273.15 K (เรียกว่า 0°C สภาวะปกติค่าที่ใกล้เคียงกับความดันบรรยากาศ rt = 9.81 · 10 4 Pa, p in = 10 5 Pai pp = 1.01 ZLO 5 Pa ใช้ในวิทยาศาสตร์ธรรมชาติและเทคโนโลยีเพื่อวัดความดันและเรียกว่า บรรยากาศทางเทคนิค(rt) บาร์(รถบ้าน) และ บรรยากาศทางกายภาพ(ร)

ที่อุณหภูมิบรรยากาศคงที่ การเปลี่ยนแปลงของความดันที่ระดับความสูง L อธิบายได้โดย สูตรบารอมิเตอร์โดยคำนึงถึงความสามารถในการอัดอากาศ:

p _ _ „ -Tsvi/YaT

โดยที่ μ คือมวลโมลาร์ของอากาศ p = 29 = 10" 3 กิโลกรัมโมล ก- ความเร่งของการตกอย่างอิสระใกล้พื้นผิวโลก T - อุณหภูมิสัมบูรณ์, และฉัน - ค่าคงที่ของก๊าซกราม I =8.31 ​​​​JK" 1 โมล"

หลายงาน

กำหนดแรง /? ที่ต้องใช้กับก้านสูบเพื่อเคลื่อนลูกสูบด้วยความเร็วคงที่ ละเว้นแรงเสียดทาน

I = 20 มม. (i มม.

รัตม์ =750มิลลิเมตรปรอท เซนต์[tt ปรอท

• 4.3.1. P=2 ต่อรอง หน้า 2 = 6 กระท่อมบาร์.
• 4.3.2. ร ( = 0,5 บาร์ว่าง หน้า 2 = 5,5 กระท่อมบาร์
• 4.33. พีเอ็กซ์ - 80 อาร์วี อิซบี พี 2 = 10 กระท่อมอาร์วี
• 4.3.4. พี, =6-10 5 ป้าฮัทพี2 = 30 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว กรัม
• 4.3.5. พีเจ = 10 psi vac

/ 27.09.2018

กำหนดแรงดันสัมบูรณ์และแรงดันสุญญากาศในถัง ความดันสัมบูรณ์ เกจ และดิฟเฟอเรนเชียล – เครื่องหมายศูนย์. เราจะทำอย่างไรกับวัสดุที่ได้รับ?

ค่าตัวเลขของความดันถูกกำหนดไม่เพียงแต่โดยระบบหน่วยที่ใช้เท่านั้น แต่ยังกำหนดโดยจุดอ้างอิงที่เลือกด้วย ในอดีต มีการพัฒนาระบบอ้างอิงแรงดันสามระบบ: สัมบูรณ์ ส่วนเกิน และสุญญากาศ (รูปที่ 2.2)

ข้าว. 2.2. เครื่องชั่งความดัน ความสัมพันธ์ระหว่างแรงกดดัน

สัมบูรณ์ ส่วนเกิน และสุญญากาศ

แรงกดดันล้วนๆ นับจาก เป็นศูนย์สัมบูรณ์(รูปที่ 2.2) ระบบนี้อยู่ที่ความดันบรรยากาศ ดังนั้นความดันสัมบูรณ์คือ

รูปที่ 1 ตัวอย่างแผนผังโครงร่าง รูปที่ 2 กราฟแรงดันที่เพิ่มขึ้นสำหรับตัวอย่างอาคาร เมื่อมีการพัฒนาเส้นโค้งแรงดันเกินหนึ่งเส้นขึ้นไปสำหรับสถานที่ใดสถานที่หนึ่งแล้ว จะต้องประเมินความเสี่ยงของอาคาร โดยทั่วไปเกี่ยวข้องกับการใช้เกณฑ์การยอมรับความเสี่ยงหรือเกณฑ์การยอมรับความเสี่ยงกับอาคารที่ถูกครอบครอง และการประเมินความสามารถของอาคารในการทนต่อแรงดันเกินการออกแบบ แนวทางทั่วไปในการวิเคราะห์ส่วนนี้คือการประเมินแรงดันเกินในอาคารที่สอดคล้องกับโอกาสที่จะเกิดการสัมผัสโดยเฉพาะ

