Abszolút nyomás és túlnyomás: képlet, példák és átváltási útmutató

Fontos tanulságok

• A túlnyomást a jelenlegi légköri nyomáshoz viszonyítva mérik; az abszolút nyomást egy tökéletes vákuumhoz viszonyítva.
• Abszolút nyomás = túlnyomás + légköri nyomás.
• Tengerszinten a légköri nyomás ≈ 101,3 kPa ≈ 1,013 bar ≈ 14,7 psi ≈ 760 mmHg.
• A legtöbb mechanikus nyomásmérő a túlnyomást mutatja; a vákuummérők és az abszolút nyomás-érzékelők az abszolút nyomást mérik.
• Nemzetközi projekteknél mindig tisztázza, hogy egy megadott „psi”, „bar”, „kPa” vagy „MPa” túlnyomást vagy abszolút nyomást jelent.

Abszolút és túlnyomás ugyanazon skálán: a túlnyomást a légköri nyomástól, az abszolút nyomást egy tökéletes vákuumtól számítják.

Bevezetés

Az abszolút nyomás és a túlnyomás két különböző módszer ugyanannak a fizikai mennyiségnek a kifejezésére – és a kettő összekeverése valós következményekkel jár. A nyomásmérőkkel, nyomásmérő átalakítókkal, vákuumos eszközökkel vagy szelepekkel dolgozó mérnökök és beszerzők minden nap találkoznak ezzel a különbséggel.

Amikor a referencia hibás:

• Egy szelep rossz nyomásklaszterre lehet megadva.
• Egy átalakítót helytelen mérési tartománnyal választhatnak ki.
• Egy vákuumrendszer rossz alappontra (referenciapont) építhető.

Ez az útmutató elmagyarázza az abszolút és a túlnyomás közötti különbséget, megadja az átváltási képletet, konkrét példákon keresztül mutatja be, táblázatot tartalmaz az egységátváltáshoz, és bemutatja, hogyan befolyásolja ez a különbség a szelepek és műszerek kiválasztását.

1. Mi a túlnyomás?

A túlnyomást a jelenlegi légnyomáshoz viszonyítva mérik. Egy tipikus mechanikus nyomásmérő kijelzőjén megjelenő érték a túlnyomás.

Példa: egy autógumi 250 kPa nyomáson 250 kPa-t mutat – azaz 250 kPa-val magasabb, mint a környező légnyomás.

A túlnyomás gyakori alkalmazásai:

• Autóabroncsok
• Vízvezeték-rendszerek
• Sűrített levegővezetékek
• Hidraulikai Rendszerek
• A legtöbb mechanikus nyomásmérő

Alapértelmezés szerint a nyomásértéket – amelyhez nincs „a” vagy „g” jelölés hozzáadva – általában túlnyomásként értelmezik:

250 kPa = 250 kPa túlnyomás

250 kPag = 250 kPa túlnyomás

psig = font per négyzetláb túlnyomás

2. Mi az abszolút nyomás?

Az abszolút nyomást egy tökéletes vákuumhoz viszonyítva mérjük. Ez fejezi ki egy gáz vagy folyadék valódi fizikai nyomását, és ez az érték szükséges a következőkben:

• Vákuumrendszerek
• Kémiai és lepárlási folyamatokban
• Kriogén rendszerekben
• Nagypontosságú nyomásmérésnél
• Abszolút nyomásmérő adókban

Példa: ha egy autógumi nyomásmérője 250 kPa-t mutat túlnyomásként, és a helyi légnyomás kb. 101 kPa:

Abszolút nyomás = Mérőnyomás + Légnyomás

Abszolút nyomás = 250 kPa + 101 kPa = 351 kPa

Tehát a gumi abszolút nyomása kb. 351 kPa abszolút, amit 351 kPa(abs) vagy 351 kPa(a)-ként írunk.

