Разница между абсолютным и избыточным давлением: Что такое избыточное давление

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.

1. 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.
2. 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

By Пиюш Ядав / Факт проверен / Последнее обновление: 19 января 2023 г.

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

Атом считается __________, когда число протонов и электронов равно.

Положительный

Отрицательный

Нейтральная

2 / 10

Какой прибор используется для измерения атмосферного давления?

Амперметр

Вольтметр

Сейсмограф

Барометр

3 / 10

Листы оцинкованного железа имеют покрытие

вести

хром

цинк

банка

4 / 10

Назовите ткань, из которой шьют бронежилеты?

Утюг

Алюминий

Сталь

Кевлар

5 / 10

Какой из перечисленных металлов при нормальных условиях остается в жидком состоянии?

Радий

Цинк

Уран

ртутный

6 / 10

Постоянную жесткость воды можно устранить добавлением

карбонат натрия

квасцы

перманганат калия

известь

7 / 10

Химическая реакция с выделением энергии называется:

эндотермический

экзотермический

8 / 10

Первым звеном во всех пищевых цепях является-

Травоядные

плотоядные

Зеленые растения

Все вышеперечисленное

9 / 10

Каков диапазон рН кислот?

0 — 7

7 — 14

1 — 7

7 — 15

10 / 10

Ферментация – это процесс ______.

Превращение крахмала в сахар

Превращение сахара в спирт

Превращение белка в сахар

добавление дрожжей для приготовления вина

ваш счет

Заключение

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

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. Под атмосферным давлением здесь понимается атмосферное давление всего земля или ВВС. 

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 означает вычитание давления в системе и атмосферного давления. Обозначается буквой «g». Примером манометрического давления является измерение давления.

Как следует из названия, когда мы измеряем, абсолютное давление 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 давление газа вакуумных реакторов, артериального давления, давления жидкости, автомобильных шин 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.	барометр или манометр используется для измерения абсолютного давления.
Точность.	Измерение манометрического давления не столь точно.	Измерение абсолютного давления всегда точно.
Ссылка.	Это ноль относительно давления окружающей среды.	Это ноль относительно вакуумного пространства.
Ценности	Его значение может быть положительным значением или отрицательным значением.	Абсолютное давление всегда бывает положительным.
Единицы	Единицы измерения избыточного давления фунтов 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 атмосфера. 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 с одной стороны и атмосферному давлению с другой.

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 разности полного давления на давление 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 электропленочным 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 приходится измерять давление в фунтах на квадрат дюйм абсолютный т.е. PSIA.

Лучшим примером абсолютного давления является предсказание изменений погоды. Кроме того, примером абсолютного давления являются упаковка пищевых продуктов, анализ газов, системы аэронавтики.

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

Основные различия между манометрическим давлением и абсолютным давлением

1. 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.
2. Для небольших измерительных работ мы находим манометрическое давление, тогда как измерение абсолютного давления используется в промышленных целях.
3. Манометрическое давление не используется для расчета давления газа или жидкости, потому что оно не дает истинного значения давления, тогда как абсолютное дает более точное значение при расчете давления газа, жидкости.
4. Манометрическое давление относится к атмосферному давлению, тогда как абсолютное давление относится к идеальному вакууму.
5. Манометрическое давление также называется избыточным давлением, тогда как абсолютное давление называется общим давлением в системе.
6. 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

1. https://link.springer.com/article/10.1007/s12647-019-00328-6
2. 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

Меня зовут Пиюш Ядав, и я физик, стремящийся сделать науку более доступной для наших читателей. Вы можете прочитать больше обо мне на моем био страница.

Как вы думаете?

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. 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, 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 9.0015 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. 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 и атмосферного давления

диастолическое давление:

минимальное артериальное давление в артерии

манометрическое 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 h ₂ O,

P _ABS = 1.035 ×

9 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

 

Разница между измерениями абсолютного и избыточного давления

Назад к списку блогов

23 августа 2021 г.

Датчики давления

Gems предназначены для измерения давления в фунтах на квадратный дюйм (PSI). Мы все знакомы с PSI в нашей повседневной жизни. Автомобильные или велосипедные шины, омыватели и надувные мячи для спорта — вот лишь несколько примеров, где рейтинги PSI регулярно встречаются. В промышленности принято измерять давление в манометрических фунтах на квадратный дюйм (PSIG) или в абсолютных фунтах на квадратный дюйм (PSIA).