ความดันสัมบูรณ์จะมีค่าเป็นบวกเสมอ

แรงดันเกิน นับจากเช่น จากศูนย์ตามเงื่อนไข ในการย้ายจากความดันสัมบูรณ์ไปเป็นความดันเกิน จำเป็นต้องลบความดันบรรยากาศออกจากความดันสัมบูรณ์ ซึ่งในการคำนวณโดยประมาณจะเท่ากับ 1 ที่:

หากแรงดันเกินระดับนี้เพียงพอที่จะสร้างความเสียหายต่ออาคารซึ่งส่งผลให้ผู้อยู่อาศัยได้รับบาดเจ็บ โอกาสที่จะเกิดการระเบิดจะทนไม่ไหว และจำเป็นต้องมีการลดความเสี่ยงบางรูปแบบ สำหรับอาคารส่วนใหญ่ที่มีการก่อสร้างแบบ "ทั่วไป" แรงดันเกินจำนวนนี้ไม่สามารถสร้างความเสียหายอย่างมีนัยสำคัญต่ออาคารหรือการบาดเจ็บต่อผู้อยู่อาศัยในอาคารได้ หน้าต่างบางบานอาจได้รับความเสียหายและความเสียหายเล็กน้อยอื่นๆ อาจเกิดขึ้นได้ แต่อาคารไม่น่าจะได้รับความเสียหายจากโครงสร้าง

ถ้าเราสมมุติว่าอาคารอยู่ในรูปแบบเหล็กด้วย ผนังโลหะ, 7 psi สามารถสร้างความเสียหายอย่างมีนัยสำคัญถึงระดับที่อาคารอาจเสียหายได้ อาคารเหล่านี้ไม่คาดว่าจะพังทลาย แต่อาจเกิดการเสียรูปอย่างมีนัยสำคัญ และอาจสูญเสียพื้นที่ภายนอกไปมาก หุ้มโลหะ. ผลลัพธ์ประเภทนี้บ่งชี้ว่าควรย้ายอาคารควบคุมและอาคารห้องปฏิบัติการไปยังสถานที่ห่างไกลมากขึ้น หรือติดตั้งเพิ่มเติมเพื่อให้ทนต่อแรงดันเกินได้ถึง 7 psi เพื่อปกป้องผู้อยู่อาศัยจากการบาดเจ็บ

บางครั้งแรงดันส่วนเกินเรียกว่าแรงดันเกจ

แรงดันสุญญากาศหรือสุญญากาศ เรียกว่าขาดความกดดันต่อบรรยากาศ

ความดันส่วนเกินบ่งชี้ว่ามีส่วนเกินเหนือความดันบรรยากาศหรือขาดต่ำกว่าความดันบรรยากาศ เห็นได้ชัดว่าสุญญากาศสามารถแสดงเป็นแรงดันส่วนเกินที่เป็นลบได้

ความสัมพันธ์ของความน่าจะเป็น-ผลที่ตามมาทำให้สามารถมองเหตุการณ์ที่เป็นผลที่ตามมาสูงได้ในแง่ของความน่าจะเป็นต่ำ และแสดงให้เห็นว่าเหตุการณ์ที่เป็นไปได้มากที่สุดคือเหตุการณ์ที่มีผลกระทบต่อแรงดันเกินต่ำ การสร้างแบบจำลองการระเบิดทำนายทั้งแรงดันเกินและแรงกระตุ้นสำหรับการระเบิดใดๆ ก็ตาม

การใช้เส้นโค้งแรงดันเกินแสดงถึงการปรับปรุงที่สำคัญในการค้นหาอาคารโดยพิจารณาจากผลลัพธ์ของการวิเคราะห์ผลกระทบเพียงอย่างเดียว หากไม่มีอันตรายจากพิษหรือไฟไหม้ที่มีนัยสำคัญสำหรับอาคาร การวิเคราะห์ดังกล่าวสามารถเป็นพื้นฐานสำหรับการตัดสินใจในการวางตำแหน่งได้

อย่างที่คุณเห็น ระดับความดันทั้งสามนี้แตกต่างกันทั้งในจุดเริ่มต้นหรือในทิศทางของการนับ แม้ว่าการนับนั้นสามารถทำได้ในระบบหน่วยเดียวกันก็ตาม หากกำหนดความดันในบรรยากาศทางเทคนิค ดังนั้นการกำหนดหน่วยความดัน ( ที่) กำหนดตัวอักษรอีกตัวหนึ่ง ขึ้นอยู่กับว่าแรงกดดันใดที่ทำให้เป็น "ศูนย์" และการนับจำนวนบวกไปในทิศทางใด

