Избыточное и абсолютное давление разница: Что такое избыточное давление

Содержание

Разница между абсолютным и избыточным давлением

Вначале может показаться, что вопрос является весьма простым и тривиальным, однако, если начать разбираться в данном вопросе более комплексно и подробно, то станет ясно, что он требует развернутого и полного ответа. Насчет этих понятий сложилось множество мнений, однако существует научная точка зрения, которую можно рассмотреть с весьма понятной и отчетливой точки зрения.

Если говорить о понятиях относительного и абсолютного давления, проводя анализ того, какая между ними существует разница, и что общего, то стоит отметить тот факт, что он поможет разобраться в теме полностью. Для начала хотелось бы рассмотреть сведения о данных понятиях и определениях.

Понятие абсолютного давления

Говоря про абсолютное давление, стоит отметить, что способ его указания ведется относительно отсчетной точки. При этом, согласно определению данного вида давления, за точку отсчета, берется именно абсолютная форма вакуума. Существует такое предположение, что давления, которое будет равняться меньшему значению, чем вакуум, не существует. Именно поэтому, сравнивают данное давление относительно вакуумных значений. Любое значение давления, находящегося в промежутке абсолютного вакуума и давления, считающего нормальным атмосферным, можно назвать абсолютным. Его значение можно рассчитать согласно формуле, предполагающей, что она равно сумме избыточного и атмосферного давлений.

Также, стоит отметить, что, так как давление может действовать на стенки каких-либо сосудов, то весьма грамотным является такое предположение, что оно должно именно быть больше абсолютного вакуума, а также, разделение давлений на подвиды, несет в себе грамотный физический смысл. Интересным фактом является то, что давление, находящееся на уровне моря равно одному бару.

Характеристика и определение избыточного давления

Говоря про избыточное давление, хочется отметить, что оно имеет отношение к отсчетным величинам, для которых используются точки отсчета для сравнений.

К определению избыточного давления относится такой его вид, при котором за точку отсчета берутся показатели, относительно нормального атмосферного давления. По математической трактовке, чтобы найти избыточное давление, нужно от абсолютной величины давления отнять значение атмосферного давления.

Можно рассмотреть пример с морем, давление для которого составляет один бар. Если указывать избыточное значение давления для него, то оно будет находиться на отметке, равной нулю бар. Запись избыточного давления ведется при помощи буквы «и» (если запись ведется на русском языке), а для английского языка оно получило запись с помощью буквы «g». Также, на других языках, его дословно переводят, как «сверхдавление». На манометрах, обычно также указывается его вид, как избыточный. Также, стоит отметить, что его учет обязательным образом предполагает сравнение с атмосферным давлением, ведь благодаря этому, можно определить его показатели.

Физический смысл такого давления является доказанным и важным.

Общие элементы и признаки между абсолютной и избыточной формой давления

Вначале хочется сказать о важности данных видов давлений именно с физической точки зрения. Их разделение на подобные категории является неотъемлемой частью в рамках нахождения физического смысла.

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

Также, стоит отметить, что существует такое понятие, как нормальное атмосферное давление, которое принято согласно специальным стандартам, и оно считается самым распространенным с точки зрения измерения.

Сравнительная характеристика данных понятий и их основные отличия

Говоря про характеристику данных понятий, стоит отметить, что у них существуют системные признаки, указывающие на сходства в единой системе. Например, указанная выше точка отсчета, которую принято брать за элементную единицу сравнения для их подсчета, говорит о сходстве этих понятий. Также, если сравнивать два этих понятия, то можно затронуть способ их нахождения.

Для первого вида — абсолютного давления характерной чертой является то, что, для нахождения его величины необходимо просуммировать между собой атмосферное и избыточное давление. Для нахождения избыточного давления, используется формула, при которой от абсолютного давления вычитается атмосферное. Такое нахождение данных величин говорит, в первую очередь, об их взаимосвязи и разнице в физическом смысле. Для примера, можно сказать, что одно и то же взятое для примера рассмотрение, может иметь разные показатели в зависимости от вида давления. Например, абсолютное давление, находящееся на уровне моря, равняется одному бару, а избыточный вид давления покажет отметку, равную нулю бар.

Существует еще одна форма давления, относящаяся к данным понятиям – дифференциальное давление. В его определение входит то, что оно является разницей давлений в двух разных точках. Однако, оно не относится ни к одному из видов, и является самостоятельной величиной, имеющей физический смысл.