Разница между PSIG и PSIA заключается в том, что они используют в качестве эталонного давления. Эталоном является базовая линия, с которой сравнивается измеренное давление. PSI Absolute — это измеренное значение давления по сравнению с полным вакуумом или «истинным нулем 9».0490 ««. PSI Gauge — это измеренное значение давления относительно текущего атмосферного давления окружающей среды. На уровне моря это около 14,7 фунтов на квадратный дюйм. Имея это в виду, мы знаем, что 0 фунтов на квадратный дюйм равен 14,7 фунтов на квадратный дюйм на уровне моря, как показано на графике ниже.

 

 

Способ, которым датчики давления Gems обеспечивают различные типы измерений, определяется внутренней конструкцией области за диафрагмой. Мембрана – это то, что вступает в непосредственный контакт с измеряемым давлением приложения. При манометрическом давлении область за диафрагмой либо выходит в атмосферу, либо может быть герметизирована, но в ней остается воздух. Таким образом, эталонное давление (за диафрагмой), используемое по отношению к измеренному давлению (в измерительном порту), будут уравновешивать друг друга, когда сенсорный порт открыт для атмосферы. Абсолютное давление требует, чтобы в области за диафрагмой было сброшено все давление, создавая полный вакуум. Давление приложения будет измеряться по отношению к этому истинному нулевому вакууму.

 

 

Выбор типа измерения:

Важно выбрать правильный тип измерения в зависимости от вашего приложения. PSIA с абсолютным давлением хорошо работает, когда требуется более высокая точность при больших перепадах температуры и/или изменениях высоты. Эти условия влияют на окружающее атмосферное давление, а с эталоном PSIA, представляющим собой полный вакуум, игнорируются любые изменения температуры или высоты. PSIG с манометрическим давлением используется, когда изменения атмосферного давления могут повлиять на процесс, например, в открытом резервуаре. Поскольку на процесс влияют окружающие атмосферные условия, PSIG является лучшим вариантом для компенсации изменений.

Для определенных моделей, таких как серия 3100, датчики Gems предлагают два различных варианта манометрического давления: вентилируемый и герметичный. Вентилируемый манометр (PSIG) ведет себя так же, как в приведенном выше примере с открытым резервуаром. Ваш измеритель или циферблат всегда будет показывать ноль, когда сенсорный порт открыт для атмосферы. Поскольку рабочее давление всегда соотносится с внешним атмосферным давлением, изменения условий окружающей среды компенсируют друг друга. Герметичный манометр не открыт для внешнего атмосферного давления, а вместо этого имеет герметичное давление около 14,7 фунтов на квадратный дюйм за диафрагмой. Герметичные манометрические датчики (PSIS) лучше подходят для диапазонов высокого давления 1500 фунтов на квадратный дюйм или выше. Изменения температуры не сильно влияют на многие приложения высокого давления, поэтому переменная ссылка из 14. 7 не требуется. Герметичный манометр также необходим там, где вентиляция вообще невозможна (например, при погружении).

 

 

Несмотря на то, что в этом руководстве для измерения давления используется ссылка на PSI, важно отметить, что вы также можете встретить «бар» для обозначения давления (очень распространено за пределами США). Почти все продукты давления Gems имеют измерение в барах. 1 бар равен примерно 14,5 фунтов на квадратный дюйм.

 

Другие типы измерения давления включают:

Давление вакуума:

• Измеряет все, что ниже 14,7 фунтов на квадратный дюйм ртутного столба
• Единицы измерения =
• Единицы измерения = дюймы давления PSIV (фунты на квадратный дюйм)0008
• Применение — вакуумный насос с присосками для захвата и перемещения

Перепад давления:

• Измерение разницы между любыми двумя давлениями
• Единицы = PSID (фунты на квадратный дюйм перепада)
• мониторинг

Давление смеси:

• Измерения от полного вакуума (истинного нуля) до положительного давления
• Единицы = PSIC (фунты на квадратный дюйм соединения)
• Применение — Автоклав с использованием как вакуума, так и избыточного давления для сушки и стерилизации

 

Информация в этом руководстве должна помочь вам выбрать лучший тип измерения для вашего приложения.