3. A két mennyiség közötti összefüggés képlete

Abszolút nyomás = Mérőnyomás + Légnyomás

Mérőnyomás = Abszolút nyomás − Légnyomás

Szabványos légköri körülmények között:

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

1. táblázat. Mérőnyomás–abszolút nyomás átváltási példák

4. Miért fontos a légnyomás

Tengerszinten a légnyomás körülbelül:

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

A légnyomás csökken a tengerszint feletti magassággal:

2. táblázat. Közelítő légnyomás a tengerszint feletti magasság függvényében

Ezért nehezebb a légzés nagy magasságban – az abszolút oxigénnyomás alacsonyabb. A műszerek esetében a gyakorlati következmények a következők:

• Egy túlnyomás-mérő átadó értéke időjárási és tengerszint feletti magassági változások hatására eltolódhat.
• Egy abszolút nyomásmérő átadó zérópontja stabil vákuumban.
• A vákuummérés általában abszolút nyomásként fejeződik ki.

5. Hogyan olvashatók le a mechanikus nyomásmérők

A legtöbb mechanikus nyomásmérő túlnyomást mutat. Három gyakori típus létezik:

A három gyakori mechanikus nyomásmérő típus: túlnyomás-mérő, összetett (túlnyomás–vákuum) mérő és tiszta vákuummérő.

5.1 Túlnyomás-mérő

Tipikus mérési tartomány: 0–100 kPa / 0–1 000 kPa / 0–10 bar. A mutató a légköri nyomáson 0-nál áll. Ez a leggyakoribb típus szivattyúkhoz, csővezetékekhez, sűrített levegőhöz és vízrendszerekhez.

5.2 Összetett (túlnyomás–vákuum) nyomásmérő

Tipikus mérési tartomány: −101 kPa-tól 0-ig 700 kPa-ig, vagy −1 bartól 0-ig 10 barig. A nulla a skála közepén helyezkedik el, és a légköri nyomásnak felel meg. Ezek a manométerek vákuumot mérnek az egyik oldalon, és pozitív túlnyomást a másikon.

5.3 Tiszta vákuummanométer

Tipikus mérési tartomány: −101 kPa-tól 0 kPa-ig. A légköri nyomás 0 kPa túlnyomásként jelenik meg; a teljes vákuum −101 kPa túlnyomásként értelmezhető, ami 0 kPa abszolút nyomásnak felel meg. Ma a vákuumot gyakrabban abszolút nyomásmérőkkel mérik, mint tisztán mechanikus vákuummanométerekkel.

6. Nyomásegységek átváltási táblázata

Különböző iparágak különböző nyomásegységeket használnak. Gyakori átváltások:

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

Gyors nyomásegység-átváltási táblázat.

3. táblázat. Gyors nyomásegység-átváltások

Sok piacban az emberek 1 bar ≈ 1 kg/cm²-ként kezelik. Pontosan fogalmazva: 1 kgf/cm² = 0,980665 bar, de a közelítés gyakori a mindennapi mérnöki gyakorlatban.

7. Mit jelentenek a psig és a psia kifejezések?

Az angol műszaki dokumentumokban a következőket találja:

psig = font per négyzetláb túlnyomás

psia = font per négyzetláb abszolút nyomás

Példák, a légnyomás 14,7 psi értékével:

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

100 psia = 100 − 14,7 = 85,3 psig

psig vs psia: 100 psig = 114,7 psia, ha a légnyomás 14,7 psi.

Ez nem elhanyagolható nemzetközi projekteknél. Ha egy műszaki leírásban csak „psi” szerepel, mindig tisztázza, hogy túlnyomást vagy abszolút nyomást jelent-e.

8. Túlnyomás és abszolút nyomás szelepek és műszerek kiválasztásánál

A szelepek nyomási osztályozását gyakran túlnyomásként adják meg – de nem mindig. A műszerek esetében az alapértelmezett nyomásreferenciát egyértelműen azonosítani kell.