НаукаКомментировать

Разница между манометрическим давлением и абсолютным давлением

Эти два важных термина играют важную роль в физике или машиностроении. Все мы знаем основной термин давление. Сила, приложенная на единицу площади к объекту перпендикулярно поверхности объекта.

Научная викторина

Проверьте свои знания по темам, связанным с наукой

1 / 10

Назовите самый пластичный металл?

Золото

Серебро

Медь

Утюг

2 / 10

Где происходит фотосинтез?

Ядро

вакуоль

Хлоропласты/хлорофилл

Митохондрии

3 / 10

Назовите ткань, из которой шьют бронежилеты?

Утюг

Алюминий

Сталь

Кевлар

4 / 10

Связь, возникающая между металлами и неметаллами, называется _______________.

Ионная связь

Ковалентная связь

Металлическая связка

5 / 10

Постоянную жесткость воды можно устранить добавлением

карбонат натрия

квасцы

перманганат калия

известь

6 / 10

Связь, возникающая между неметаллами и неметаллами, называется ___________.

Ионная связь

Ковалентная связь

Неметаллическая связь

7 / 10

Какой прибор используется для измерения атмосферного давления?

Амперметр

Вольтметр

Сейсмограф

Барометр

8 / 10

Общим для всех кислот элементом является

Гидрирование

углерод

сера

кислород

9 / 10

Что из перечисленного не является синтетическим волокном?

нейлон

Шелк

Доступны в четырех великолепных цветах, чтобы дать людям больше возможностей соответствовать их спортивной одежде.

акрил

10 / 10

Ферментация – это процесс ______.

Превращение крахмала в сахар

Превращение сахара в спирт

Превращение белка в сахар

добавление дрожжей для приготовления вина

ваш счет

Единицей СИ является Паскаль. Далее мы узнаем о двух основных видах давления. Поймите разницу между избыточным давлением и абсолютным давлением.

Основные выводы
Манометрическое давление измеряет разницу между давлением в системе и атмосферным давлением, а абсолютное давление учитывает давление относительно вакуума.
Датчики давления в шинах, манометры и тонометры основаны на измерениях манометрического давления.
Инженеры и ученые используют абсолютное давление в расчетах термодинамики, гидромеханики и других областей, требующих истинного значения давления.

Манометрическое давление против абсолютного давления

Разница между манометрическим давлением и абсолютным давлением заключается в том, что манометрическое давление представляет собой разницу между абсолютным давлением и атмосферным давлением. Абсолютное давление представляет собой сумму избыточного давления по отношению к атмосферному давлению. Атмосферное давление здесь относится к атмосферному давлению всей земли или Военно-воздушные силы.

Хотите сохранить эту статью на потом? Нажмите на сердечко в правом нижнем углу, чтобы сохранить в свой собственный блок статей!

Другое название манометрического давления — «избыточное давление», что означает давление в системе, приложенное выше атмосферного давления. Манометры измеряют давление в манометрах средствами один за другим.

Формула для расчета: Pg=P-Pa, что является вычитанием системы и атмосферного давления. Обозначается буквой «g». Примером манометрического давления является измерение давления.

Как следует из названия, когда мы измеряем абсолютное давление, оно дает точное значение при измерении. В этом абсолютном давлении мы вычисляем давление вакуумного пространства без материи.

Формула для расчета: Pabs= Pg+ Patm. Примером абсолютного давления является измерение барометрического давления.

Сравнительная таблица

Параметры сравнения	Манометрическое давление	Абсолютное давление
Формула	Pg=P-Па.	Пабс+Пг+Патм.
Заявление	Используется для измерения давления паров вакуумных реакторов, артериального давления, давления жидкости, шин транспортных средств и т. д.	Используется для измерения давления в промышленных целях, на нефтеперерабатывающих заводах, в научных расчетах и т. д.
Инструмент.	В большинстве случаев для измерения давления используется манометр с трубкой Бурдона.	Для измерения абсолютного давления используется барометр или манометр.
Точность.	Измерение манометрического давления не столь точно.	Измерение абсолютного давления всегда точно.
Ссылка.	Это нуль относительно давления окружающей среды.	Это нулевая ссылка на вакуумное пространство.
Ценности	Его значение может быть положительным или отрицательным.	Абсолютное давление всегда бывает положительным.
Единицы	Единицами измерения манометрического давления являются фунты на квадратный дюйм, кПа изб. и бар изб. P — это паскаль, а g — суффикс калибровки.	Единицами измерения абсолютного давления являются Азия и кПа. Здесь P — паскаль, а — суффикс абсолютного.

