Absolūtā spiediena un relatīvā spiediena salīdzinājums: formula, piemēri un pārveidošanas pamācība

Svarīgākie padomi

• Relatīvais spiediens tiek nolasīts attiecībā pret pašreizējo atmosfēras spiedienu; absolūtais spiediens tiek nolasīts attiecībā pret pilnīgu vakuumu.
• Absolūtais spiediens = relatīvais spiediens + atmosfēras spiediens.
• Jūras līmenī atmosfēras spiediens ≈ 101,3 kPa ≈ 1,013 bar ≈ 14,7 psi ≈ 760 mmHg.
• Vairumā mehāniskajām spiediena mērītājierīcēm tiek nolasīts relatīvais spiediens; vakuuma mērītāji un absolūtā spiediena sensoru ierīces rāda absolūto spiedienu.
• Starptautiskos projektos vienmēr apstipriniet, vai norādītais „psi“, „bar“, „kPa“ vai „MPa“ nozīmē relatīvo vai absolūto spiedienu.

Absolūtais un relatīvais spiediens uz vienas un tās pašas skalas: relatīvais spiediens tiek nolasīts no atmosfēras spiediena, absolūtais spiediens — no pilnīga vakuuma.

Ievads

Absolūtā spiediena un relatīvā spiediena izteikšana ir divi dažādi vienas un tās pašas fizikālās lieluma — spiediena — izteikšanas veidi, un to apjukums rada reālas sekas. Inženieri un pircēji, kuri strādā ar spiediena manometriem, spiediena pārveidotājiem, vakuuma instrumentiem vai vārstiem, ikdienā saskaras ar šo atšķirību.

Kad references vērtība ir nepareiza:

• Vārsts var būt norādīts nepareizai spiediena klasei.
• Pārveidotājs var tikt izvēlēts ar nepareizu mēroga diapazonu.
• Vakuuma sistēma var tikt projektēta pret nepareizu atskaites punktu.

Šis pamācības materiāls skaidro absolūtā un relatīvā spiediena atšķirību, sniedz pārveidošanas formulu, analizē konkrētus piemērus, nodrošina vienību pārveidošanas tabulu un parāda, kā šī atšķirība ietekmē vārstu un instrumentu izvēli.

1. Kas ir relatīvais spiediens?

Relatīvais spiediens tiek mērīts attiecībā pret pašreizējo atmosfēras spiedienu. Parastā mehāniskā spiediena manometra rādījums ir relatīvais spiediens.

Piemērs: automašīnas riepā, kur spiediens ir 250 kPa, rādītājs parāda 250 kPa relatīvo spiedienu — citiem vārdiem sakot, 250 kPa augstāku nekā apkārtējā atmosfēra.

Biežākais relatīvā spiediena pielietojums:

• Auto riepas
• Ūdens cauruļu sistēmas
• Saspiestā gaisa līnijas
• Hidrauliskie sistēmas
• Vairumā mehānisko spiediena mērītāju

Pēc noklusējuma spiediena vērtība, kas uzrakstīta bez papildinājuma („a” vai „g”), parasti tiek uzskatīta par relatīvo spiedienu:

250 kPa = 250 kPa relatīvais spiediens

250 kPag = 250 kPa relatīvais spiediens

psig = mārciņas uz kvadrātcollu relatīvais spiediens

2. Kas ir absolūtais spiediens?

Absolūtais spiediens tiek mērīts attiecībā pret pilnīgu vakuumu. Tas izsaka gāzes vai šķidruma patieso fizikālo spiedienu, un tas ir vērtība, kas jums nepieciešama:

• Vakuuma sistēmas
• Ķīmiskajos un destilācijas procesos
• Kriogēnajos sistēmās
• Augstas precizitātes spiediena mērīšanā
• Absolūtā spiediena pārveidotāji

Piemērs: ja automašīnas riepās norādītais spiediens ir 250 kPa pārspiediena un vietējais atmosfēras spiediens ir aptuveni 101 kPa:

Absolūtais spiediens = Manometriskais spiediens + Atmosfēras spiediens

Absolūtais spiediens = 250 kPa + 101 kPa = 351 kPa

Tātad riepas absolūtais spiediens ir aptuveni 351 kPa absolūts, ko pieraksta kā 351 kPa(abs) vai 351 kPa(a).

