Absoluutne rõhk vs manomeetriline rõhk: valem, näited ja teisendusjuhend

Peamised märkused

• Manomeetriline rõhk mõõdetakse praeguse atmosfäärirõhuga võrreldes; absoluutne rõhk mõõdetakse täiusliku vaakumiga võrreldes.
• Absoluutne rõhk = manomeetriline rõhk + atmosfäärirõhk.
• Merepinna kõrgusel on atmosfäärirõhk ligikaudu 101,3 kPa ≈ 1,013 bar ≈ 14,7 psi ≈ 760 mmHg.
• Enamik mehaanilisi rõhkuandureid näitavad manomeetrilist rõhku; vaakumandurid ja absoluutset rõhku mõõtva anduritega süsteemid näitavad absoluutset rõhku.
• Rahvusvahelistel projektidel kinnitage alati, kas määratud „psi“, „bar“, „kPa“ või „MPa“ tähendab manomeetrilist või absoluutset rõhku.

Absoluutne ja manomeetriline rõhk samal skaalal: manomeetriline rõhk loeb atmosfäärirõhust lähtudes, absoluutne rõhk loeb täiuslikust vaakumist lähtudes.

Sissejuhatus

Absoluutne rõhk ja manomeetriline rõhk on kaks erinevat viisi ühe ja sama füüsikalise suuruse väljendamiseks – nende segamine omab tegelikke tagajärgi. Insenerid ja ostjad, kes töötavad rõhumeetrite, rõhutransmitterite, vaakumiseadmete või ventiilidega, kohtuvad selle erinevusega iga päev.

Kui viitpunkt on vale:

• Ventil võib olla märgistatud vale rõhuklassiga.
• Transmitter võib olla valitud vale mõõtepiirkonnaga.
• Vaakumsüsteem võib olla projekteeritud vale nulltaseme järgi.

See juhend selgitab absoluutse ja manomeetrilise rõhu erinevust, esitab teisendusvalemi, läbib konkreetsed näited, pakub ühikute teisendustabelit ning näitab, kuidas see erinevus mõjutab ventiilide ja seadmete valikut.

1. Mis on manomeetriline rõhk?

Manomeetriline rõhk mõõdetakse suhtes praegusele atmosfäärirõhule. Tüüpilise mehaanilise rõhumeetri näit on manomeetriline rõhk.

Näide: auto rehv, mille rõhk on 250 kPa, näitab 250 kPa manomeetrit — st 250 kPa üle ümbritseva atmosfääri rõhu.

Tavalised manomeetrilise rõhu rakendused:

• Autorehvid
• Veetorustikud
• Surveõhuliinid
• Hüdraulikusüsteemid
• Enamik mehaanilisi rõhumeetreid

Vaikimisi peetakse rõhuväärtust, millel puudub lisa („a“ või „g“), tavaliselt manomeetriliseks rõhuks:

250 kPa = 250 kPa manomeetrit

250 kPag = 250 kPa manomeetrit

psig = naela ruuttolli kohta manomeetrit

2. Mis on absoluutne rõhk?

Absoluutset rõhku mõõdetakse suhtes täiusliku vaakumiga. See väljendab gaasi või vedeliku tõelist füüsikalist rõhku ja seda väärtust on vaja:

• Vaakumsüsteemid
• Keemilistes ja destilleerimisprotsessides
• Kriogeensetes süsteemides
• Kõrgtäpsusega rõhukontrollis
• Absoluutsete rõhkuandurite puhul

Näide: kui autoratta rõhkumõõtur näitab 250 kPa ülejääkrõhku ja kohalik õhurõhk on umbes 101 kPa:

Absoluutne rõhk = Üle rõhk + Atmosfäärirõhk

Absoluutne rõhk = 250 kPa + 101 kPa = 351 kPa

Seega on rehvile mõõdetud absoluutne rõhk umbes 351 kPa absoluutselt, mida kirjutatakse kujul 351 kPa(abs) või 351 kPa(a).