Что такое манометрическое давление?

Манометр дает показания давления к весу атмосферы. Его значение варьируется в зависимости от погодных условий или высоты над уровнем моря.

Его также называют избыточным давлением. Когда значение избыточного давления положительное, абсолютное давление больше атмосферного давления.

Отрицательное значение избыточного давления означает, что абсолютное давление меньше атмосферного давления. Это можно измерить с помощью мембранного датчика, обращенного к среде под давлением и атмосферному давлению, с другой стороны.

При измерении избыточного давления имейте в виду, что погодные условия могут измениться в любой момент, поэтому значения могут колебаться. Диафрагма изготовлена из керамики и стали.

Термин избыточное давление используется, когда давление в системе выше местного атмосферного давления. Шкала манометрического давления основана на нуле и показывает нулевое значение при открытии в атмосферу.

Вот почему его также называют манометрическим давлением, отнесенным к нулю по отношению к атмосферному давлению. Это наиболее полезное измерение давления для любого практического применения.

Это легко вычислить, когда у вас есть одно значение. Манометр можно определить по разнице полного давления с давлением в одну атмосферу.

Что такое Абсолютное давление?

Это давление является мерой величины давления, оказываемого газом, жидкостью или паром в условиях полного вакуума. Полный вакуум означает фиксированный эталон для измерения абсолютного давления.

Это измеряется электрофильным датчиком, который измеряет давление с одной стороны или подвергается воздействию закрытого вакуума с другой стороны и прочно фиксируется.

Обеспечивает точные измерения. В большинстве случаев для точных измерений высотного давления требуется барометрическое давление. В основном мы находим абсолютное давление, которое погодные условия меняют на высокие и низкие.

Мы также ищем абсолютное давление на уровне атмосферы. Если наблюдается давление выше нуля, известно абсолютное давление. Его также называют полным вакуумным давлением, потому что он использует атмосферное давление и избыточное давление.

Иногда бывает так, что атмосфера постоянно меняет свое состояние, тогда нам приходится измерять давление в фунтах на квадратный дюйм абсолютных, т.е. PSIA.

Лучшим примером абсолютного давления является предсказание изменений погоды. Кроме того, пример абсолютного давления находится в пище. коробок, газоанализ и системы аэронавтики.

Как следует из названия, абсолютное (полное), очень важно измерять давление с полной концентрацией, потому что любое неправильное значение измерения давления приводит к большим ошибкам данных.

Основные различия между манометрическим давлением и абсолютным давлением

Наиболее распространенное и важное различие, которое вы видите, заключается в том, что измерение манометрического давления не так точно, тогда как измерение абсолютного давления дает точное измерение.
Для небольших измерительных работ мы находим манометрическое давление, тогда как измерение абсолютного давления используется в промышленных целях.
Манометрическое давление не используется для расчета давления газа или жидкости, поскольку оно не дает истинного значения давления, тогда как абсолютное дает более точное значение при расчете давления газа или жидкости.
Манометрическое давление относится к атмосферному давлению, тогда как абсолютное давление относится к идеальному вакууму.
Манометрическое давление также называется избыточным давлением, тогда как абсолютное давление называется общим давлением в системе.

Всякий раз, когда происходят изменения в атмосфере, это влияет на значение манометрического давления, тогда как изменение атмосферы не влияет на значение измерения абсолютного давления.

Рекомендации

https://link.springer.com/article/10.1007/s12647-019-00328-6
https://iopscience.iop.org/article/10. 1088/1361-6501/aa92ea/meta

Один запрос?

Я приложил столько усилий, чтобы написать этот пост в блоге, чтобы предоставить вам ценность. Это будет очень полезно для меня, если вы подумаете о том, чтобы поделиться им в социальных сетях или со своими друзьями/родными. ДЕЛИТЬСЯ ♥️

Пиюш Ядав

Пиюш Ядав последние 25 лет работал физиком в местном сообществе. Он физик, увлеченный тем, чтобы сделать науку более доступной для наших читателей. Он имеет степень бакалавра естественных наук и диплом о высшем образовании в области наук об окружающей среде. Подробнее о нем можно прочитать на его био страница.

Манометрическое давление, абсолютное давление и измерение давления

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

Давать определение манометрическому и абсолютному давлению.
Понимание работы барометров-анероидов и барометров с открытой трубкой.

