الضغط المطلق مقابل الضغط النسبي: الصيغة، والأمثلة، ودليل التحويل

المعلومات الرئيسية

• يُقاس الضغط النسبي بالنسبة إلى الضغط الجوي السائد في اللحظة الحالية؛ أما الضغط المطلق فيُقاس بالنسبة إلى فراغٍ مثالي.
• الضغط المطلق = الضغط النسبي + الضغط الجوي.
• عند مستوى سطح البحر، يساوي الضغط الجوي ≈ ١٠١,٣ كيلوباسكال ≈ ١,٠١٣ بار ≈ ١٤,٧ رطل/بوصة مربعة ≈ ٧٦٠ ملم زئبقي.
• معظم مقاييس الضغط الميكانيكية تُظهر قراءات الضغط النسبي؛ بينما تُظهر مقاييس الفراغ والمحوِّلات المُخصَّصة للضغط المطلق قراءات الضغط المطلق.
• في المشاريع الدولية، تأكَّد دائمًا مما إذا كانت وحدة القياس المذكورة — مثل «رطل/بوصة مربعة» أو «بار» أو «كيلوباسكال» أو «ميغاباسكال» — تشير إلى الضغط النسبي أم المطلق.

الفرق بين الضغط المطلق والضغط النسبي على نفس المقياس: فالضغط النسبي يبدأ قراءته من قيمة الضغط الجوي، بينما يبدأ الضغط المطلق قراءته من الفراغ المثالي.

مقدمة

الضغط المطلق والضغط القياسي هما طريقتان مختلفتان للتعبير عن كمية فيزيائية واحدة — وخلطهما يؤدي إلى عواقب حقيقية. ويتعامل المهندسون والمشترون الذين يعملون مع مقاييس الضغط، وأجهزة إرسال الضغط، وأدوات الفراغ أو الصمامات مع هذا التمييز يوميًّا.

عندما يكون المرجع خاطئًا:

• قد يُصنَّف صمامٌ ضمن فئة ضغط غير صحيحة.
• قد يُختار جهاز إرسال ضغط بمدى غير مناسب.
• قد يُصمَّم نظام فراغٍ استنادًا إلى مرجع غير سليم.

يوضِّح هذا الدليل الفرق بين الضغط المطلق والضغط القياسي، ويقدِّم صيغة التحويل، ويشرح أمثلة تطبيقية ملموسة، ويضمّ جدول تحويل الوحدات، ويبيّن كيف يؤثِّر هذا التمييز في اختيار الصمامات والأجهزة.

١. ما هو الضغط القياسي؟

يُقاس الضغط القياسي بالنسبةً إلى ضغط الجو الحالي. وقراءة مقياس الضغط الميكانيكي النموذجي هي ضغط قياسي.

مثَال: إطارات السيارة عند ضغط ٢٥٠ كيلو باسكال تُظهر قراءةً مقدارها ٢٥٠ كيلو باسكال قياسي — أي بمعنى آخر، أعلى بـ٢٥٠ كيلو باسكال من الضغط الجوي المحيط.

الاستخدامات الشائعة للضغط القياسي:

• إطارات السيارات
• أنظمة أنابيب المياه
• خطوط الهواء المضغوط
• أنظمة الهيدروليك
• معظم أجهزة قياس الضغط الميكانيكية

بشكل افتراضي، يُعتبر أي قيمة ضغط تُكتب دون لاحقة («أ» أو «ج») عادةً ضغطًا قياسيًّا:

٢٥٠ كيلو باسكال = ٢٥٠ كيلو باسكال قياسي

٢٥٠ كيلو باسكال ج = ٢٥٠ كيلو باسكال قياسي

بي إس آي ج = رطل لكل بوصة مربعة قياسي

٢. ما هو الضغط المطلق؟

يُقاس الضغط المطلق بالنسبة إلى فراغٍ مثالي. وهو يعبّر عن الضغط الفيزيائي الحقيقي لغازٍ أو سائل، وهو القيمة التي تحتاجها في:

• أنظمة التفريغ
• العمليات الكيميائية وعمليات التقطير
• الأنظمة الكريوجينية
• قياس الضغط بدقة عالية
• محوِّلات الضغط المطلق