3. Formula, kas saista abus lielumus

Absolūtais spiediens = Manometriskais spiediens + Atmosfēras spiediens

Manometriskais spiediens = Absolūtais spiediens − Atmosfēras spiediens

Standarta atmosfēras apstākļos:

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

Tabula 1. Piemēri manometriskā spiediena pārvēršanai absolūtajā spiedienā

kāpēc atmosfēras spiediens ir svarīgs

Jūras līmenī atmosfēras spiediens ir aptuveni:

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

Atmosfēras spiediens samazinās ar augstumu:

Tabula 2. Aptuvenais atmosfēras spiediens atkarībā no augstuma

Tāpēc elpošana augstumā ir grūtāka — absolūtais skābekļa spiediens ir zemāks. Instrumentiem praktiskās sekas ir:

• Spiediena mērītāja rādījums, kas mēra pārspiedienu, var mainīties atkarībā no laikapstākļiem un augstuma.
• Absolūtā spiediena mērītājs saglabā stabila nulles vērtību vakuumā.
• Vakuumu parasti izsaka kā absolūto spiedienu.

5. Kā nolasīt mehāniskos spiediena mērinstrumentus

Vairākums mehānisko spiediena mērītāju rāda pārspiedienu. Ir trīs visizplatītākās šo mērītāju veidu grupas:

Trīs visizplatītākie mehāniskie spiediena mērītāji: pozitīvā spiediena, kombinētā spiediena/vakuummērītājs un tīrs vakuummērītājs.

5.1 Pozitīvā spiediena mērītājs

Tipisks diapazons: 0–100 kPa / 0–1000 kPa / 0–10 bar. Rādītājs atrodas pozīcijā 0 pie atmosfēriskā spiediena. Šis ir visizplatītākais mērītāju veids sūkņiem, cauruļvadiem, kompresētā gaisa un ūdens sistēmām.

5.2 Kombinētais spiediena/vakuummērītājs

Tipisks diapazons: −101 kPa līdz 0 līdz 700 kPa vai −1 bar līdz 0 līdz 10 bar. Nulle atrodas skalas vidū un atbilst atmosfēriskajam spiedienam. Šie mērītāji mēra vakuumu vienā pusē un pozitīvo pārspiedienu otrā pusē.

5.3 Tīrs vakuummērītājs

Tipisks diapazons: −101 kPa līdz 0 kPa. Atmosfēriskais spiediens tiek norādīts kā 0 kPa pārspiedienā; pilnīgais vakuums tiek norādīts kā −101 kPa pārspiedienā, kas atbilst 0 kPa absolūtajā spiedienā. Mūsdienās vakuumu biežāk mēra, izmantojot absolūtā spiediena sensorus, nevis tīrus mehāniskos vakuummērītājus.

6. Spiediena vienību pārveidošanas tabula

Dažādas nozares izmanto dažādas spiediena vienības. Bieži lietotās pārveidošanas:

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

Ātra spiediena vienību pārveidošanas atsauces karte.

Tabula 3. Ātras spiediena pārveidošanas

Dažos tirgus vietās cilvēki uzskata, ka 1 bar ≈ 1 kg/cm². Stingri ņemot vērā, 1 kgf/cm² = 0,980665 bar, taču ikdienas inženierijas praksē bieži izmanto šo aptuveno vērtību.

7. Ko nozīmē psig un psia?

Angļu valodas tehniskajos dokumentos jūs redzēsiet:

psig = mārciņas uz kvadrātcollu relatīvais spiediens

psia = mārciņas uz kvadrātcollu absolūtā spiediena vienībā

Piemēri, pie atmosfēras spiediena 14,7 psi:

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

100 psia = 100 − 14,7 = 85,3 psig

psig pret psia: 100 psig = 114,7 psia ar atmosfēras spiedienu 14,7 psi.

Tas ir svarīgi starptautiskos projektos. Ja specifikācijā norādīts tikai „psi”, vienmēr jāpārliecinās, vai tas nozīmē spiedienu attiecībā pret atmosfēru vai absolūto spiedienu.

8. Spiediens attiecībā pret atmosfēru un absolūtais spiediens vārstu un instrumentu izvēlē

Vārstiem spiediena klases bieži norāda kā spiedienu attiecībā pret atmosfēru — taču ne vienmēr. Instrumentiem atsauce jānorāda skaidri.

