Как определить абсолютное давление: Что такое избыточное давление

Содержание

Определить абсолютное давление на дне открытого котлована, наполненного водой до отметки 1,4 м. Результат дать в технических атмосферах. — КиберПедия

Навигация:

Главная Случайная страница Обратная связь ТОП Интересно знать Избранные

Топ:

Основы обеспечения единства измерений: Обеспечение единства измерений — деятельность метрологических служб, направленная на достижение…

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов…

Особенности труда и отдыха в условиях низких температур: К работам при низких температурах на открытом воздухе и в не отапливаемых помещениях допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие…

Интересное:

Финансовый рынок и его значение в управлении денежными потоками на современном этапе: любому предприятию для расширения производства и увеличения прибыли нужны. ..

Средства для ингаляционного наркоза: Наркоз наступает в результате вдыхания (ингаляции) средств, которое осуществляют или с помощью маски…

Распространение рака на другие отдаленные от желудка органы: Характерных симптомов рака желудка не существует. Выраженные симптомы появляются, когда опухоль…

Дисциплины:

Автоматизация Антропология Археология Архитектура Аудит Биология Бухгалтерия Военная наука Генетика География Геология Демография Журналистика Зоология Иностранные языки Информатика Искусство История Кинематография Компьютеризация Кораблестроение Кулинария Культура Лексикология Лингвистика Литература Логика Маркетинг Математика Машиностроение Медицина Менеджмент Металлургия Метрология Механика Музыкология Науковедение Образование Охрана Труда Педагогика Политология Правоотношение Предпринимательство Приборостроение Программирование Производство Промышленность Психология Радиосвязь Религия Риторика Социология Спорт Стандартизация Статистика Строительство Теология Технологии Торговля Транспорт Фармакология Физика Физиология Философия Финансы Химия Хозяйство Черчение Экология Экономика Электроника Энергетика Юриспруденция

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 9Следующая ⇒

Решение.

Абсолютное давление определяем по основному уравнению гидростатики.

где – атмосферное давление, Па;

— плотность жидкости, кг/м³.

— ускорение свободного падения, м²/с;

— высота подъема жидкости в пьезометре, м;

6) Определить во сколько раз увеличиться сила давления на дно сосуда диаметром D , наполненного водой на высоту . Если к его верхней крышке присоединить трубу диаметром 2 см и наполнить ее водой на высоту .

Рисунок 8 — Определение силы давления на дно резервуара

Решение.

Избыточное давление на дне сосуда определяем по формуле:

где — плотность жидкости, кг/м³.

— ускорение свободного падения, м²/с;

— высота жидкости в сосуде, м;

Результирующая сила давления F [Н] на дно сосуда составит:

где — плотность жидкости, кг/м³.

— ускорение свободного падения, м²/с;

— высота жидкости в сосуде, м;

— площадь дна сосуда, , где D – диаметр сосуда, м;

После присоединения трубки гидростатическое давление на дно сосуда увеличиться и составит: .

Сила давления будет ровна: ,

Следовательно, сила давления на дно сосуда увеличиться в три раза.

7) Определить силу избыточного (манометрического) давления на дно сосудов различной формы (рисунок ), наполненных водой. Высота столба , , . Площадь дна сосуда составляет S = 0,2 м², а площадь сечения трубки составляет S _тр = 0,002 м². Найти силу передаваемую в каждом случае на пол, пренебрегая весом сосудов.


а	б

в	г

Рисунок 9 — Определение силы давления на дно резервуара

Решение.

Сила давления F на горизонтальное дно сосуда определяется высотой столба жидкости Н, площадью S дна сосуда и плотности жидкости [5,11]:

Сила манометрического давления для всех сосудов будет одинаковая, так как глубина для всех сосудов составляет 40 см и площадь дна везде одна и та же:

Таким образом, сила давления на дно сосуда не зависит от формы сосуда и количества жидкости, содержащейся в нем (гидростатический парадокс).

