Единицы измерения давления
Давление – важнейший параметр работы гидравлических и пневматических машин, устройств, механизмов и оборудования. Оно характеризует потенциальную составляющую энергии, которую машина способна преобразовать в полезную работу. Прибор, который позволил измерять фактическую величину давления, – манометр – был создан ещё в 1833 году физиками Георгом Парротом и Эмилем Ленцем. Он был изобретён для измерения давления газов. С тех пор прошло почти 200 лет, а конструкция прибора принципиально не изменилась. Примерно в то же время сначала в Европе, а затем и в других мировых странах ввели единицы измерения давления жидкостей и газов:
- Паскаль;
- Бар.
Наряду с барами и паскалями в РФ используются и другие внесистемные единицы измерения давления:
- кгс/см²;
- мм водяного столба;
- мм ртутного столба;
- м водяного столба;
- техническая атмосфера.
Особенность: дольные и кратные приставки для обозначения данных единиц не используются.
Единицы измерения давления и производительности
На сегодняшний день официальной системой единиц измерения является система SI – СИ. Единицей измерения давления в ней служит один Паскаль. За один Паскаль принимается сила в один Ньютон, действующая на один квадратный метр поверхности:
1Па=1 Н/м²;
Также в расчётах применяются килопаскали и мегапаскали. В одном килопаскале содержится тысяча паскалей, а в одном мегапаскале – миллион:
1к кПа=1000 Па,
1МПа=1×106Па.
Также давление измеряют и в других величинах – миллиметрах ртутного столба, технических и физических атмосферах. В англоязычных и ряде европейских стран для измерения давления применяют фунт на квадратный дюйм.
Единицы измерения производительности по газу
Любой агрегат с электрическим, гидравлическим или механическим приводом, предназначенный для подачи сжатого воздуха, характеризуется важнейшим техническим параметром – производительностью. Она выражает количество/объём воздуха, генерируемый в единицу времени: секунду, минуту, час. Как правило, базовой величиной, указываемой для компрессоров, является производительность в м³/час. Также используются другие величины – литр в минуту (л/мин), литр в секунду (л/с), метр кубический в час (м³/час). В европейских странах в качестве единицы измерения производительности используется кубический фут в минуту. 1CFM=28,3168л/мин. 1м³/мин=35,314 CFM.
Сколько бар в 1 кгс/см²?
1кгс/см²=0,981 бара
Таблица соотношений между основными единицами измерения давления
| Единица | Перевести в | Коэффициент |
|---|---|---|
| 1 килограмм силы на сантиметр2 (kgf/cm2) | bar | 0,980665 |
| 1 килограмм силы на сантиметр2 (kgf/cm2) | MPa | 0,0980665 |
| 1 килограмм силы на сантиметр2 (kgf/cm2) | kPa | 98,0665 |
| 1 килограмм силы на сантиметр2 (kgf/cm2) | PSI | 14,22334 |
| 1 фунт на дюйм2 (PSI) | kgf/cm2 | 0,07030696 |
| 1 фунт на дюйм2 (PSI) | bar | 0,06894757 |
| 1 бар (bar) | PSI | 14,50377 |
| 1 фунт на дюйм2 (PSI) | MPa | 0,006894757 |
| 1 мегапаскаль (MPa) | PSI | 145,035 |
| 1 килопаскаль (kPa) | bar | 0,01 |
| 1 бар | kPa | 100 |
| 1 мегапаскаль (MPa) | bar | 10 |
| 1 бар | MPa | 0,1 |
| 1 техническая атмосфера (атм) | MPa | 0.0980665 |
| 1 техническая атмосфера (атм) | bar | 0,980665 |
| 1 мегапаскаль (MPa) | атм | 9,869233 |
Соответствие PSI метрическим единицам давления
* значения округлены для практического применения
| PSI Фунт на дюйм2 | kPa Килопаскаль | MPa Мегапаскаль | Bar Бар |
|---|---|---|---|
| 10 | 68,9 | 0,07 | 0,7 |
| 20 | 137,9 | 0,14 | 1,4 |
| 30 | 206,8 | 0,21 | 2,1 |