Babita สำเร็จการศึกษาด้านวิศวกรรมไฟฟ้าและได้สอนนักศึกษาวิศวกรรมศาสตร์และนักศึกษาที่กำลังเตรียมตัวเข้าสู่สำนักงานการแพทย์และทันตกรรม ในบทนี้ เราจะให้คำจำกัดความของคำว่าสัมบูรณ์ บรรยากาศ และความดันเกจ และสำรวจสมการที่เกี่ยวข้องกับคำศัพท์สามคำนี้ เราจะดูตัวอย่างความดันเกจด้วย

คุณกำลังขับรถบนทางหลวงและสังเกตว่ารถของคุณถูกดึงไปด้านข้างเล็กน้อย คุณจึงนำรถไปหาช่างของคุณ ไมค์ ซึ่งเป็นช่างผู้ชำนาญการ ซึ่งสังเกตเห็นทันทีว่ายางดูแบนเล็กน้อย เขาใช้เกจวัดแรงดันเพื่อตรวจสอบยางและบอกว่ายางหน้าอ่านได้ 29 psi นอกจากนี้ยังตรวจสอบด้านข้างของยางและอ่านแรงดันที่เหมาะสมที่สุดสำหรับล้อของคุณ - 32 psi; ดังนั้นจึงขยายยางทั้งสี่เส้นเป็น 32 psi ไมค์แนะนำให้ตรวจสอบยางของคุณเป็นประจำเพื่อให้แน่ใจว่ายางอยู่ที่เกจวัดแรงดันที่เหมาะสมที่สุด

ตัวอย่างเช่น:

ความดันสัมบูรณ์คือ 1.5 กก./ซม.2;

แรงดันส่วนเกินคือ 0.5 กก./ซม.2;

สุญญากาศคือ 0.1 กก./ซม.2

บ่อยครั้งที่วิศวกรไม่สนใจความดันสัมบูรณ์ แต่สนใจในความแตกต่างจากความดันบรรยากาศเนื่องจากผนังของโครงสร้าง (ถัง ท่อ ฯลฯ ) มักจะประสบกับความแตกต่างระหว่างแรงกดดันเหล่านี้ ดังนั้นในกรณีส่วนใหญ่ เครื่องมือสำหรับวัดความดัน (เกจวัดความดัน เกจวัดสุญญากาศ) จะระบุแรงดันส่วนเกิน (เกจ) หรือสุญญากาศโดยตรง

คุณขับรถไปรอบๆ ด้วยความรู้สึกปลอดภัย และนั่นคือตอนที่คุณเริ่มสงสัยว่า แรงดันเกจคืออะไร? ที่ระดับน้ำทะเล อากาศเหนือพื้นผิวมีน้ำหนักเนื่องจากแรงดึงของแรงโน้มถ่วง น้ำหนักนี้สามารถสัมผัสได้บนพื้นผิวที่กดทับ และเรารู้ว่าความดันนี้เป็นความดันบรรยากาศ ซึ่งแสดงเป็น Patm ดังนั้นหากเราเติบโตในระดับความสูงต่อไป ระดับนั้นจะมีอากาศน้อยลง น้ำหนักจึงลดลงตามไปด้วย ในที่สุดเราก็จะถึงจุดที่ไม่มีอากาศ

ความดัน ณ จุดนี้จะเป็นศูนย์ ดังนั้นความดันที่วัดได้สัมพันธ์กับความดันในสุญญากาศจึงเรียกว่าความดันสัมบูรณ์ ซึ่งเขียนแทนด้วย Pabs ความแตกต่างระหว่างความดันสัมบูรณ์และความดันบรรยากาศคือสิ่งที่เราเรียกว่าความดันเกจ สามารถคำนวณได้หากเราทราบค่าสัมบูรณ์และความดันบรรยากาศโดยใช้สูตรนี้

หน่วยความดันดังต่อไปนี้ จากคำจำกัดความของความดัน มิติของมันเกิดขึ้นพร้อมกับมิติของความเครียด กล่าวคือ แสดงถึงมิติแรงหารด้วยมิติพื้นที่

หน่วยของความดันในระบบหน่วยสากล (SI) คือปาสคาล - ความดันที่เกิดจากแรงที่กระจายสม่ำเสมอทั่วพื้นที่ปกติ เช่น นอกจากหน่วยความดันนี้แล้ว ยังมีการใช้หน่วยที่ขยายใหญ่ขึ้น: กิโลปาสกาล (kPa) และ เมกะปาสกาล (MPa) :