Определяем вес жидкости, находящейся в каждом сосуде:

Для схемы а вес жидкости равен силе давления на дно: .

Для схем б, в и г сила давления на дно сосуда больше веса жидкости, содержащейся в нем.

8) Определить величину силы F , необходимой для погружения малого сосуда диаметром d = 220 мм на глубину h = 147 мм, в жидкости плотностью 850 кг/м³, заполняющую большой сосуд. Весом малого сосуда пренебречь.

Рисунок 10 (к задаче 1.8)

Решение:

Согласно закону Архимеда на тело, погруженное в жидкость, действует выталкивающая сила, равная весу жидкости, вытесненной телом:

Величина силы, необходимой для погружения малого сосуда, равна выталкивающей силе (силе Архимеда)

9) Высота уровня мазута в резервуаре 8 м. Плотность . На высоте 700 мм от дна имеется круглый люк-лаз диаметром 600 мм, крышка которого прикрепляется болтами диаметром 8 мм. Принимая для болтов допустимое напряжение на разрыв 680 кгс/см², определить необходимое число болтов и давление мазута на дно резервуара.

Рисунок 11 (к задаче 9) [10]

Решение.

Сила гидростатического давления на плоскую стенку равна произведению давления в центре тяжести стенки на ее площадь.

Центр тяжести люка, находится на глубине h_c= , тогда давление в центре тяжести люка составит:

Таким образом, сила давления на крышку люка:

где — площадь сечения люка, м;

Исходя из значения допустимого напряжения на разрыв для болтов, определяем силу, которую необходимо приложить, чтобы разорвать болт:

где — площадь сечения одного болта, м;

Необходимое число болтов составит:

Требуется минимум 6 болтов.

⇐ Предыдущая123456789Следующая ⇒

Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций…

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰)…

Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим…

Индивидуальные и групповые автопоилки: для животных. Схемы и конструкции…

Абсолютное и избыточное давление

Давление, отсчитываемое от абсолютного нуля, называется абсолютным давлением и обозначается p_абс. Абсолютный нуль давления означает полное отсутствие сжимающих напряжений.

В открытых сосудах или водоемах давление на поверхности равно атмосферному p_атм. Разность между абсолютным давлением p_абс и атмосферным p_атм называется избыточным давлением

p_изб = p_абс

– p_атм.

Когда давление в какой-либо точке, расположенной в объеме жидкости, больше атмосферного, то есть , то избыточное давление положительно и его называют манометрическим.

Если давление в какой-либо точке оказывается ниже атмосферного, то есть , то избыточное давление отрицательно. В этом случае его называют разрежениемили вакуумметрическим давлением. За величину разрежения или вакуума принимается недостаток до атмосферного давления:

p_вак = p_атм – p_абс;

p_изб = – p_вак.

Максимальный вакуум возможен, если абсолютное давление станет равным давлению насыщенного пара, то есть p_абс = p_н.п. Тогда

p_вак_max = p_атм –

p_н.п.

В случае если давлением насыщенного пара можно пренебречь, имеем

p_вак_max = p_атм.

Единицей измерения давления в СИ является паскаль (1 Па = 1 Н/м²), в технической системе – техническая атмосфера (1 ат = 1 кГ/см² = 98,1 кПа). При решении технических задач атмосферное давление принимается равным 1 ат = 98,1 кПа.

Манометрическое (избыточное) и вакуумметрическое (разрежение) давление часто измеряются с помощью стеклянных, открытых сверху трубок – пьезометров, присоединяемых к месту измерения давления (рис. 2.5).

Рис. 2. 5

Пьезометры измеряют давление в единицах высоты подъема жидкости в трубке. Пусть трубка пьезометра присоединена к резервуару на глубине

h₁ от поверхности жидкости в нем. Высота подъема жидкости в трубке пьезометра определяется давлением жидкости в точке присоединения. Давление в резервуаре на глубине h₁ определится из основного закона гидростатики в форме (2.5)

где – абсолютное давление в точке присоединения пьезометра;

– абсолютное давление на свободной поверхности жидкости.

