לחץ מוחלט לעומת לחץ מדוד: נוסחה, דוגמאות והדרכה להמרה

נקודות מפתח

• הלחץ המדוד נמדד ביחס ללחץ האטמוספרי הנוכחי; הלחץ המוחלט נמדד ביחס לריק מוחלט.
• הלחץ המוחלט שווה ללחץ המדוד ועוד הלחץ האטמוספרי.
• בגובה פני הים, הלחץ האטמוספרי הוא בערך 101.3 קילו-פסקל, בערך 1.013 בר, בערך 14.7 psi, ובערך 760 מ״מ כספית.
• רוב מדדי הלחץ המכניים מודדים לחץ מדוד; מדדי הריק וממירי הלחץ המוחלט מודדים לחץ מוחלט.
• בפרויקטים בינלאומיים, תמיד אשרו האם יחידת הלחץ שצוינה — «psi», «bar», «kPa» או «MPa» — מתייחסת ללחץ מדוד או ללחץ מוחלט.

לחץ מוחלט לעומת לחץ מדוד באותה סקלה: הלחץ המדוד נמדד החל מהלחץ האטמוספרי, והלחץ המוחלט נמדד החל מריק מוחלט.

מבוא

לחץ מוחלט ולחץ מדוד הם שתי דרכים שונות להבעת אותה כמות פיזיקלית — והבלבול ביניהן יוצר השלכות אמיתיות. מהנדסים וקונים שעובדים עם מדדי לחץ, ממירי לחץ, מכשירי ואקום או שסתומים מתמודדים עם ההבחנה הזו מדי יום.

כשנקודת היחס שגויה:

• שסתום עלול להיות מדורג עבור טווח לחץ לא נכון.
• ממיר לחץ עלול להיבחר עם טווח לא נכון.
• מערכת ואקום עלולה להיות מעוצבת ביחס לנקודת ייחוס לא נכונה.

מדריך זה מסביר את ההבדל בין לחץ מוחלט ללחץ מדוד, מציג את נוסחת המרה, פותר דוגמאות קונקרטיות, מספק טבלת המרה של יחידות, ומדגים כיצד ההבחנה משפיעה על בחירת שסתומים ומכשירים.

1. מהו לחץ מדוד?

לחץ מדוד נמדד ביחס ללחץ האטמוספירי הנוכחי. הקריאה על מד לחץ מכני טיפוסי היא לחץ מדוד.

לדוגמה: צמיג רכב ב-250 קילו פסקל מראה 250 קילו פסקל מד — כלומר, 250 קילו פסקל מעל הלחץ האטמוספרי הסביבתי.

יישומים נפוצים של לחץ מד:

• צמיגי רכב
• מערכות צינורות מים
• קווים של אוויר דחוס
• מערכות הידראוליים
• רוב מדדי הלחץ המכניים

ככלל, ערך לחץ שרשום ללא סיומת ("a" או "g") מתפרש בדרך כלל כלחץ מד:

250 קילו פסקל = 250 קילו פסקל מד

250 קילו פסקל ג' = 250 קילו פסקל מד

פסיג = pund ליחידת שטח של אינץ' ריבועי מד

2. מהו לחץ מוחלט?

הלחץ המוחלט נמדד ביחס לריק מוחלט.

• מערכות ואקום
• תהליכים כימיים ותהליכי חילוץ
• מערכות קריאוגניות
• מדידת לחץ במדויק גבוה
• משדרי לחץ מוחלט

לדוגמה: אם צמיג רכב מראה 250 קילו-パスקל לפי מד הלחץ, והלחץ האטמוספרי המקומי הוא בערך 101 קילו-пасקל:

לחץ מוחלט = לחץ מדיד + לחץ אטמוספרי

לחץ מוחלט = 250 קילו-פסקל + 101 קילו-פסקל = 351 קילו-פסקל

ולכן הלחץ המוחלט בצמיג הוא בערך 351 קילו-פסקל מוחלט, אשר נכתב כ־351 קילו-פסקל (מוחלט) או 351 קילו-פסקל (א).