โดยทั่วไปแรงดันเกจจะมีหน่วยเป็นปอนด์ต่อตารางนิ้ว ดังนั้น เมื่อช่างซ่อมของคุณใช้แรงดันลมยางและเติมอากาศถึง 32 psi เขาจะวัดแรงดันภายในของยางซึ่งมากกว่าความดันบรรยากาศ ความกดอากาศที่ระดับน้ำทะเลคือ 7 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว

ความดันเกจสามารถวัดได้สำหรับของเหลวทุกชนิด - อากาศและของเหลว ตัวอย่างจะเป็น บารอมิเตอร์ปรอทซึ่งบ่งบอกถึงความกดอากาศ นี่เป็นวิธีเดียวที่จะวัดความดันบรรยากาศเมื่อหลายสิบปีก่อน ในกรณีนี้ หลอดแก้วที่ปิดปลายด้านหนึ่งจะเต็มไปด้วยสารปรอท จากนั้นจึงคว่ำลงในภาชนะที่มีสารปรอท เมื่อปรอทตกลงเนื่องจากแรงโน้มถ่วง มันจะสร้างสุญญากาศที่ด้านบนของปลายท่อที่ปิดอยู่

ในเทคโนโลยี ในบางกรณี ยังคงใช้ระบบ MKGSS ทางเทคนิค (เมตร แรงกิโลกรัม วินาที a) และระบบ GHS กายภาพ (เซนติเมตร กรัม วินาที) ของหน่วยต่อไป นอกจากนี้ยังใช้หน่วยที่ไม่ใช่ระบบ - บรรยากาศทางเทคนิคและแถบ:

เราไม่ควรสับสนระหว่างบรรยากาศทางเทคนิคกับบรรยากาศทางกายภาพ ซึ่งยังคงค่อนข้างธรรมดาในฐานะหน่วยของความกดดัน:

เมื่อความดันบรรยากาศเพิ่มขึ้น ความดันบนพื้นผิวของปรอทในภาชนะจะเพิ่มขึ้น และส่งผลให้ปรอทเข้าไปในหลอดแก้วมากขึ้น ดังนั้นระดับปรอทภายในหลอดแก้วจึงเพิ่มขึ้นตามไปด้วย จากนั้นคุณสามารถอ่านค่าความดันบรรยากาศเป็นค่าที่สลักไว้บนหลอดแก้วที่ระดับบนสุดของคอลัมน์ปรอท

ค้นหาน้ำหนักที่ยกขึ้น กดไฮโดรลิคเมื่อแรงที่กระทำกับลูกสูบเท่ากับ 500 N 3 ปัญหาที่ 3 คำนวณความดันเนื่องจาก 3 นิ้ว จงหาความเข้มของแรงกดบนพื้นผิวของของเหลวทั้งสองชนิดและที่ด้านล่างของถัง 8 ปัญหาที่ 7 เส้นผ่านศูนย์กลางของลูกสูบเล็กและลูกสูบใหญ่ของแม่แรงไฮดรอลิกคือ 3 ซม. และ 10 ซม. ตามลำดับ ค้นหาน้ำหนักที่ลูกสูบขนาดใหญ่ยกขึ้นเมื่อ: ลูกสูบอยู่ในแนวระดับ ลูกสูบเล็กสูงกว่าลูกสูบใหญ่ 40 ซม. ความดันสัมบูรณ์: กำหนดเป็นความดันที่วัดสัมพันธ์กับความดันสัมบูรณ์ของสุญญากาศ ความดันเกจ: กำหนดเป็นความดันที่วัดโดยเครื่องมือวัด ซึ่งเป็นความดันที่ใช้ความดันบรรยากาศ จุดอ้างอิง. ความดันบรรยากาศบนสเกลจะแสดงเป็นศูนย์ ความดันสุญญากาศ: กำหนดเป็นความดันต่ำกว่าความดันบรรยากาศ เกจวัดความดัน หมายถึง อุปกรณ์ที่ใช้ในการวัดความดัน ณ จุดหนึ่งในของไหลโดยการปรับสมดุลคอลัมน์ของของไหลกับคอลัมน์ของของไหลเดียวกันหรือต่างกัน พวกเขาจัดเป็น: เกจวัดแรงดันแบบธรรมดา, เกจวัดความดันแตกต่าง เซ็นเซอร์เชิงกล 2 ตัว เซ็นเซอร์เครื่องกลหมายถึงอุปกรณ์ที่ใช้ในการวัดความดันโดยการปรับสมดุลคอลัมน์ของของเหลวกับสปริงหรือมวลที่ตายแล้ว ศูนย์กลางของท่ออยู่ต่ำกว่าระดับปรอทที่แขนขาขวา 12 ซม. ปลายอีกด้านของเกจวัดความดันเปิดออกสู่บรรยากาศ ด้านขวาของเกจวัดความดันมีสารปรอทและเปิดออกสู่บรรยากาศได้ การสัมผัสระหว่างน้ำกับปรอทอยู่ที่แขนขาซ้าย อธิบายคำสั่งซื้อในทั้งสองกรณี การอ่านเกจวัดความดันที่แสดงในภาพจะแสดงเมื่อถังว่างเปล่า น้ำ. 23. หากต้องการเจาะลึกระบบสุญญากาศ โปรดอ่านการใช้สุญญากาศในการทำงาน ลดการประหยัดพลังงานจากระบบนิวแมติก การจัดการสุญญากาศ และการออกแบบด้วยเครื่องดูดฝุ่นและถ้วยดูด