Давление в трубке пьезометра (открытой сверху) на глубине h равно

Из условия равенства давлений в точке присоединения со стороны резервуара и в пьезометрической трубке получаем

(2.6)

Если абсолютное давление на свободной поверхности жидкости больше атмосферного (p₀ > p_атм) (рис. 2.5.а), то избыточное давление будет манометрическим, и высота подъема жидкости в трубке пьезометра h > h₁. В этом случае высоту подъема жидкости в трубке пьезометра называют манометрической или пьезометрической высотой.

Манометрическое давление в этом случае определится как

Если абсолютное давление на свободной поверхности в резервуаре будет меньше атмосферного (рис. 2.5.б), то в соответствии с формулой (2.6) высота подъема жидкости в трубке пьезометра h будет меньше глубины h₁. Величину, на которую опустится уровень жидкости в пьезометре относительно свободной поверхности жидкости в резервуаре, называют вакуумметрической высотой h_вак (рис. 2.5.б).

Рассмотрим еще один интересный опыт. К жидкости, находящейся в закрытом резервуаре, на одинаковой глубине присоединены две вертикальные стеклянные трубки: открытая сверху (пьезометр) и запаянная сверху (рис. 2.6).

Рис. 2.6

Будем считать, что в запаянной трубке создано полное разряжение, то есть давление на поверхности жидкости в запаянной трубке равно нулю. (Строго говоря, давление над свободной поверхностью жидкости в запаянной трубке равно давлению насыщенных паров, но ввиду его малости при обычных температурах, этим давлением можно пренебречь).

В соответствии с формулой (2.6) жидкость в запаянной трубке поднимется на высоту, соответствующую абсолютному давлению на глубине h ₁:

А жидкость в пьезометре, как показано ранее, поднимется на высоту, соответствующую избыточному давлению на глубине h ₁.

Вернемся к основному уравнению гидростатики (2.4). Величина H, равная

(2.7)

где z – расстояние по вертикали от рассматриваемой точки до некоторой плоскости сравнения, называется гидростатическим напором в некоторой точке объема жидкости относительно плоскости сравнения.

Если в выражении (2.7) давление равно избыточному (p = p_изб), то величина

(2.8)

называется пьезометрическим напором.

Как следует из формул (2.7), (2.8), напор измеряется в метрах.

Согласно основному уравнению гидростатики (2.4) как гидростатический, так и пьезометрический напоры в покоящейся жидкости относительно произвольно выбранной плоскости сравнения являются постоянными величинами. Для всех точек объема покоящейся жидкости гидростатический напор одинаков. То же самое можно сказать и про пьезометрический напор.

Это значит, что если к резервуару с покоящейся жидкостью подключить на разной высоте пьезометры, то уровни жидкости во всех пьезометрах установятся на одинаковой высоте в одной горизонтальной плоскости, называемой пьезометрической.

Поверхности уровня

Во многих практических задачах бывает важно определить вид и уравнение поверхности уровня.

Поверхностью уровня или поверхностью равного давления называется такая поверхность в жидкости, давление во всех точках которой одно и то же, то есть на такой поверхности dp = 0.

Так как давление является некоторой функцией координат p = f(x,y,z), то уравнение поверхности равного давления будет:

p = f(x, y, z) = C = const.

(2.9)

Придавая константе C разные значения, будем получать различные поверхности уровня. Уравнение (2.9) есть уравнение семейства поверхностей уровня.

Свободная поверхность – это поверхность раздела капельной жидкости с газом, в частности, с воздухом. Обычно про свободную поверхность говорят только для несжимаемых (капельных) жидкостей. Понятно, что свободная поверхность является и поверхностью равного давления, величина которого равна давлению в газе (на поверхности раздела).