Если вы прихрамываете на заправочную станцию с почти спущенной шиной, вы заметите, что манометр на авиалинии показывает почти ноль, когда вы начинаете заправлять ее. На самом деле, если бы в вашей шине была зияющая дыра, датчик показал бы ноль, даже если в шине существует атмосферное давление. Почему манометр показывает ноль? Здесь нет никакой тайны. Шинные манометры просто предназначены для чтения нуля при атмосферном давлении и положительного значения, когда давление выше атмосферного.

Точно так же атмосферное давление добавляется к кровяному давлению в каждой части системы кровообращения. (Как отмечено в принципе Паскаля, общее давление в жидкости представляет собой сумму давлений из разных источников — здесь сердца и атмосферы.) Но атмосферное давление не оказывает чистого влияния на кровоток, поскольку оно увеличивает давление на выходе. сердца и вернуться в него тоже. Важно то, насколько больше кровяное давление, чем атмосферное давление. Таким образом, измерения артериального давления, как и давления в шинах, производятся относительно атмосферного давления.

Короче говоря, манометры очень часто игнорируют атмосферное давление, то есть показывают ноль при атмосферном давлении. Поэтому мы определяем манометрическое давление как давление относительно атмосферного давления. Манометрическое давление является положительным для давлений выше атмосферного давления и отрицательным для давлений ниже его.

Манометрическое давление

Манометрическое давление – это давление относительно атмосферного давления. Манометрическое давление является положительным для давлений выше атмосферного давления и отрицательным для давлений ниже его.

На самом деле атмосферное давление добавляется к давлению в любой жидкости, не заключенной в жесткий контейнер. Это происходит из-за принципа Паскаля. Таким образом, полное давление или абсолютное давление представляет собой сумму манометрического давления и атмосферного давления: P _абс = P _г + P _атм, где 90 015 P _абс абсолют давление, P _g манометрическое давление, P _атм — атмосферное давление. Например, если ваш манометр показывает 34 фунта на квадратный дюйм (фунт на квадратный дюйм), то абсолютное давление равно 34 фунта на квадратный дюйм плюс 14,7 фунта на квадратный дюйм ( P _атм в фунтах на квадратный дюйм) или 48,7 фунтов на квадратный дюйм (эквивалентно 336 кПа).

Абсолютное давление

Абсолютное давление представляет собой сумму манометрического и атмосферного давления.

По причинам, которые мы рассмотрим позже, в большинстве случаев абсолютное давление в жидкостях не может быть отрицательным. Жидкости толкают, а не тянут, поэтому наименьшее абсолютное давление равно нулю. (Отрицательное абсолютное давление — это притяжение.) Таким образом, наименьшее возможное манометрическое давление равно P _г = − P _атм (это дает P _абс ноль). Нет теоретического предела тому, насколько большим может быть манометрическое давление.

Существует множество устройств для измерения давления, от шинных манометров до манжет для измерения артериального давления. Принцип Паскаля имеет большое значение в этих устройствах. Неизменная передача давления через жидкость позволяет точно измерять давление на расстоянии. Дистанционное зондирование часто более удобно, чем помещение измерительного прибора в систему, например в артерию человека. На рис. 1 показан один из многих типов механических манометров, используемых сегодня. Во всех механических манометрах давление приводит к силе, которая преобразуется (или преобразуется) в некоторый тип показаний.

Рис. 1. Этот манометр-анероид использует гибкий сильфон, соединенный с механическим индикатором для измерения давления.

Целый класс манометров использует свойство, согласно которому давление, обусловленное весом жидкости, определяется как P = hρg . Рассмотрим, например, U-образную трубку, показанную на рис. 2. Эта простая трубка называется манометр . На рисунке 2(а) обе стороны трубы открыты для атмосферы. Таким образом, атмосферное давление давит на каждую сторону одинаково, поэтому его эффект нейтрализуется. Если жидкость глубже с одной стороны, давление на более глубокой стороне больше, и жидкость течет с этой стороны до тех пор, пока глубины не сравняются.

Давайте рассмотрим, как манометр используется для измерения давления. Предположим, что одна сторона U-образной трубки соединена с каким-либо источником давления P _abs, таким как игрушечный воздушный шар на рис. 2(b) или упакованная под вакуумом банка из-под арахиса, показанная на рис. 2(c). Давление передается на манометр в неизменном виде, и уровни жидкости уже не равны. На рис. 2(b) P _абс. больше атмосферного давления, тогда как на рис. 2(c) P _абс. меньше атмосферного давления. В обоих случаях P _абс отличается от атмосферного давления на величину hρg , где ρ — плотность жидкости в манометре. На рисунке 2(b) P _абс может поддерживать столб жидкости высотой h , и поэтому он должен создавать давление на hρg больше, чем атмосферное давление (манометрическое давление P _g равно положительный). На рисунке 2(c) атмосферное давление может поддерживать столб жидкости высотой h , и поэтому P _абс меньше атмосферного давления на величину hρg (манометрическое давление P _g отрицательно). Манометр с одной стороной, открытой в атмосферу, является идеальным устройством для измерения манометрического давления. Манометрическое давление равно P _g = hρg и определяется путем измерения h .