2.1.3. คุณสมบัติของแรงดันอุทกสถิต

ความดันอุทกสถิตมีคุณสมบัติหลักสองประการ

คุณสมบัติที่ 1พลังของแรงดันอุทกสถิตในของเหลวที่อยู่นิ่งนั้นจะถูกส่งเข้าด้านในตามปกติไปยังบริเวณที่เกิดการกระทำเสมอเช่น มีการบีบอัด

ในระบบสุญญากาศทางอุตสาหกรรม ปั๊มสุญญากาศหรือเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะไล่อากาศออกจากระบบเพื่อสร้างความแตกต่างของแรงดัน อย่างไรก็ตาม การคำนวณกำลังงานหรือการเปลี่ยนแปลงปริมาตรในระบบสุญญากาศต้องใช้แรงดันเกจติดลบหรือการแปลงแรงดันสัมบูรณ์ หยาบได้ถึง 28 นิ้ว . ในจำนวนนี้ มีเพียงพัดลมเท่านั้นที่เป็นตัวเลือกที่ประหยัดสำหรับระบบสุญญากาศแบบแยกเดี่ยวหรือแบบเฉพาะ ในการใช้งานส่วนใหญ่ สิ่งสำคัญคือเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสามารถดึงสุญญากาศที่ต้องการในระยะเวลาอันสั้นที่สุดเพื่อลดการใช้อากาศ

คุณสมบัตินี้สามารถพิสูจน์ได้โดยความขัดแย้ง หากเราถือว่าแรงนั้นพุ่งออกไปด้านนอกตามปกติ สิ่งนี้จะเทียบเท่ากับลักษณะของความเค้นดึงในของเหลวซึ่งไม่สามารถรับรู้ได้ (ซึ่งตามมาจากคุณสมบัติของของเหลว)

ทรัพย์สินที่ 2. ขนาดของความดันอุทกสถิต ณ จุดใดๆ ในของเหลวจะเท่ากันในทุกทิศทาง กล่าวคือ ไม่ขึ้นอยู่กับการวางแนวในพื้นที่ของไซต์ที่กระทำการ

ในวิชาฟิสิกส์ การแสดงออกที่แตกต่างกันใช้สำหรับปริมาณทางกายภาพของ "ความดัน" ควรอธิบายไว้ที่นี่เพื่อความเข้าใจที่ดีขึ้น ความดันที่วัดสัมพันธ์กับความดันบรรยากาศหรือความดันบรรยากาศเรียกว่าความดันเกจ ตัวอย่างเช่น ในอาคาร แรงดันเกินจะเกิดขึ้นเมื่อมีปริมาตรแทรกซึมเข้าไปในอวกาศมากกว่าที่ถูกสร้างขึ้น หากความดันในปริมาตรหนึ่ง เช่น ถัง น้อยกว่าความดันบรรยากาศภายนอกถัง จะเกิดความต่างของแรงดันลบ

สิ่งนี้เรียกว่าสุญญากาศ ที่ความดันสัมบูรณ์ จะมีการวัดความแตกต่างของสุญญากาศในอุดมคติ ดังนั้นอิทธิพลภายนอก เช่น สภาพอากาศหรือระดับความสูง จึงไม่ส่งผลต่อผลการวัด ความดันจะสัมพันธ์กับจุดศูนย์สัมบูรณ์เสมอ - สุญญากาศสัมบูรณ์ ตัวบ่งชี้ความดันสัมบูรณ์ที่รู้จักกันดีคือความดัน สิ่งแวดล้อม. สูตรทางกายภาพทั้งหมดสำหรับความดันมักจะใช้ได้กับข้อมูลความดันสัมบูรณ์ นอกจากนี้ยังใช้กับสูตรที่นำเสนอในหน้าเหล่านี้ด้วย