مثال: إذا أظهر ضغط إطارات سيارة ٢٥٠ كيلوباسكال بالقياس النسبي، وكان ضغط الجو المحلي حوالي ١٠١ كيلوباسكال:

الضغط المطلق = الضغط النسبي + الضغط الجوي

الضغط المطلق = ٢٥٠ كيلوباسكال + ١٠١ كيلوباسكال = ٣٥١ كيلوباسكال

إذن الضغط المطلق لإطار السيارة هو حوالي ٣٥١ كيلوباسكال مطلق، ويُكتب ٣٥١ كيلوباسكال (مطلق) أو ٣٥١ كيلوباسكال (أ).

٣. الصيغة التي تربط بين النوعين

الضغط المطلق = الضغط النسبي + الضغط الجوي

الضغط النسبي = الضغط المطلق − الضغط الجوي

في الظروف الجوية القياسية:

الضغط الجوي ≈ ١٠١,٣ كيلوباسكال ≈ ١,٠١٣ بار ≈ ١٤,٧ رطل/بوصة مربعة ≈ ٧٦٠ ملم زئبقي

الجدول ١. أمثلة على التحويل من الضغط النسبي إلى الضغط المطلق

٤. لماذا يهم الضغط الجوي

عند مستوى سطح البحر، يكون الضغط الجوي تقريبًا:

١٠١,٣ كيلوباسكال = ١,٠١٣ بار = ١٤,٧ رطل لكل إنش مربع = ٧٦٠ ملم زئبقي

ينخفض الضغط الجوي مع الارتفاع عن سطح البحر:

الجدول ٢. الضغط الجوي التقريبي مقابل الارتفاع

لهذا السبب يصبح التنفُّس أصعب عند الارتفاعات العالية — لأن ضغط الأكسجين المطلق يكون أقل.

• قد تتأثر قراءة مُرسِل ضغط القياس بالتغيرات الجوية والارتفاع عن سطح البحر.
• يحتفظ مُرسِل ضغط المطلق بصفرٍ ثابتٍ في حالة الفراغ.
• عادةً ما يُعبَّر عن قياس الفراغ كضغط مطلق.

٥. كيفية قراءة مقاييس الضغط الميكانيكية

معظم مقاييس الضغط الميكانيكية تُظهر ضغط القياس. وهناك ثلاثة أنواع شائعة:

الأنواع الثلاثة الشائعة لمقاييس الضغط الميكانيكية: مقاييس الضغط الموجب، ومقاييس الضغط المركَّب/الفراغ، ومقاييس الفراغ الخالص.

٥.١ مقياس الضغط الموجب

المدى النموذجي: ٠–١٠٠ كيلوباسكال / ٠–١٠٠٠ كيلوباسكال / ٠–١٠ بار. ويستقر المؤشر عند الصفر عند ضغط الجو. وهذا النوع هو الأكثر شيوعًا في المضخات وأنابيب التوصيل والهواء المضغوط وأنظمة المياه.

٥.٢ مقياس الضغط المركَّب / الفراغ

المدى النموذجي: من −١٠١ كيلوباسكال إلى ٠ إلى ٧٠٠ كيلوباسكال، أو من −١ بار إلى ٠ إلى ١٠ بار. وتقع القيمة الصفرية في منتصف المقياس وتتوافق مع الضغط الجوي. وتقيس هذه العدادات فراغًا من جهة وضغطًا قياسيًّا موجبًا من الجهة الأخرى.

٥٫٣ عداد فراغ نقي

المدى النموذجي: من −١٠١ كيلوباسكال إلى ٠ كيلوباسكال. ويُظهر الضغط الجوي قيمة ٠ كيلوباسكال قياسيًّا؛ أما الفراغ الكامل فيظهر كقيمة −١٠١ كيلوباسكال قياسيًّا، وهي تساوي ٠ كيلوباسكال مطلقًا. وفي الوقت الحاضر، يُقاس الفراغ عادةً باستخدام محولات الضغط المطلقة بدلًا من عدادات الفراغ الميكانيكية النقية.