3. הנוסחה שמחברת בין שני סוגי הלחצים

לחץ מוחלט = לחץ מדיד + לחץ אטמוספרי

לחץ מדיד = לחץ מוחלט − לחץ אטמוספרי

בתנאי אטמוספירה סטנדרטית:

לחץ אטמוספרי ≈ 101.3 קילו-パスקל ≈ 1.013 בר ≈ 14.7 פסי ≈ 760 מ״מ כספית

טבלה 1. דוגמאות להמרת לחץ מדיד ללחץ מוחלט

למה לחץ האטמוספירה חשוב

ברמת הים, לחץ האטמוספירה הוא בערך:

101.3 קילו-פסקל = 1.013 בר = 14.7 פסי = 760 מ״מ כספית

לחץ האטמוספירה יורד עם הגובה:

טבלה 2. לחץ אטמוספירי מקורב כתלות בגובה

לכן נשימה קשה יותר בגבהים — הלחץ המוחלט של החמצן נמוך יותר. למכשירים יש לכך השלכות מעשיות:

• הקריאה של ממיר לחץ יחסית עשויה לסטות בהתאם לתנאי מזג האוויר ולגובה.
• ממיר לחץ מוחלט שומר על אפס יציב בריק.
• מדידת ריק מובעת בדרך כלל כלחץ מוחלט.

5. כיצד לקרוא מדדי לחץ מכניים

רוב מדדי הלחץ המכניים מציגים לחץ יחסית. קיימים שלושה סוגי מדדים נפוצים:

שלושת סוגי מדדי הלחץ המכניים הנפוצים: לחץ חיובי, משולב וריק טהור.

5.1 מד לחץ חיובי

טווח טיפוסי: 0–100 קילו פסקל / 0–1,000 קילו פסקל / 0–10 בר. המחט נמצאת ב-0 בלחץ אטמוספירי. זהו הסוג הנפוץ ביותר למדידת לחץ במשאבות, צינורות, אוויר דחוס ומערכות מים.

5.2 מד לחץ משולב / מד ריק

טווח טיפוסי: −101 קילו פסקל עד 0 עד 700 קילו פסקל, או −1 בר עד 0 עד 10 בר. האפס נמצא במרכז הסקאלה ומקביל ללחץ האטמוספירי. מדים אלו מודדים ריק באחד הקצוות ולחץ גייג חיובי בקצה השני.

5.3 מד ריק טהור

טווח טיפוסי: −101 קילו פסקל עד 0 קילו פסקל. הלחץ האטמוספירי מופיע כ-0 קילו פסקל גייג; הריק המלא מופיע כ-−101 קילו פסקל גייג, שמתאים ל-0 קילו פסקל מוחלט. כיום, ריק נמדד בדרך כלל באמצעות ממירי לחץ מוחלט ולא באמצעות מדדי ריק מכניים טהורים.

6. טבלת המרה של יחידות לחץ

תעשייה שונה משתמשת ביחדות לחץ שונות. המרות נפוצות:

1 טור = 1 מ״מ כספית ≈ 133 פסקל

1 מיליבר = 0.001 בר = 100 פסקל

1 בר = 100 קילו פסקל = 0.1 מגה פסקל

סרגל אחד ≈ 14.5 פסי

1 מפ"א = 10 סרגלים ≈ 145 פסי

1 psi ≈ 6.895 kPa

כרטיס הפניות המהיר להמרות יחידות לחץ.

טבלה 3. המרות לחץ מהירות

בשווקים רבים, אנשים מתייחסים ל-1 בר כאל קירוב של 1 ק״ג לסמ״ר. מבחינה טכנית מדוייקת, 1 ק״ג כוח לסמ״ר שווה ל-0.980665 בר, אך הקירוב נפוץ מאוד בפרקטיקה ההנדסית היומיומית.

7. מה המשמעות של psig ו-psia?

בתיעוד טכני אנגלי תראו:

פסיג = pund ליחידת שטח של אינץ' ריבועי מד

psia = פאונד ליש"ר אבסולוטי

דוגמאות, כאשר הלחץ האטמוספרי הוא 14.7 פסי:

100 psig = 100 + 14.7 = 114.7 psia

100 psia = 100 − 14.7 = 85.3 psig

השוואה בין psig ל-psia: 100 psig שווה ל-114.7 psia כאשר הלחץ האטמוספרי הוא 14.7 פסי.

זה חשוב בפרויקטים בינלאומיים. אם במסמך טכני כתוב רק "psi", יש תמיד לאמת האם הכוונה היא ללחץ מדרגה או ללחץ מוחלט.

8. לחץ מדרגה לעומת לחץ מוחלט בבחירת שסתומים ומכשור

במקרה של שסתומים, דרגות הלחץ נמסרות לעיתים קרובות כלחץ מדרגה — אך לא תמיד. במקרה של מכשירים, יש לציין בבירור את נקודת היחס.