4. táblázat. A készülék típusa szerinti tipikus nyomásreferencia

Szelep vagy műszer kiválasztásakor ellenőrizze:

• A megadott érték túlnyomás vagy abszolút érték?
• Mi a helyi légnyomás?
• A fenti vagy az atmoszférikus nyomás alatti alkalmazásról van szó?
• Az eszköz kimenete egyezik a vezérlőrendszerrel?
• Milyen mértékegységet használnak — bar, kPa, MPa, psi, psig vagy psia?

9. Gyakorlati példa: szelep és nyomásmérő kiválasztása

Egy ügyfél így fogalmaz: üzemi nyomás 0,6 MPa, vákuumos desztillációs üzem, nyomásmérő. Ez a megadott specifikáció hiányos.

Ha 0,6 MPa túlnyomást (gauge) értenek alatta:

Abszolút nyomás = 0,6 MPa + 0,1013 MPa = 0,7013 MPa(a)

Ha 0,6 MPa abszolút nyomást értenek alatta:

Túlnyomás = 0,6 MPa − 0,1013 MPa = 0,4987 MPa(g)

A két mérési érték közötti különbség kb. 0,2026 MPa — kb. 2 bar. Vákuumos desztillációs üzemben ez nem kerekítési hiba; rossz nyomásmérő tartományt és szeleposztályt jelentene.

10. Összefoglalás

• A mérőnyomás a légköri nyomást veszi nullpontnak.
• Az abszolút nyomás a tökéletes vákuumot veszi nullpontnak.
• Abszolút nyomás = túlnyomás + légköri nyomás.
• Tengerszinten a légköri nyomás ≈ 101,3 kPa ≈ 1,013 bar ≈ 14,7 psi.
• A legtöbb mechanikus nyomásmérő a mérőnyomást mutatja.
• A vákuummérők és az abszolút nyomásmérő adók az abszolút nyomást mérik.
• psig = mérőnyomás; psia = abszolút nyomás.
• Nemzetközi projekteknél mindig ellenőrizze, hogy mérőnyomásról vagy abszolút nyomásról van-e szó.

GYIK

Mi a különbség az abszolút nyomás és a mérőnyomás között?

Az abszolút nyomást egy tökéletes vákuumból kiindulva mérik. A mérőnyomást a helyi légköri nyomásból kiindulva mérik.

Hogyan alakítsam át a mérőnyomást abszolút nyomássá?

Abszolút nyomás = túlnyomás + légköri nyomás.

Hogyan alakítható át az abszolút nyomás túlnyomássá?

Túlnyomás = abszolút nyomás − légköri nyomás.

Azonos-e a 100 psig és a 100 psia?

Nem. A légköri nyomás 14,7 psi esetén: 100 psig = 114,7 psia, és 100 psia = 85,3 psig.

A mechanikus nyomásmérők abszolút nyomást mutatnak?

A legtöbb túlnyomást mutat. Léteznek abszolút nyomásmérők is, de általános mechanikus nyomásmérési feladatoknál ritkábban használják őket.

Miért használnak vákuumrendszerekben abszolút nyomást?

A vákuum a légköri nyomás alatt van. Az abszolút nyomás egyértelmű nullpontot ad: 0 kPa(abs)-tól a légköri nyomásig.

A Sanghaj Hszia Csao szelepről

Rugóterheléses rozsdamentes acél biztonsági szelep (termékfotó).

Háromrészes rozsdamentes acél a szálcsap kartos kezelővel (termékfotó).

A Shanghai Xia Zhao Valve ipari szelepeket, nyomásmérő eszközöket és folyadékvezérlési megoldásokat szállít világszerte ügyfeleknek, akik vízkezelési, vegyipari, fűtés-hűtés-szellőztetési (HVAC), olaj- és gázipari, energiatermelési és vákuumrendszerekben dolgoznak.

Szelep vagy nyomásmérő eszköz kiválasztásához küldje el műszaki csapatunknak a működési nyomást, a közeg típusát, a hőmérsékletet és a csatlakozási szabványt – valamint jelezze, hogy a megadott nyomásértékek túlnyomásértékek vagy abszolút nyomásértékek.