Рис. 2. Манометр с открытой трубкой имеет одну сторону, открытую в атмосферу. (a) Глубина жидкости должна быть одинаковой с обеих сторон, иначе давление, оказываемое каждой стороной на дно, будет неодинаковым, и будет течь с более глубокой стороны. (b) Положительное манометрическое давление P _g = hρg, передаваемое на одну сторону манометра, может поддерживать столб жидкости высотой h. (c) Аналогично, атмосферное давление больше отрицательного манометрического давления P _g на величину hρg. Жесткость банки предотвращает передачу атмосферного давления на арахис.

Ртутные манометры часто используются для измерения артериального давления. На плечо надевается надувная манжета, как показано на рис. 3. Сжимая грушу, человек, производящий измерение, оказывает давление, которое без уменьшения передается как на основную артерию руки, так и на манометр. Когда это приложенное давление превышает кровяное давление, кровоток ниже манжеты прекращается. Затем человек, выполняющий измерение, медленно снижает приложенное давление и прислушивается к возобновлению кровотока. Артериальное давление пульсирует из-за насосной деятельности сердца, достигая максимума, называемого систолическое давление , и минимум, называемый диастолическим давлением , при каждом сердечном сокращении. Систолическое давление измеряют, отмечая значение ч , когда кровоток впервые начинается при снижении давления в манжете. Диастолическое давление измеряют, отмечая ч , когда кровь течет без перерыва. Типичное кровяное давление молодого человека поднимает ртутный столбик на высоту 120 мм при систолическом и 80 мм при диастолическом. Это обычно указывается как 120 на 80 или 120/80. Первое давление соответствует максимальному выбросу сердца; второй обусловлен эластичностью артерий при поддержании давления между ударами. Плотность ртутной жидкости в манометре в 13,6 раза больше, чем воды, поэтому высота жидкости будет 1/13,6 высоты водяного манометра. Эта уменьшенная высота может затруднить измерения, поэтому ртутные манометры используются для измерения более высоких давлений, таких как кровяное давление. Плотность ртути такова, что 1,0 мм рт. ст. = 133 Па.

Систолическое давление

Систолическое давление — это максимальное кровяное давление.

Диастолическое давление

Диастолическое давление – это минимальное кровяное давление.

Рис. 3. При рутинном измерении артериального давления на плечо на уровне сердца накладывается надувная манжета. Кровоток определяется непосредственно под манжетой, и соответствующие значения давления передаются на ртутный манометр. (кредит: фото армии США, сделанное специалистом Micah E. Clare4TH BCT)

Пример 1. Расчет высоты мешка для внутривенных вливаний: артериальное давление и внутривенные вливания

Внутривенные вливания обычно осуществляются с помощью силы гравитации. Предполагая, что плотность вводимой жидкости составляет 1,00 г/мл, на какой высоте следует разместить мешок для внутривенных вливаний над точкой входа, чтобы жидкость только попала в вену, если артериальное давление в вене на 18 мм рт. ст. выше атмосферного давления ? Предположим, что мешок для внутривенных вливаний является складным.

Стратегия для (а)

Чтобы жидкость сразу попала в вену, ее давление на входе должно превышать кровяное давление в вене (на 18 мм рт. ст. выше атмосферного давления). Поэтому нам нужно найти высоту жидкости, которая соответствует этому манометрическому давлению.

Решение

Сначала нам нужно преобразовать давление в единицы СИ. Поскольку 1,0 мм рт.ст. = 133 Па,

[латекс]P=\text{18 мм рт.ст.}\times \frac{\text{133 Па}}{1,0 \text{мм рт.ст.}}=\text{2400 Па} \\[/latex]

Перестановка 9{2}\right)}\\ & =& \text{0,24 м.}\end{array}\\[/latex]

Обсуждение

Мешок для внутривенных вливаний должен располагаться на высоте 0,24 м над точкой входа в руку, чтобы жидкость просто попала в руку. Как правило, мешки для внутривенных вливаний размещают выше этого. Вы, возможно, заметили, что пакеты, используемые для сбора крови, располагаются ниже донора, чтобы кровь могла легко течь из руки в мешок, что является противоположным направлением потока, чем требуется в представленном здесь примере.