3. Valem, mis ühendab neid kahte

Absoluutne rõhk = Üle rõhk + Atmosfäärirõhk

Üle rõhk = Absoluutne rõhk − Atmosfäärirõhk

Standardsete atmosfääri tingimuste korral:

Atmosfäärirõhk ≈ 101,3 kPa ≈ 1,013 bar ≈ 14,7 psi ≈ 760 mmHg

Tabel 1. Üle rõhu teisendamise näited absoluutseks rõhuks

4. Miks on atmosfäärirõhk oluline

Meretasandil on atmosfäärirõhk umbes:

101,3 kPa = 1,013 bar = 14,7 psi = 760 mmHg

Atmosfäärirõhk langeb kõrguse tõusuga:

Tabel 2. Ligikaudne õhurõhk kõrguse järgi

Seetõttu on kõrgel hingamine raskem – absoluutne hapnikurõhk on madalam. Seadmete puhul tuleneb sellest järgmine praktiline tagajärg:

• Manomeetrilise rõhutransmitteri näidud võivad muutuda ilmastiku ja kõrguse tõttu.
• Absoluutne rõhutransmitter säilitab vaakumis stabiilse nulli.
• Vaakumi mõõtmist väljendatakse tavaliselt absoluutse rõhuna.

5. Kuidas lugeda mehaanilisi rõhumeetreid

Enamik mehaanilisi rõhumeetreid näitavad manomeetrilist rõhku. Neid on kolm levinumat tüüpi:

Kolm levinumat mehaanilise rõhumeetri tüüpi: positiivne, kombinatsioon- ja puhas vaakumimeeter.

5.1 Positiivne rõhumeeter

Tüüpiline vahemik: 0–100 kPa / 0–1000 kPa / 0–10 bar. Näitaja asub atmosfäärirõhul nullis. See on kõige levinum tüüp pumpadele, torusüsteemidele, surveõhule ja veesüsteemidele.

5.2 Kombinatsioonrõhu/vaakumimeeter

Tüüpiline vahemik: −101 kPa kuni 0 kuni 700 kPa või −1 bar kuni 0 kuni 10 bar. Null asub skaala keskel ja vastab atmosfäärirõhule. Need mõõturi seadmed mõõtavad ühel pool vaakumit ja teisel pool manomeetrilist positiivrõhku.

5.3 Puhast vaakumimeetrit

Tüüpiline vahemik: −101 kPa kuni 0 kPa. Atmosfäärirõhk on 0 kPa manomeetriselt; täielik vaakum on −101 kPa manomeetriselt, mis vastab 0 kPa absoluutselt. Tänapäeval mõõdetakse vaakumit sageli absoluutsete rõhutransdutsentidega rohkem kui puhtalt mehaaniliste vaakummanomeetritega.

6. Rõhüühikute teisendustabel

Erinevad tööstusharud kasutavad erinevaid rõhüühikuid. Sageli kasutatavad teisendused:

1 Torr = 1 mmHg ≈ 133 Pa

1 mbar = 0,001 bar = 100 Pa

1 bar = 100 kPa = 0,1 MPa

1 bar ≈ 14,5 psi

1 MPa = 10 bar ≈ 145 psi

1 psi ≈ 6,895 kPa

Kiire rõhüühikute teisenduste viitekaart.

Tabel 3. Kiired rõhuteisendused

Paljus turundustes peavad inimesed 1 bari ligikaudselt võrdseks 1 kg/cm²-ga. Täpselt öeldes on 1 kgf/cm² = 0,980665 bar, kuid selle ligikaudse väärtuse kasutamine on igapäevases inseneritöös levinud.

7. Mida tähendavad psig ja psia?

Ingliskeelsetes tehnilistes dokumentides kohtate:

psig = naela ruuttolli kohta manomeetrit

psia = naela ruuttolli kohta absoluutselt

Näited, kui õhurõhk on 14,7 psi:

100 psig = 100 + 14,7 = 114,7 psia

100 psia = 100 − 14,7 = 85,3 psig

psig vs psia: 100 psig = 114,7 psia, kui õhurõhk on 14,7 psi.

See on oluline rahvusvahelistel projektidel. Kui spetsifikatsioonis on kirjas ainult „psi“, tuleb alati kinnitada, kas see tähendab manomeetrilist või absoluutset rõhku.

8. Manomeetriline vs absoluutne rõhk ventiilide ja mõõteriistade valikul

Ventiilide puhul antakse rõhuklassid sageli manomeetriliselt — kuid mitte alati. Mõõteriistade puhul tuleb viide selgelt märkida.