По аналогии с поверхностью уровня вводят понятие поверхности равного потенциала илиэквипотенциальной поверхности – это поверхность, во всех точках которой силовая функция имеет одно и то же значение. То есть на такой поверхности

U = const

или

Тогда уравнение семейства эквипотенциальных поверхностей будет иметь вид

U(x,y,z) = C,

где постоянная C принимает различные значения для разных поверхностей.

Из интегральной формы уравнений Эйлера (2.3) следует, что

Из этого соотношения можно сделать вывод, что поверхности равного давления и поверхности равного потенциала совпадают, потому что при dp = 0и dU = 0.

Важнейшее свойство поверхностей равного давления и равного потенциала состоит в следующем: объемная сила, действующая на частицу жидкости, находящуюся в любой точке, направлена по нормали к поверхности уровня, проходящей через эту точку.

Докажем это свойство.

Пусть частица жидкости из точки с координатами переместилась по эквипотенциальной поверхности в точку с координатами . Работа объемных сил на этом перемещении будет равна

Но, поскольку частица жидкости перемещалась по эквипотенциаль-ной поверхности, dU = 0. Значит работа объемных сил, действующих на частицу, равна нулю. Силы не равны нулю, перемещение не равно нулю, тогда работа может быть равна нулю только при условии, что силы перпендикулярны перемещению. То есть объемные силы нормальны к поверхности уровня.

Обратим внимание на то, что в основном уравнении гидростатики, записанном для случая, когда на жидкость действует только один вид объемных сил – силы тяжести (см. уравнение (2.5))

величина p₀ – не обязательно давление на поверхности жидкости. Это может быть давление в любой точке, в которой оно нам известно. Тогда h – это разность глубин (по направлению вертикально вниз) между точкой, в которой давление известно, и точкой, в которой мы хотим его определить. Таким образом, с помощью этого уравнения можно определить значение давления p в любой точке через известное давление в известной точке – p₀.

Заметим, что величина не зависит от p₀. Тогда из уравнения (2.5) следует вывод: насколько изменится давление p₀, настолько же изменится и давление в любой точке объема жидкости p. Поскольку точки, в которых фиксируем p и p₀, выбраны произвольно, это означает, что давление, создаваемое в любой точке покоящейся жидкости, передается ко всем точкам занимаемого объема жидкости без изменения величины.

Как известно, в этом и состоит закон Паскаля.

По уравнению (2.5) можно определить форму поверхностей уровня покоящейся жидкости. Для этого надо положить p = const. Из уравнения следует, что это выполнимо лишь при h = const. Значит, что при действии на жидкость из объемных сил только сил тяжести, поверхности уровня представляют собой горизонтальные плоскости. Такой же горизонтальной плоскостью будет и свободная поверхность покоящейся жидкости.

Учитывая вышесказанное, можно сформулировать еще одно свойство гидростатического давления:

Гидростатическое давление в любой точке жидкости на одной высоте по всем направлениям одинаково.

Из этого свойства вытекает и закон сообщающихся сосудов с жидкостью.

Сообщающимися сосудами называются сосуды, соединенные друг с другом таким образом, чтобы жидкость свободно перетекала из одного сосуда в другой.

Закон сообщающихся сосудов гласит: в открытых сообщающихся сосудах при равновесии жидкости давление на любом горизонтальной уровне одинаково.

Если в открытые сообщающиеся сосуды налита одинаковая жидкость, то независимо от формы сосудов жидкость в этих сосудах будет находиться на одном уровне (рис. 2.7.а).

Если заполнить открытые сообщающиеся сосуды двумя несмешивающимися жидкостями, имеющими плотности ρ₁ и ρ₂, например, ртутью и водой (рис. 2.7.б), то жидкость в сосудах распределится таким образом, чтобы давление на любом горизонтальной уровне в обоих сосудах было одинаково. Выберем горизонтальный уровень жидкости AB, ниже которого жидкость однородна (рис. 2.7.б).