ที่ไหน - ความดันอุทกสถิตในทิศทางของแกนพิกัด

เหมือนกันไปในทิศทางใด

เพื่อพิสูจน์คุณสมบัตินี้ ให้เราเลือกปริมาตรเบื้องต้นในของเหลวที่อยู่นิ่งในรูปของจัตุรมุขที่มีขอบขนานกับแกนพิกัดและเท่ากับ , และ (รูปที่ 2.3)

หากจำเป็นต้องแยกแยะ ให้ทำเครื่องหมายสำหรับความดันสัมพัทธ์และความดันสัมบูรณ์ การวัดความดันสัมพัทธ์จะวัดความแตกต่างกับความดันบรรยากาศที่เกิดขึ้นเสมอ อย่างไรก็ตาม สิ่งนี้ได้รับผลกระทบจากระยะห่างจากระดับน้ำทะเลและการเปลี่ยนแปลงสภาพอากาศที่สอดคล้องกัน และมีการเปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลา ดังนั้นข้อกำหนดเฉพาะเกี่ยวกับความดันสัมพัทธ์จึงอ้างอิงถึงและขึ้นอยู่กับความดันบรรยากาศในปัจจุบันเสมอ เกี่ยวกับเรื่องนี้ เราพูดถึงแรงดันเกินเมื่อความดันมากกว่าความดันบรรยากาศ หรือเมื่อความดันต่ำกว่าความดันบรรยากาศ

ข้าว. 2.3. โครงการพิสูจน์ทรัพย์สิน

เกี่ยวกับความเป็นอิสระของแรงดันอุทกสถิตจากทิศทาง

ให้เราแนะนำสัญกรณ์ต่อไปนี้: - แรงดันอุทกสถิตที่กระทำบนใบหน้าปกติกับแกน

แรงกดบนใบหน้าปกติถึงแกน

แรงกดบนใบหน้าที่เอียง

ดังนั้นความดันทดสอบจึงถูกกำหนดให้เป็นความดันสัมพัทธ์เสมอ เครื่องควบคุมแรงดันที่สอดคล้องกันจะตั้งค่าแรงดันทดสอบที่ต้องการโดยอัตโนมัติเป็นความแตกต่างของแรงดันที่สัมพันธ์กับแรงดันโดยรอบในปัจจุบัน การแสดงความดันที่สอดคล้องกันจะอ้างอิงถึงความดันบรรยากาศเสมอ

อย่างไรก็ตาม ในอุปกรณ์บางชนิด แรงดันทดสอบจะวัดโดยเซ็นเซอร์แรงดันสัมบูรณ์ ในกรณีนี้ ความดันจะถูกระบุโดยอ้างอิงกับสุญญากาศสัมบูรณ์ ระบบการวัดความดันสัมบูรณ์ที่รู้จักกันดีคือบารอมิเตอร์ โดยจะวัดความดันบรรยากาศในปัจจุบันเทียบกับจุดศูนย์สัมบูรณ์

บริเวณใบหน้านี้

ความหนาแน่นของของเหลว

ให้เราเขียนเงื่อนไขสมดุลของจัตุรมุข (สำหรับวัตถุแข็งเกร็ง) ในรูปแบบของสมการกำลังสามสมการและสมการโมเมนต์สามสมการ:

เมื่อปริมาตรของจัตุรมุขลดลงเหลือศูนย์ในขีดจำกัด ระบบแรงกระทำจะเปลี่ยนเป็นระบบแรงที่ผ่านจุดหนึ่ง และด้วยเหตุนี้ สมการโมเมนต์จึงสูญเสียความหมาย

ดังนั้น ภายในปริมาตรที่เลือก แรงมวลต่อหน่วยจะกระทำต่อของเหลว ซึ่งความเร่งจะคาดการณ์ได้เท่ากับ , , และ. ในทางชลศาสตร์ เป็นเรื่องปกติที่จะต้องเชื่อมโยงแรงมวลกับหน่วยมวล และเนื่องจากการฉายภาพของแรงมวลต่อหน่วยจะเท่ากับตัวเลขความเร่ง