Tabel 4. Tüüpiline rõhuviide seadme järgi

Klapi või seadme valimisel kontrollige:

• Kas märgitud väärtus on manomeetriline või absoluutne?
• Mis on kohalik õhurõhk?
• Kas rakendus asub rõhu all või rõhust kõrgemal?
• Kas seadme väljund vastab juhtsüsteemile?
• Millist ühikut kasutatakse — bar, kPa, MPa, psi, psig või psia?

9. Töödeldud näide: ventiili ja anduri valik

Klient väidab: töörõhk 0.6 MPa, vaakumdestillatsiooniteenus, rõhuandur. See spetsifikatsioon on eba täielik.

Kui mõeldakse 0.6 MPa manomeetrilist rõhku:

Absoluutne rõhk = 0.6 MPa + 0.1013 MPa = 0.7013 MPa(a)

Kui mõeldakse 0.6 MPa absoluutset rõhku:

Mõõdupõhine rõhk = 0,6 MPa − 0,1013 MPa = 0,4987 MPa(g)

Kahe näidu vahe on umbes 0,2026 MPa – ligikaudu 2 bar. Vaakumdestillatsiooniteenuses ei ole see ümardusviga; see tähendaks valest mõõdetava vahendi vahemikust ja ventiili klassist.

10. Kokkuvõte

• Mõõdupõhine rõhk kasutab nullpunktina atmosfäärirõhku.
• Absoluutne rõhk kasutab nullpunktina täiuslikku vaakumit.
• Absoluutne rõhk = manomeetriline rõhk + atmosfäärirõhk.
• Meretasandil on atmosfäärirõhk ≈ 101,3 kPa ≈ 1,013 bar ≈ 14,7 psi.
• Enamik mehaanilisi rõhku mõõtvaid seadmeid näitavad mõõdupõhist rõhku.
• Vaakumimõõtjad ja absoluutse rõhu andurid näitavad absoluutset rõhku.
• psig = mõõdupõhine rõhk; psia = absoluutne rõhk.
• Rahvusvahelistel projektidel tuleb alati kinnitada, kas kasutatakse mõõdupõhist või absoluutset rõhku.

KKK

Mis on absoluutse ja mõõdupõhise rõhu vahe?

Absoluutne rõhk mõõdetakse täiuslikust vaakumist. Manomeetriline rõhk mõõdetakse kohalikust atmosfäärirõhust.

Kuidas teisendada manomeetrilist rõhku absoluutseks rõhuks?

Absoluutne rõhk = manomeetriline rõhk + atmosfäärirõhk.

Kuidas teisendada absoluutset rõhku manomeetriliseks rõhuks?

Manomeetriline rõhk = absoluutne rõhk − atmosfäärirõhk.

Kas 100 psig on sama, mis 100 psia?

Ei. Kui atmosfäärirõhk on 14,7 psi: 100 psig = 114,7 psia ja 100 psia = 85,3 psig.

Kas mehaanilised rõhumeetrid näitavad absoluutset rõhku?

Enamik neist näitab manomeetrilist rõhku. Absoluutse rõhu mõõtmiseks mõeldud rõhumeetrid eksisteerivad, kuid neid kasutatakse mehaanilises rõhumeetris üldjuhul vähem.

Miks kasutavad vaakumsüsteemid absoluutset rõhku?

Vaakum on alla atmosfäärirõhu. Absoluutne rõhk annab selge nullviitepunktina 0 kPa(abs) kuni atmosfäärirõhuni.

Shanghai Xia Zhao Valve’i kohta

Pruugisüsteemiga roostevabast terasest turvaventil (toote pilt).

Kolmepaldis roostevabast terasest pallventiil käepidemega (toote pilt).

Shanghai Xia Zhao Valve pakub tööstusventileid, rõhuseadmeid ja vedelikujuhtimise lahendusi klienditele üle kogu maailma, teenindades vee puhastust, keemiatööstust, HVAC-süsteeme, nafta ja gaasi tööstust, elektrienergia tootmist ning vaakumsüsteeme.

Ventili või rõhuseadme valikuks saada oma töörõhk, keskkond, temperatuur ja ühendusstandard meie inseneritele – ning täpsustada, kas teie rõhuväärtused on manomeetrilised või absoluutsed.