а	б

Рис. 2.7

Тогда p₁ = p₂.

В соответствии с формулой (2.5) для гидростатического давления в разных сосудах будем иметь

;

Откуда следует, что

(2.10)

Уравнение (2.10) представляет собой условие равновесия жидкостей в сообщающихся сосудах. Как частный случай из него следует, что если в сообщающиеся сосуды налита одна жидкость (то есть ρ₁ = ρ₂), то уровень жидкости в сосудах будет одинаковым: h₁ = h₂.

Дата добавления: 2017-04-05; просмотров: 11283; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Калькулятор избыточного и абсолютного давления

Что такое давление?

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

Давление бывает:

Атмосферное
Абсолютное
Избыточное

Атмосферное давление (барометрическое)

Атмосферное давление – это давление воздуха на землю.

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

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

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

Кстати, прочтите эту статью тоже: Перевод атмосфер в паскали

Избыточное давление

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

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

Абсолютное давление

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

Абсолютное давление

Понятие «абсолютного давления» относится к способу указания давления относительно точки отсчета. Абсолютное давление — это то давление, для указания которого используется, в качестве точки отсчета, абсолютный вакуум. Предполагается, что не может существовать давления, меньшего, чем абсолютный вакуум — следовательно, относительно него любое давление может быть обозначено положительным числом.

То абсолютное давление, которое находится между абсолютным вакуумом и давлением, которое принято считать имеющемся на уровне моря (нормальное атмосферное давление = 101325 Па ≈ 760 мм ртутного столба ≈ 1 абсолютный бар), является частичным вакуумом.

То абсолютное давление, значение которого выше уровня нормального атмосферного давления, может быть также обозначено как избыточное давление, с точкой отсчета, за которую принято стандартное атмосферное давление. Абсолютное давление равно избыточному давлению плюс атмосферному давлению.

На письме, то, что указывается именно абсолютное давление, иногда подчеркивают литерой а

как в русском, так и в английском и немецком языках, например: бар(а). Например, давление на уровне моря примерно составляет 1 бар(а).

Измерение абсолютного и избыточного давления

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

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

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

Избыточное давление

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

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

На письме указание на избыточное давление иногда подчеркивается литерой и

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

Классификация приборов для измерения давления

В зависимости от назначения приборы для измерения давления делятся на следующие основные группы: Манометры – для измерения избыточного давления. Вакуумметры – для измерения вакуумметрического давления (вакуума). Мановакуумметры – для измерения вакуумметрического и избыточного давлений. Барометры – для измерения атмосферного давления. Баровакуумметры – для измерения абсолютного давления. Дифференциальные манометры – для измерения разности давлений.
По принципу действия все приборы для измерения давления можно разделить на:

Жидкостные — приборы, в которых измеряемое давление уравновешивается весом столба жидкости, а изменение уровня жидкости в сообщающихся сосудах служит мерой давления, называются жидкостными. К этой группе относятся чашечные и U-образные манометры, дифманометры и др.

Грузопоршневые — приборы, в которых измеряемое давление уравновешивается усилием, создаваемым калиброванными грузами, воздействующими на свободно передвигающийся в цилиндре поршень.

Приборы с дистанционной передачей показаний — приборы, в которых используются изменения тех или иных электрических свойств вещества (электрического сопротивления проводников, электрической емкости, возникновение электрических зарядов на поверхности кристаллических минералов и др.) под действием измеряемого давления. К таким приборам относятся манганиновые манометры сопротивления, пьезоэлектрические манометры с применением кристаллов кварца, турмалина или сегнетовой соли, емкостные манометры, ионизационные манометры и др.