٦. جدول تحويل وحدات الضغط

تستخدم الصناعات المختلفة وحدات ضغط مختلفة. وأشهر التحويلات هي:

١ تور = ١ مم زئبقي ≈ ١٣٣ باسكال

١ مليبار = ٠٫٠٠١ بار = ١٠٠ باسكال

١ بار = ١٠٠ كيلوباسكال = ٠٫١ ميغاباسكال

١ بار ≈ ١٤٫٥ رطل لكل إنش مربع

١ ميغاباسكال = ١٠ بار ≈ ١٤٥ رطل لكل إنش مربع

١ رطل/بوصة مربعة ≈ ٦,٨٩٥ كيلو باسكال

بطاقة مرجعية سريعة لتحويل وحدات الضغط.

الجدول ٣. التحويلات السريعة للضغط

في العديد من الأسواق، يعامل الناس ١ بار ≈ ١ كجم/سم². ومن الناحية الدقيقة، فإن ١ كجم-قوة/سم² = ٠,٩٨٠٦٦٥ بار، لكن هذا التقريب شائع في الممارسة الهندسية اليومية.

٧. ما المقصود بـ psig وpsia؟

في الوثائق التقنية الإنجليزية، سترى:

بي إس آي ج = رطل لكل بوصة مربعة قياسي

psia = رطل لكل بوصة مربعة مُطلقة

أمثلة، مع ضغط الجو القياسي البالغ ١٤٫٧ رطل/بوصة²:

١٠٠ psig = ١٠٠ + ١٤٫٧ = ١١٤٫٧ psia

١٠٠ psia = ١٠٠ − ١٤٫٧ = ٨٥٫٣ psig

المقارنة بين psig وpsia: ١٠٠ psig = ١١٤٫٧ psia عند ضغط جو قدره ١٤٫٧ رطل/بوصة².

وهذا أمرٌ بالغ الأهمية في المشاريع الدولية. فإذا ورد في المواصفات فقط «psi»، فيجب دائمًا التأكّد مما إذا كان المقصود ضغطًا نسبيًّا (gauge) أم مطلقًا (absolute).

٨. الضغط النسبي مقابل الضغط المطلق عند اختيار الصمامات والأجهزة

ففي حالة الصمامات، تُعطى درجات الضغط عادةً على أساس الضغط النسبي — لكن ليس دائمًا. أما بالنسبة للأجهزة، فيجب تحديد المرجع بدقةٍ واضحة.

الجدول ٤. مرجع الضغط النموذجي حسب الجهاز

عند اختيار صمام أو جهاز قياس، تحقَّق من الآتي:

• هل القيمة المذكورة نسبيَّة أم مطلقة؟
• ما ضغط الجو المحلّي؟
• هل الضغط المطلوب أعلى أم أقل من ضغط الجو؟
• هل إخراج الجهاز متوافق مع نظام التحكم؟
• ما وحدة القياس المستخدمة — البار، أو الكيلو باسكال، أو الميغا باسكال، أو الرطل لكل بوصة مربعة، أو الرطل لكل بوصة مربعة بالنسبة للضغط النسبي (psig)، أو الرطل لكل بوصة مربعة بالنسبة للضغط المطلق (psia)؟

٩. مثال تطبيقي: اختيار الصمام وجهاز الإرسال

يذكر عميل ما يلي: ضغط التشغيل ٠,٦ ميغا باسكال، وخدمة التقطير بالفراغ، وجهاز إرسال للضغط. وهذه المواصفات ناقصة.

إذا كان المقصود هو ٠,٦ ميغا باسكال بالنسبة للضغط النسبي:

الضغط المطلق = ٠,٦ ميغا باسكال + ٠,١٠١٣ ميغا باسكال = ٠,٧٠١٣ ميغا باسكال (مطلق)

إذا كان المقصود هو ٠,٦ ميغا باسكال بالنسبة للضغط المطلق:

الضغط النسبي = ٠,٦ ميغا باسكال − ٠,١٠١٣ ميغا باسكال = ٠,٤٩٨٧ ميغا باسكال (نسبي)

الفرق بين القراءتين يبلغ نحو ٠,٢٠٢٦ ميغا باسكال — أي ما يعادل نحو بارين. وفي خدمة التقطير بالفراغ، لا يُعتبر هذا الفرق خطأ تقريبيًّا؛ بل يعني اختيار نطاق جهاز الإرسال والفئة المناسبة للصمام بشكل خاطئ.