Барометр — это прибор для измерения атмосферного давления. Ртутный барометр показан на рисунке 4. Этот прибор измеряет атмосферное давление, а не манометрическое давление, потому что над ртутью в трубке почти чистый вакуум. Высота ртутного столба такова, что hρg = P _атм . Когда атмосферное давление меняется, столбик ртути поднимается или опускается, что дает синоптикам важные подсказки. Барометр также можно использовать как высотомер, поскольку среднее атмосферное давление меняется с высотой. Ртутные барометры и манометры настолько распространены, что для измерения атмосферного давления и кровяного давления часто используются единицы мм рт. В таблице 1 приведены коэффициенты пересчета для некоторых наиболее часто используемых единиц измерения давления.

Рисунок 4. Ртутный барометр измеряет атмосферное давление. Давление из-за веса ртути, hρg , равно атмосферному давлению. Атмосфера способна поднять ртуть в трубке на высоту х , потому что давление над ртутью равно нулю.

Таблица 1. Коэффициенты пересчета для различных единиц измерения давления
Преобразование в Н/м ² (Па)	Преобразование из атм
1,0 атм = 1,013 × 10 ⁵ Н/м ²	1,0 атм = 1,013 × 10 ⁵ Н/м ²
1,0 дин/см ² = 0,10 Н/м ²	1,0 атм = 1,013 × 10 ⁶ дин/см ²
1,0 кг/см ² = 9,8 × 10 ⁴ Н/м ²	1,0 атм = 1,013 кг/см ²
1,0 фунт/дюйм. ² = 6,90 × 10 ³ Н/м ²	1,0 атм = 14,7 фунта/дюйм. ²
1,0 мм рт.ст. = 133 Н/м ²	1,0 атм = 760 мм рт.ст.
1,0 см рт.ст. = 1,33 × 10 ³ Н/м ²	1,0 атм = 76,0 см рт. ст.
1,0 см воды = 98,1 Н/м ²	1,0 атм = 1,03 × 10 ³ см воды
1,0 бар = 1,000 × 10 ⁵ Н/м ²	1,0 атм = 1,013 бар
1,0 мбар = 1,000 × 10 ² Н/м ²	1,0 атм = 1013 миллибар

Резюме раздела

Манометрическое давление — это давление относительно атмосферного давления.
Абсолютное давление представляет собой сумму манометрического и атмосферного давления.
Манометр-анероид измеряет давление с помощью сильфонно-пружинного устройства, соединенного со стрелкой калиброванной шкалы.
Манометры с открытой трубкой имеют U-образные трубки, один конец которых всегда открыт. Используется для измерения давления.
Ртутный барометр — прибор для измерения атмосферного давления.

Концептуальные вопросы

1. Объясните, почему жидкость достигает одинакового уровня по обе стороны манометра, если обе стороны открыты для атмосферы, даже если трубки имеют разный диаметр.

2. На рис. 3 показано, как выполняется обычное измерение артериального давления. Влияет ли на измеряемое давление понижение манометра? Каков эффект поднятия руки выше плеча? Каков эффект наложения манжеты на бедро, когда человек стоит? Объясните свои ответы с точки зрения давления, создаваемого весом жидкости.

3. Учитывая величину типичного артериального давления, почему для этих измерений используются ртутные, а не водяные манометры?

Задачи и упражнения

1. Найдите манометрическое и абсолютное давление в баллоне и банке с арахисом, показанные на рисунке 2, при условии, что манометр, подключенный к баллону, использует воду, а манометр, подключенный к банке, содержит ртуть. Выразите в единицах измерения сантиметры воды для воздушного шара и миллиметры ртутного столба для банки, взяв 9.0015 ч = 0,0500 м для каждого.

Рис. 2. Манометр с открытой трубкой имеет одну сторону, открытую в атмосферу. (a) Глубина жидкости должна быть одинаковой с обеих сторон, иначе давление, оказываемое каждой стороной на дно, будет неодинаковым, и будет течь с более глубокой стороны. (b) Положительное манометрическое давление P _g = hρg , передаваемое на одну сторону манометра, может поддерживать столб жидкости высотой h. (c) Точно так же атмосферное давление больше, чем отрицательное манометрическое давление P _г на количество л.с.г . Жесткость банки предотвращает передачу атмосферного давления на арахис.