Пружинные — приборы, в которых измеряемое давление уравновешивается силами упругости пружины, деформация которой служит мерой давления. Благодаря простоте конструкции и удобству пользования пружинные приборы получили широкое применение в технике. К этой группе относятся разнообразные приборы, отличающиеся по виду пружин: манометры с трубчатой пружиной, манометры с пластинчатой пружиной, манометры с коробчатой пружиной, манометры абсолютного давления (баровакуумметры), дифференциальные манометры.

По метрологическому назначению измерительные приборы делятся на образцовые и рабочие. Образцовыми измерительными приборами называются приборы, предназначенные для поверки других измерительных приборов. Образцовые манометры имеют следующие классы точности:

0,05; 0,2 — грузопоршневые манометры; 0,16; 0,25; 0,4 — пружинные манометры. Рабочими измерительными приборами называются все измерительные приборы, служащие для непосредственных измерений. Рабочие манометры имеют классы точности 0,4; 0,6; 1,0; 1,5; 2,5; 4,0.

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

Чтобы понять абсолютное давление, нужно сначала определить несколько терминов:

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

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

Давление абсолютное, избыточное, вакуум

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

Рис. 2.2. Шкалы давления. Связь между давлением абсолютным, избыточным и вакуумом

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

Абсолютное давление всегда является величиной положительной.

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

Иногда избыточное давление называют манометрическим.

Вакуумметрическим давлением или вакуумом называется недостаток давления до атмосферного

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

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

Например:

— абсолютное давление равно 1,5 кг/см2;

— избыточное давление равно 0,5 кг/см2;

— вакуум составляет 0,1 кг/см2.

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

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

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

; ; .

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

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

Атмосферное давление, нормальное атмосферное давление

Понятие атмосферного давления качественно отличается от понятий избыточного и абсолютного давления, и относится не к точке отсчета, а к месту измерения. Атмосферное давление — это давление, имеющееся в какой-либо точке измерения на Земле. Атмосферное давление может сильно варьироваться в зависимости от высоты и погодных условий. Что касается точки отсчета, то атмосферное давление — всегда абсолютное.

В качестве нормального атмосферного давления приняты, в рамках разных стандартов, разработанных разными организациями, разные значения — наиболее распространенным, однако, является принятие за нормальное атмосферного давления 101325 Па. Среди европейских производителей оборудования принято также условно считать это давление соответствующим 1 бару.

11.6 Манометрическое давление, абсолютное давление и измерение давления – College Physics: OpenStax

Глава 11 Статика жидкости

Сводка

Определение манометрического и абсолютного давления.
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 отмечалось в главе 11.5 «Принцип 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. выходя из сердца и возвращаясь 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.

ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ ДАВЛЕНИЕ

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

Фактически, атмосферное давление добавляется к давлению в любой жидкости, не заключенной в жесткий контейнер. Это происходит из-за принципа Паскаля. Полное давление или абсолютное давление , таким образом, является суммой манометрического давления и атмосферного давления: atm}}}[/latex]где[latex]\boldsymbol{P_{\textbf{abs}}}[/latex]абсолютное давление,[latex]\boldsymbol{P_{\textbf{g}}}[/latex ] — манометрическое давление, а [латекс] \boldsymbol {P _ {\ textbf {атм}}}[/латекс] — атмосферное давление. Например, если ваш шинный 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 ([латекс]\boldsymbol{P_{\textbf{атм}}}[/латекс]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 латекс]\boldsymbol{P_{\textbf{абс}}}[/латекс]ноль). Нет теоретического предела тому, насколько большим может быть манометрическое давление.

На рис. 1 показан один из многих типов механических манометров, используемых в настоящее время. Во всех механических манометрах давление приводит к силе, которая преобразуется (или преобразуется) в некоторый тип показаний.

Рисунок 1. В этом анероидном манометре для измерения давления используется гибкий сильфон, соединенный с механическим индикатором.