١٠. الملخّص

• يستخدم ضغط المقياس الضغط الجوي كنقطة صفر.
• يستخدم الضغط المطلق فراغًا تامًّا كنقطة صفر.
• الضغط المطلق = الضغط النسبي + الضغط الجوي.
• عند مستوى سطح البحر، يساوي الضغط الجوي ≈ ١٠١,٣ كيلوباسكال ≈ ١,٠١٣ بار ≈ ١٤,٧ رطل/بوصة مربعة.
• معظم أجهزة قياس الضغط الميكانيكية تُظهر قراءة ضغط المقياس.
• أجهزة قياس الفراغ وأجهزة إرسال الضغط المطلق تُظهر قراءة الضغط المطلق.
• رطل/بوصة مربعة (مقياس) = ضغط المقياس؛ رطل/بوصة مربعة (مطلق) = ضغط مطلق.
• يجب دائمًا التأكد من نوع الضغط — مقياس أم مطلق — في المشاريع الدولية.

الأسئلة الشائعة

ما الفرق بين الضغط المطلق وضغط المقياس؟

يُقاس الضغط المطلق بدءًا من فراغ تام. أما ضغط المقياس فيُقاس بدءًا من الضغط الجوي المحلي.

كيف أحوِّل ضغط المقياس إلى ضغط مطلق؟

الضغط المطلق = الضغط النسبي + الضغط الجوي.

كيف أحوّل الضغط المطلق إلى ضغط قياسي؟

الضغط القياسي = الضغط المطلق − الضغط الجوي.

هل يعادل ١٠٠ رطل/بوصة² قياسي (psig) نفس قيمة ١٠٠ رطل/بوصة² مطلق (psia)؟

لا. وبافتراض أن الضغط الجوي يساوي ١٤,٧ رطل/بوصة²: فإن ١٠٠ رطل/بوصة² قياسي (psig) يعادل ١١٤,٧ رطل/بوصة² مطلق (psia)، و١٠٠ رطل/بوصة² مطلق (psia) يعادل ٨٥,٣ رطل/بوصة² قياسي (psig).

هل تُظهر مقاييس الضغط الميكانيكية الضغط المطلق؟

معظمها يُظهر الضغط القياسي. وتوجد مقاييس للضغط المطلق، لكنها أقل شيوعاً في القياسات الميكانيكية العامة للضغط.

لماذا تستخدم أنظمة الفراغ الضغط المطلق؟

لأن الفراغ هو ضغط أقل من الضغط الجوي. ويوفّر الضغط المطلق مرجعاً واضحاً للصفر، بدءاً من ٠ كيلوباسكال مطلق (kPa(abs)) ووصولاً إلى الضغط الجوي.

عن شركة شنغهاي شيا تشاو فالف

صمام أمان من الفولاذ المقاوم للصدأ ذو حمل زنبركي (صورة المنتج).

مجموعة مكوَّنة من ثلاث قطع من الفولاذ المقاوم للصدأ صمام الكرة مع مقابض على شكل ذراع (صورة المنتج).

توفر شركة شانغهاي شيا تشاو فالف حلول الصمامات الصناعية، وأجهزة قياس الضغط، والتحكم في السوائل للعملاء في جميع أنحاء العالم، وتخدم مجالات معالجة المياه، ومعالجة المواد الكيميائية، وأنظمة التدفئة والتبريد وتكييف الهواء (HVAC)، والنفط والغاز، وتوليد الطاقة، وأنظمة الفراغ.

لتحديد الصمام أو جهاز قياس الضغط المناسب، أرسل إلى فريق هندستنا ضغط التشغيل، والوسط المستخدم، ودرجة الحرارة، ومعيار الاتصال — مع تحديد ما إذا كانت قيم الضغط المُقدَّمة تعبِّر عن الضغط النسبي (Gauge) أم المطلق (Absolute).