2. (a) Преобразуйте нормальные показания артериального давления 120 на 80 мм рт.ст. в ньютоны на квадратный метр, используя соотношение для давления из-за веса жидкости [латекс]\left(P={h\rho g}\ справа)\\[/latex], а не коэффициент преобразования. б) Обсудите, почему артериальное давление у младенца может быть ниже, чем у взрослого. В частности, рассмотрите меньшую высоту, на которую необходимо перекачивать кровь.

3. Какой высоты должен быть наполненный водой манометр для измерения артериального давления до 300 мм рт.ст.?

4. Скороварки существуют уже более 300 лет, хотя в последние годы их использование сильно сократилось (ранние модели имели неприятную привычку взрываться). Какое усилие должны выдерживать защелки, удерживающие крышку на скороварке, если круглая крышка имеет диаметр 25,0 см и манометрическое давление внутри составляет 300 атм? Весом крышки пренебречь.

5. Предположим, вы измеряете артериальное давление у стоящего человека, надев манжету на его ногу на 0,500 м ниже сердца. Рассчитайте давление, которое вы бы наблюдали (в единицах мм рт.ст.), если бы давление в сердце было 120 на 80 мм рт.ст. Предположим, что нет потери давления из-за сопротивления в системе кровообращения (разумное предположение, поскольку крупные артерии большие).

6. Подводная лодка села на мель на дне океана с люком на глубине 25,0 м от поверхности. Рассчитайте усилие, необходимое для открытия люка изнутри, если он круглый и имеет диаметр 0,450 м. Давление воздуха внутри подводной лодки 1,00 атм.

7. Предполагая, что велосипедные шины абсолютно гибкие и выдерживают вес велосипеда и велосипедиста только за счет давления, рассчитайте общую площадь шин, соприкасающихся с землей. Велосипед плюс водитель имеет массу 80,0 кг, а манометрическое давление в шинах 3,50 × 10 ⁵ Па

Глоссарий

абсолютное давление:: сумма манометрического давления и атмосферного давления

диастолическое давление:: минимальное артериальное давление в артерии

манометрическое давление:: давление относительно атмосферного давления

систолическое давление:: максимальное артериальное давление в артерии

Избранные решения задач и упражнений

1. Воздушный шар:

P _г = 5,00 см В ₂ O,

P _абс = 1,035 × 10 ³ см H ₂ O

Банка:

P _г = -50,0 мм рт.ст.,

P _абс = 710 мм рт.ст.

3. 4,08 м

5. [латекс]\begin{array}{}\Delta P=\text{38,7 мм рт.ст.,}\\ \text{артериальное давление в ногах}=\frac{\text{159} }{\text{119}}\end{array}\\[/latex]

7. 22,4 см ²

В чем разница между измерением манометрического и абсолютного давления

Определение необходимости манометра или абсолютное эталонное давление очень важно для выбора правильного диапазона давления для приборов измерения давления. Если вы ошибетесь, ваши измерения будут отличаться примерно на 1 бар, что будет значительной ошибкой, если вам требуется устройство с низким диапазоном.

Если вы получили прибор для измерения давления с неправильным эталоном давления, это, как правило, означает, что его придется отправить обратно производителю для модификации или изготовления замены, поскольку изменение эталона давления часто требуют другого чувствительного элемента, который является основным компонентом устройств измерения давления.

Изделия для измерения эталонного манометрического давления

IWPT Беспроводной датчик давления и приемник с питанием от батареи
USB-датчик давления UPS-HSR с высокой частотой дискретизации
18,605 G Недорогой погружной датчик уровня дизельного топлива и воды в баке

Содержание

Что такое манометрическое давление?

Наиболее распространенным эталоном давления является манометрическое давление, которое обозначается буквой «g» после единицы измерения давления, т.е. 30 psi g, это означает, что измеренное давление представляет собой полное давление за вычетом атмосферного давления. Существует два типа эталонного давления манометра: вентилируемый манометр (vg) и герметичный манометр (sg),

Датчик избыточного давления с вентиляцией, например, позволяет внешнему давлению подвергаться воздействию отрицательной стороны мембраны, чувствительной к давлению, через вентилируемый кабель или отверстие на боковой стороне устройства, так что он всегда измеряет относительно изменяющегося атмосферное барометрическое давление. Таким образом, датчик эталонного давления с вентилируемым манометром показывает нулевое давление, когда соединение технологического давления остается открытым для атмосферного воздуха.