Целый класс манометров использует то свойство, что давление, обусловленное весом жидкости, определяется формулой[latex]\boldsymbol{P=h\rho{g}}.[/latex]Рассмотрите U-образную трубку, показанную на рисунке. 2, например. 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.

Рассмотрим, как манометр используется для измерения давления. Предположим, что одна сторона U-образной трубки соединена с некоторым источником давления [латекс]\boldsymbol{P_{\textbf{abs}}}[/латекс], например, игрушечным воздушным шаром на рис. 2(b) или вакуумной упаковкой. банка с арахисом, показанная на рисунке 2(c). Давление передается на манометр в неизменном виде, и уровни жидкости уже не равны. На рисунке 2(b) [латекс]\boldsymbol{P_{\textbf{abs}}}[/latex] превышает атмосферное давление, тогда как на рисунке 2(с) [латекс]\boldsymbol{P_{\textbf {abs}}}[/latex] меньше атмосферного давления. В обоих случаях [латекс]\boldsymbol{P_{\textbf{abs}}}[/latex]отличается от атмосферного давления на величину[латекс]\boldsymbol{h\rho{g}},[/latex]где[ латекс]\boldsymbol{\rho}[/latex] — плотность жидкости в манометре. На рис. 2(b) [латекс]\boldsymbol{P_{\textbf{abs}}}[/latex]может поддерживать столб жидкости высотой[латекс]\boldsymbol{h},[/latex]и поэтому должно оказывать давление[латекс]\boldsymbol{h\rho{g}}[/latex]больше, чем атмосферное давление (манометрическое давление[латекс]\boldsymbol{P_{\textbf{g}}}[/latex]положительно ). На рис. 2(c) атмосферное давление может поддерживать столб жидкости высотой [латекс]\boldsymbol{h},[/latex]и, следовательно, [латекс]\boldsymbol{P_{\textbf{abs}}}[/latex ] меньше атмосферного давления на величину[latex]\boldsymbol{h\rho{g}}[/latex](манометрическое давление[latex]\boldsymbol{P_{\textbf{g}}}[/latex]равно отрицательный). Манометр с одной стороной, открытой в атмосферу, является идеальным устройством для измерения манометрического давления. Манометрическое давление равно [латекс]\boldsymbol{P_{\textbf{g}}=h\rho{g}}[/latex] и определяется путем измерения[латекс]\boldsymbol{h}.[/latex]

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. 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[latex]\boldsymbol{h}[/latex], когда кровоток впервые начинается при снижении давления в манжете. Диастолическое давление измеряют, отмечая [латекс]\жирный символ{ч}[/латекс], 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 [латекс]\boldsymbol{1,0\textbf{ мм рт.ст.}=133\textbf{ Па}}.[/латекс]

СИСТОЛИЧЕСКОЕ ДАВЛЕНИЕ

Систолическое давление – это максимальное кровяное давление.

ДИАСТОЛИЧЕСКОЕ ДАВЛЕНИЕ

Диастолическое давление – это минимальное кровяное давление.

Рисунок 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: кровяное 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 [латекс]\boldsymbol{1,0\textbf{ мм рт.ст.}=133\textbf{ Па}},[/latex]

[латекс]\boldsymbol{P=18\textbf{ мм рт.ст.}\times}[/latex ][латекс]\boldsymbol{\frac{133\textbf{Па}}{1,0\textbf{мм рт.ст.}}}[/latex][латекс]\boldsymbol{=2400\textbf{Па}}.[/latex] 92)}} \\ {} & \boldsymbol{=} & \boldsymbol{0,24\textbf{ м.}} \end{array}[/latex]

Обсуждение

Мешок для внутривенных вливаний должен располагаться на отметке 0,24 м над точкой входа в рукав, чтобы жидкость только поступала в рукав. 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[latex]\boldsymbol{h\rho{g}=P_{\textbf{atm}}}.[/latex]При изменении атмосферного давления ртутный столбик поднимается или падает, давая важные подсказки к синоптики. 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 2 приведены коэффициенты пересчета для некоторых наиболее часто используемых единиц измерения давления.