ที่ไหน - การฉายภาพของหน่วยมวลบนแกนพิกัด

มวลของของเหลว

การเร่งความเร็ว

มาสร้างสมการสมดุลสำหรับปริมาตรของของเหลวที่เลือกในทิศทางของแกนกัน , โดยคำนึงว่าแรงทั้งหมดถูกส่งไปตามปกติไปยังพื้นที่ที่สอดคล้องกันภายในปริมาตรของของเหลว:

การฉายภาพของแรงจากแรงดันอุทกสถิตอยู่ที่ไหน

การฉายแรงจากแรงกดดัน

การฉายภาพของแรงมวลที่กระทำต่อจัตุรมุข

การหารสมการ (2.2) ตามพื้นที่ , ซึ่งเท่ากับพื้นที่ฉายภาพใบหน้าเอียง ไปที่เครื่องบิน , เช่น. , เราได้รับ

เนื่องจากขนาดของจัตุรมุขมีแนวโน้มเป็นศูนย์ ซึ่งเป็นเทอมสุดท้ายของสมการที่มีตัวประกอบอยู่ , มีแนวโน้มเป็นศูนย์และมีความกดดันเช่นกัน ยังคงมีปริมาณจำกัด

ดังนั้นในขอบเขตที่เราได้รับ

ในทำนองเดียวกัน การเขียนสมการสมดุลตามแนวแกน และเราพบว่า

เนื่องจากขนาดของจัตุรมุข , และ และความลาดเอียงของชานชาลา ดำเนินการตามอำเภอใจ ดังนั้น ในขีดจำกัด เมื่อจัตุรมุขหดตัวจนถึงจุดหนึ่ง ความดัน ณ จุดนี้ในทุกทิศทางจะเท่ากัน Q.E.D.

คุณสมบัติที่พิจารณาของความดันในของไหลที่อยู่นิ่งยังเกิดขึ้นเมื่อของไหลที่ไม่หนืด (ในอุดมคติ) เคลื่อนที่อีกด้วย เมื่อของไหลจริงเคลื่อนที่ ความเค้นในวงสัมผัสจะเกิดขึ้น ซึ่งส่งผลให้ความดันในของไหลจริงไม่มีคุณสมบัตินี้ พูดอย่างเคร่งครัด

โดยทั่วไปแล้วความดัน ณ จุดหนึ่งขึ้นอยู่กับพิกัดของจุดที่เป็นปัญหา และในระหว่างที่ของไหลเคลื่อนที่ไม่คงที่ แรงดันสามารถเปลี่ยนแปลงในแต่ละจุดเมื่อเวลาผ่านไป:

แม้จะมีเรื่องไม่สำคัญและความเรียบง่ายของคำถาม แต่ก็เกิดขึ้นที่ผู้คนไม่เข้าใจสาระสำคัญของแนวคิด "ความกดดันสัมบูรณ์" "ความกดดันส่วนเกิน" "ความกดดันส่วนต่าง" (ปกติ) "ความกดดันบรรยากาศ" ฯลฯ อย่างถ่องแท้ ทำให้พวกเขาสับสน หรือไม่เข้าใจพวกเขาโดยไม่มีความแตกต่างเชิงปริมาณเท่านั้น แต่ยังรวมถึงความแตกต่างเชิงคุณภาพด้วย ในหน้านี้ เราตัดสินใจเขียนคำสองสามคำเกี่ยวกับแนวคิดของแรงกดดันที่แตกต่างกัน เราไม่ได้พยายามที่จะนำเสนอข้อมูลที่ครบถ้วนเกี่ยวกับปัญหานี้ด้านล่างนี้ - สามารถพบได้ง่ายเช่นใน Wikipedia - แต่ในทางกลับกันพยายามนำเสนอความหมายหลักของแนวคิดเหล่านี้โดยย่อ

แรงกดดันล้วนๆ

แนวคิดของ "ความดันสัมบูรณ์" หมายถึงวิธีการแสดงความดันที่สัมพันธ์กับจุดอ้างอิง ความดันสัมบูรณ์คือความดันที่ใช้สุญญากาศสัมบูรณ์เป็นจุดอ้างอิง สันนิษฐานว่าไม่สามารถมีความดันต่ำกว่าสุญญากาศสัมบูรณ์ได้ ดังนั้น เมื่อสัมพันธ์กับสุญญากาศ ความดันใดๆ ก็สามารถกำหนดเป็นจำนวนบวกได้