Герметичный эталон манометра очень похож, за исключением того, что атмосферное давление герметизировано на отрицательной стороне диафрагмы. Обычно это используется в приложениях с высоким давлением, таких как измерение гидравлического давления, когда изменения атмосферного давления будут иметь незначительное влияние на точность датчика, поэтому вентиляция не требуется. Это также позволяет производителям обеспечивать вторичное сдерживание давления для дополнительной защиты в случае превышения давления разрыва чувствительной диафрагмы.

Существует еще один способ создания герметичного эталона манометра, заключающийся в герметизации высокого вакуума на обратной стороне сенсорной диафрагмы. Затем, регулируя электронику, выходной сигнал смещается на 1 бар, поэтому показания датчика давления близки к нулю при измерении атмосферного давления.

Датчик эталонного давления с герметичным манометром никогда не покажет точно ноль, если оставить его открытым для атмосферного воздуха, потому что атмосферное давление постоянно меняется, и в этом случае эталонное значение фиксируется на номинальном значении 1 бар.

Приборы для измерения абсолютного эталонного давления

IWPT Беспроводной датчик давления и приемник с батарейным питанием
DS200P Санитарно-гигиенический низкочастотный манометр, переключатель и датчик
33-кратный датчик давления с цифровым выходом высокой точности
DMP320 Быстродействующий датчик давления 0,5 мс

Что такое абсолютное давление?

Измерение абсолютного давления относится к идеальному вакууму. Лучшим примером абсолютного эталонного давления является измерение барометрического давления.

Один из методов изготовления датчика абсолютного давления заключается в том, чтобы изготовитель герметизировал высокий вакуум за чувствительной диафрагмой. Поэтому, если вы вентилируете соединение технологического давления преобразователя абсолютного давления с давлением окружающего воздуха, он будет считывать местное барометрическое давление.

Когда измерять абсолютное и манометрическое давление?

Это не всегда просто, но, как правило, если вы хотите измерить или контролировать давление, на которое влияют изменения атмосферного давления, т.е. уровень жидкости в открытом баке или давление на выходе воздушного компрессора; вы должны использовать вентилируемый прибор манометрического давления, поскольку вас интересует показание давления за вычетом составляющей атмосферного давления.

Если вы хотите измерить давление, на которое не влияют изменения атмосферного давления, т.е. Для проверки герметичности полностью герметичного негибкого контейнера можно использовать датчик абсолютного давления. Если вместо этого для измерения давления в контейнере использовался датчик избыточного давления, а барометрическое давление изменилось, то показания датчика изменились бы, несмотря на то, что давление в контейнере остается прежним.

Эталонные манометры для измерения давления

IWPT Беспроводной датчик давления и приемник с питанием от батареи
18,605 G Недорогой погружной датчик уровня дизельного топлива и воды в баке
USB-датчик давления UPS-HSR с высокой частотой дискретизации

Справка по манометру и абсолютному давлению

Как быстро определить, есть ли у вас манометрическое или абсолютное устройство?

Когда вы стравите напорное соединение устройства с давлением окружающего воздуха, показания будут близки к нулю, если это эталонное устройство с манометром, и около 1 бар или эквивалент, если это абсолютное эталонное устройство.

Применения для измерения избыточного и абсолютного давления

Каковы приложения для измерения абсолютного и избыточного давления, где вы используете абсолютное давление и где вы используете избыточное давление при измерении давления. Пожалуйста, можете объяснить на примере?

В большинстве приложений используется эталонный датчик давления, что означает измерение давления по отношению к атмосферному давлению. Причина, по которой это такой распространенный эталон для измерения давления, заключается в том, что любой тип камеры или трубы будет выравниваться с атмосферным давлением при выпуске воздуха. Таким образом, это естественная отправная точка для измерения давления для большинства процессов и процедур испытаний, поскольку она избавляет пользователя от необходимости вычитать атмосферное давление из каждого показания для определения изменения давления.

Для абсолютного давления применяются более специализированные приложения, такие как анализ газа, глубина океана, высотомеры, интерферометры, характеристики воздухозаборника двигателя и измерение влажности, и это лишь некоторые из них.

Герметичный манометр и диапазон абсолютного давления

В чем разница между герметичным диапазоном манометрического давления и диапазоном абсолютного давления?

Разница между ними составляет 1 бар, диапазоны герметичных манометров измеряются по отношению к 1 бару выше идеального вакуума (приблизительно атмосферное давление), а абсолютные диапазоны измеряются по отношению к идеальному вакууму.