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

2}[/латекс] 92}[/латекс] [латекс]\boldsymbol{1.0\textbf{атм}=1013\textbf{миллибар}}[/латекс] Таблица 2. Коэффициенты преобразования для различных единиц давления

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.

абсолютное давление: сумма манометрического давления и атмосферного давления

диастолическое давление: минимальное артериальное давление в артерии

избыточное давление: давление относительно атмосферного давления

систолическое давление: максимальное артериальное давление в артерии

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.

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

На самом деле атмосферное давление добавляется к давлению в любой жидкости, не заключенной в жесткий контейнер. Это происходит из-за принципа Паскаля. Таким образом, общее давление или абсолютное давление представляет собой сумму манометрического давления и атмосферного давления: P _{абс. 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 выражением 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 рис. 2(b) P _абс может поддерживать столб жидкости высотой h , 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 _г = л.с.г и находится путем измерения ч .

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

Стратегия для (а)

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 от 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 банкомата
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, предполагая, 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 9.0017 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. Вычислите 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

избыточное давление:: давление относительно атмосферного давления

систолическое давление:: максимальное артериальное давление в артерии

Выбранные решения для проблем и упражнений

1. Баллон:

P _G = 5,00 см ч ₂ O,

P _ABS = 1.035 ×5 3 . 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

11.6 Манометрическое давление, абсолютное давление и измерение давления – главы 1–17 физики колледжа

11 Статистика жидкости

Резюме

Определение манометрического и абсолютного давления.
Понимание работы барометров-анероидов и барометров с открытой трубкой.

ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ ДАВЛЕНИЕ

АБСОЛЮТНОЕ ДАВЛЕНИЕ

Абсолютное давление представляет собой сумму манометрического и атмосферного давления.

СИСТОЛИЧЕСКОЕ ДАВЛЕНИЕ

Систолическое давление – это максимальное кровяное давление.

ДИАСТОЛИЧЕСКОЕ ДАВЛЕНИЕ

Диастолическое давление – это минимальное кровяное давление.

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

Стратегия для (а)

Решение

Обсуждение

Определить абсолютное давление на дне открытого котлована, наполненного водой до отметки 1,4 м. Результат дать в технических атмосферах. — КиберПедия

Абсолютное и избыточное давление

Калькулятор избыточного и абсолютного давления

Что такое давление?

Атмосферное давление (барометрическое)

Избыточное давление

Абсолютное давление

Абсолютное давление

Измерение абсолютного и избыточного давления

Избыточное давление

Классификация приборов для измерения давления

Классификация приборов для измерения давления

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

Давление абсолютное, избыточное, вакуум

Атмосферное давление, нормальное атмосферное давление

11.6 Манометрическое давление, абсолютное давление и измерение давления – College Physics: OpenStax

Сводка

ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ ДАВЛЕНИЕ

АБСОЛЮТНОЕ ДАВЛЕНИЕ

СИСТОЛИЧЕСКОЕ ДАВЛЕНИЕ

ДИАСТОЛИЧЕСКОЕ ДАВЛЕНИЕ

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

Манометрическое давление, абсолютное давление и измерение давления

Цели обучения

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

Резюме раздела

Концептуальные вопросы

Задачи и упражнения

Глоссарий

Выбранные решения для проблем и упражнений

11.6 Манометрическое давление, абсолютное давление и измерение давления – главы 1–17 физики колледжа

Резюме

ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ ДАВЛЕНИЕ

АБСОЛЮТНОЕ ДАВЛЕНИЕ

СИСТОЛИЧЕСКОЕ ДАВЛЕНИЕ

ДИАСТОЛИЧЕСКОЕ ДАВЛЕНИЕ

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

Добавить комментарий Отменить ответ