Tabula 4. Tipiskā spiediena atsauce pēc ierīces

Izvēloties vārstu vai instrumentu, pārbaudiet:

• Vai norādītā vērtība ir pārbaudes vai absolūtā spiediena vērtība?
• Kāds ir vietējais atmosfēras spiediens?
• Vai lietojums ir virs vai zem atmosfēras spiediena?
• Vai instrumenta izvade atbilst vadības sistēmai?
• Kāda vienība tiek izmantota — bar, kPa, MPa, psi, psig vai psia?

9. Darba piemērs: vārsta un spiediena pārveidotāja izvēle

Klients norāda: darba spiediens 0,6 MPa, vakuuma destilācijas process, spiediena pārveidotājs. Šī specifikācija ir nepilnīga.

Ja domāts 0,6 MPa pārspiediens:

Absolūtais spiediens = 0,6 MPa + 0,1013 MPa = 0,7013 MPa(a)

Ja domāts 0,6 MPa absolūtais spiediens:

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

Abu rādījumu starpība ir aptuveni 0,2026 MPa — aptuveni 2 bar. Vakuuma destilācijas procesā tas nav noapaļošanas kļūda; tā rezultātā tiktu izvēlēts nepareizs pārveidotāja mērogs un vārsta klase.

10. Kopsavilkums

• Pārspiediens izmanto atmosfēras spiedienu kā nulles punktu.
• Absolūtais spiediens izmanto ideālu vakuumu kā nulles punktu.
• Absolūtais spiediens = relatīvais spiediens + atmosfēras spiediens.
• Jūras līmenī atmosfēras spiediens ≈ 101,3 kPa ≈ 1,013 bar ≈ 14,7 psi.
• Vairums mehānisko spiediena mērītāju rāda relatīvo spiedienu.
• Vakuumspiediena mērītāji un absolūtā spiediena pārveidotāji rāda absolūto spiedienu.
• psig = relatīvais spiediens; psia = absolūtais spiediens.
• Starptautiskos projektos vienmēr pārbaudiet, vai tiek izmantots relatīvais vai absolūtais spiediens.

BKJ

Kāda ir atšķirība starp absolūto un relatīvo spiedienu?

Absolūtais spiediens tiek mērīts no pilnīga vakuuma. Relatīvais spiediens tiek mērīts no vietējā atmosfēras spiediena.

Kā pārvērst relatīvo spiedienu par absolūto spiedienu?

Absolūtais spiediens = relatīvais spiediens + atmosfēras spiediens.

Kā pārvērst absolūto spiedienu par relatīvo spiedienu?

Relatīvais spiediens = absolūtais spiediens − atmosfēras spiediens.

Vai 100 psig ir tas pats, kas 100 psia?

Nē. Ar atmosfēras spiedienu 14,7 psi: 100 psig = 114,7 psia un 100 psia = 85,3 psig.

Vai mehāniskie spiediena manometri rāda absolūto spiedienu?

Vairums rāda manometrisku spiedienu. Eksistē absolūtā spiediena manometri, taču tie ir retāk sastopami vispārējās mehāniskās spiediena mērīšanas jomā.

Kāpēc vakuum sistēmās izmanto absolūto spiedienu?

Vakuum ir zem atmosfēras spiediena. Absolūtais spiediens nodrošina skaidru nulles atskaites punktu no 0 kPa(abs) līdz atmosfēras spiedienam.

Par Šanhajas Sja Zhao vārstu

Svira ar atspere izgatavots no nerūsējošā tērauda drošības vārsts (produkta attēls).

Trīsdaļīgs no nerūsējošā tērauda globulesvērtne ar sviru (produkta attēls).

Šanhajas Sja Zhao vārsts piegādā rūpnieciskos vārstus, spiediena mērinstrumentus un šķidruma vadības risinājumus pasaules mērogā, kalpojot ūdens apstrādes, ķīmiskās rūpniecības, HVAC, naftas un gāzes, enerģijas ražošanas un vakuum sistēmu nozarēm.

Lai izvēlētos vārstu vai spiediena mērinstrumentu, nosūtiet mūsu inženieru komandai darba spiedienu, vidu, temperatūru un savienojuma standartu — un norādiet, vai jūsu spiediena vērtības ir relatīvās vai absolūtās.