טבלה 4. נקודת ייחוס לחץ טיפוסית לפי מכשיר

בעת בחירת שסתום או מכשיר, יש לבדוק:

• האם הערך המצוין הוא ביחס לאטמוספירה (ג'וג') או מוחלט?
• מהו הלחץ האטמוספרי המקומי?
• האם היישום פועל תחת לחץ אטמוספרי או מעלו?
• האם הפלט של המכשיר תואם למערכת הבקרה?
• באיזה יחידה נעשה שימוש — בר, קילו-פסקל, מגה-פסקל, פסי, פסי ג'וג' או פסי מוחלט?

9. דוגמה מעשית: בחירת שסתום ומשדר

לקוח ציין: לחץ פעילות 0.6 MPa, שירות של חילוץ ריק, משדר לחץ. مواנה זו אינה שלמה.

אם הכוונה היא ל-0.6 MPa ג'וג':

הלחץ המוחלט = 0.6 MPa + 0.1013 MPa = 0.7013 MPa(א)

אם הכוונה היא ל-0.6 מפ"א מוחלט:

לחץ מדוד = 0.6 מפ"א − 0.1013 מפ"א = 0.4987 מפ"א (מדוד)

ההפרש בין שני הקריאות הוא כ-0.2026 מפ"א — בערך 2 בר. בשירות של חילוץ בואקום, זה לא שגיאת עיגול; זה יגרום לבחירת טווח תרומטר וסיווג שסתומים שגויים.

10. סיכום

• לחץ מדוד משתמש בלחץ האטמוספרי כנקודת אפס.
• לחץ מוחלט משתמש בואקום מוחלט כנקודת אפס.
• הלחץ המוחלט שווה ללחץ המדוד ועוד הלחץ האטמוספרי.
• ברמת הים, הלחץ האטמוספרי ≈ 101.3 קילופסקל ≈ 1.013 בר ≈ 14.7 פסי.
• רוב מדדי הלחץ המכניים קוראים את הלחץ המדוד.
• מדדי הוויקיום ותרומטרי הלחץ המוחלט קוראים את הלחץ המוחלט.
• פSIG = לחץ מדוד; פSIA = לחץ מוחלט.
• תמיד לאשר את הלחץ המוגדר לעומת הלחץ המוחלט בפרויקטים בינלאומיים.

שאלות נפוצות

מה ההבדל בין לחץ מוחלט ללחץ מוגדר?

הלחץ המוחלט נמדד מואקום מושלם. הלחץ המוגדר נמדד מהלחץ האטמוספירי המקומי.

איך ממירים לחץ מוגדר ללחץ מוחלט?

הלחץ המוחלט שווה ללחץ המדוד ועוד הלחץ האטמוספרי.

איך ממירים לחץ מוחלט ללחץ מוגדר?

הלחץ המוגדר = הלחץ המוחלט − הלחץ האטמוספירי.

האם 100 פסיג זהה ל-100 פסיא?

לא. כאשר הלחץ האטמוספירי הוא 14.7 פסי: 100 פסיג = 114.7 פסיא, ו-100 פסיא = 85.3 פסיג.

האם מדדי לחץ מכניים מציגים לחץ מוחלט?

רובם מציגים לחץ מוגדר. קיימים מדדי לחץ מוחלט, אך הם פחות נפוצים במדידת לחץ מכנית כללית.

למה מערכות ואקום משתמשות בלחץ מוחלט?

ואקום הוא לחץ נמוך מהלחץ האטמוספרי. הלחץ המוחלט מספק את נקודת האפס ברורה, מ-0 קילו פסקל (מוחלט) ועד ללחץ האטמוספרי.

אודות שיאנגהי שיאו ג'או ואלו

שסתום בטיחות נירוסטה עם קפיץ (תמונה של מוצר).

שלושה חלקים מנירוסטה תא שסתום עם ידית מניעת זרוע (תמונה של מוצר).

שיאנגהי שיאו ג'או ואלו מספקת שסתומים תעשייתיים, מכשירי מדידת לחץ ופתרונות לבקרת נוזלים ללקוחות ברחבי העולם, ומשרתת תחומים כגון טיהור מים, עיבוד כימי, מיזוג אוויר וחימום, נפט וגז, ייצור חשמל ומערכות ואקום.

לבחירת שסתום או מכשיר מדידת לחץ, שלחו לצוות ההנדסה שלנו את ערכי הלחץ בתפעול, החומר, הטמפרטורה והתקן החיבור – וציינו האם ערכי הלחץ שלכם הם יחסית לאטמוספירה (gauge) או מוחלטים (absolute).