| 40 | 275,8 | 0,28 | 2,8 |
| 50 | 344,7 | 0,34 | 3,4 |
| 60 | 413,7 | 0,41 | 4,1 |
| 70 | 482,6 | 0,48 | 4,8 |
| 80 | 551,6 | 0,55 | 5,5 |
| 90 | 620,5 | 0,62 | 6,2 |
| 100 | 689 | 0,7 | 6,9 |
| 200 | 1,379 | 1,4 | 13,8 |
| 300 | 2,068 | 2,1 | 20,7 |
| 400 | 2,758 | 2,8 | 27,6 |
| 500 | 3,447 | 3,4 | 34,5 |
| 600 | 4,137 | 4,1 | 41,4 |
| 700 | 4,826 | 4,8 | 48,3 |
| 800 | 5,516 | 5,5 | 55,2 |
| 900 | 6,205 | 6,2 | 62,1 |
| 1'000 | 6,895 | 6,9 | 68,9 |
| 2'000 | 13,790 | 13,8 | 137,9 |
| 3'000 | 20,684 | 20,7 | 206,8 |
| 4'000 | 27,579 | 27,6 | 275,8 |
| 5'000 | 34,474 | 34,5 | 344,7 |
| 6'000 | 41,369 | 41,4 | 413,7 |
| 7'000 | 48,263 | 48,3 | 482,6 |
| 8'000 | 55,158 | 55,2 | 551,6 |
| 9'000 | 62,053 | 62,1 | 620,5 |
| 10'000 | 68,948 | 68,9 | 689 |
| 20'000 | 137,895 | 137,9 | 1,379 |
| 30'000 | 206,843 | 206,8 | 2,068 |
| 40'000 | 275,790 | 275,8 | 2,758 |
Виды давления
Датчики и приборы способны измерять различные давления. Как правило, оно указывается в их характеристиках.
- Абсолютное давление – величина, показывающая фактическое, т.е. истинное давление жидкости относительно вакуумной среды. К примеру, если выполнить измерение давления воздуха в нормальный день, то оно будет равно 1 атмосфере. В переводе на паскали получится 101 325. Именно это значение соответствует атмосферному давлению уровня моря и является исходной величиной для всех инженерных расчётов;
- Барометрическое давление является, выражаясь простым языком давлением, которое оказывает атмосфера на земную поверхность. Величина данного давления зависит от высоты над уровнем моря, температуры воздуха и атмосферных условий. Измеряют барометрическое давление различными приборами: ртутными, анероидными и электронными барометрами;
- Избыточное давление – это положительная разность между барометрическим и фактически измеренным давлением. Для измерения избыточного давления используют манометры. Фактически, избыточное давление показывает, насколько давление рабочей среды в замкнутом контуре выше атмосферного.
Реже используются понятия дифференциального и гидростатического давление. Последнее – это давление столба воды над условным уровнем.
Приборы измерения давления
Все приборы, с помощью которых измеряется давление, делятся на три больших группы:
- манометры;
- вакуумметры;
- барометры.
Вакуумметры используются преимущественно на предприятиях, в испытательных лабораториях и центрах. Манометры и барометры применяются и в промышленности и в быту. С помощью последних измеряют атмосферное давление.
В зависимости от конструкции приборы измерения давления классифицируются на электрические, механические и жидкостные.
Также промышленность выпускает баровакуумметры, с помощью которых измеряется абсолютное давление, и дифференциальные манометры. Работа дифманометров основана на измерении разности давлений жидкости или воздуха. Этот принцип применяется в системах защиты пневматических и гидравлических цепей локомотивов, специальной техники, грузоподъёмных машин и механизмов. Как только давление в рабочем контуре падает до минимально допустимой величины, прибор срабатывает и отключает силовую цепь.
Таблица соотношений единиц измерения производительности
| м³/час | м³/мин | л/мин | л/сек | CFM | |
|---|---|---|---|---|---|
| м³/час | 1 | 1.667*10-2 | 16.667 | 0.278 | 0.588 |
| м³/мин | 60 | 1 | 103 | 16.6667 | 35.29 |
| л/мин | 0.06 | 1*10-3 | 1 | 1.667*10-2 | 3.5*10-2 |
| л/сек | 3.6 | 0.06 | 60 | 1 | 2.12 |
| CFM | 1.7 | 2.8*10-2 | 28.57 | 0.47 | 1 |