ความดันสัมบูรณ์ซึ่งอยู่ระหว่างสุญญากาศสัมบูรณ์กับความดันโดยทั่วไปถือว่ามีอยู่ที่ระดับน้ำทะเล (ความดันบรรยากาศปกติ = 101325 Pa กลับไปยัง 760 มม. กลับไปยัง 1 บาร์สัมบูรณ์) ถือเป็นสุญญากาศบางส่วน

ความดันสัมบูรณ์ซึ่งมีค่าสูงกว่าระดับความดันบรรยากาศปกติสามารถกำหนดเป็นความดันส่วนเกินได้ โดยมีจุดอ้างอิงที่ใช้ความดันบรรยากาศมาตรฐาน ความดันสัมบูรณ์เท่ากับความดันเกจบวกความดันบรรยากาศ

ในการเขียน บางครั้งมีการเน้นย้ำถึงข้อเท็จจริงที่ว่ามีความกดดันสัมบูรณ์ด้วยตัวอักษร กทั้งในภาษารัสเซียและภาษาอังกฤษและ ภาษาเยอรมันตัวอย่างเช่น: แท่ง ตัวอย่างเช่น ความดันที่ระดับน้ำทะเลจะอยู่ที่ประมาณ 1 บาร์(a)

แรงดันเกิน

แนวคิดของความดันเกจ เช่นเดียวกับความดันสัมบูรณ์ หมายถึงจุดอ้างอิงสำหรับระบุความดัน ความดันส่วนเกินคือความดันที่ใช้ความดันบรรยากาศปกติเป็นจุดอ้างอิง

ความดันส่วนเกินเท่ากับความดันสัมบูรณ์ลบด้วยความดันบรรยากาศ ตัวอย่างเช่น ความดันระดับน้ำทะเลที่ 1 บาร์(a) ก็อาจรายงานเป็นความดันเกจที่เป็น 0 บาร์(a) ได้เช่นกัน

บนจดหมาย บางครั้งมีการขีดเส้นใต้ตัวอักษรเพื่อบ่งชี้ถึงแรงกดดันที่มากเกินไป และในภาษารัสเซีย กเป็นภาษาอังกฤษ (จากคำว่า วัดนั่นคือความดันเครื่องมือ - เพราะ เกจวัดแรงดันมักจะแสดงแรงดันส่วนเกิน) และตัวอักษร ü ในภาษาเยอรมัน (จากคำว่า อูเบอร์ดรุคนั่นคือ "แรงดันเกิน")

ความดันบรรยากาศ ความดันบรรยากาศปกติ

แนวคิดเรื่องความดันบรรยากาศมีความแตกต่างในเชิงคุณภาพจากแนวคิดเรื่องความดันส่วนเกินและความดันสัมบูรณ์ และไม่ได้หมายถึงจุดอ้างอิง แต่หมายถึงตำแหน่งของการวัด ความดันบรรยากาศคือความดันปัจจุบันที่จุดใดๆ ที่วัดได้บนโลก ความกดอากาศอาจแตกต่างกันอย่างมากขึ้นอยู่กับระดับความสูงและสภาพอากาศ สำหรับจุดอ้างอิงนั้น ความดันบรรยากาศจะเป็นค่าสัมบูรณ์เสมอ

เนื่องจากความดันบรรยากาศปกติเป็นที่ยอมรับภายใน มาตรฐานที่แตกต่างกันพัฒนาโดยองค์กรต่าง ๆ ความหมายที่แตกต่างกัน- อย่างไรก็ตาม ค่าที่พบบ่อยที่สุดคือใช้ 101325 Pa เป็นความดันบรรยากาศปกติ ในบรรดาผู้ผลิตอุปกรณ์ในยุโรป เป็นเรื่องปกติที่จะต้องพิจารณาความดันนี้ให้สอดคล้องกับ 1 บาร์ตามอัตภาพ

ความดันแตกต่าง

ความดันแตกต่างคือความแตกต่างระหว่างความดันที่จุดตรวจวัดสองจุด ค่านี้ไม่ใช่ค่าสัมบูรณ์หรือค่าส่วนเกิน และมักจะใช้เป็นตัวบ่งชี้แรงดันตกบนอุปกรณ์หรือส่วนประกอบใดๆ (ส่วนใหญ่มักจะอยู่บนตัวกรองสำหรับการทำให้อากาศอัดและก๊าซบริสุทธิ์)