Áp suất tuyệt đối so với áp suất đo: Công thức, ví dụ và hướng dẫn chuyển đổi

Những điều quan trọng

• Áp suất đo được đọc so với áp suất khí quyển hiện tại; áp suất tuyệt đối được đọc so với chân không hoàn hảo.
• Áp suất tuyệt đối = áp suất đo + áp suất khí quyển.
• Ở mực nước biển, áp suất khí quyển ≈ 101,3 kPa ≈ 1,013 bar ≈ 14,7 psi ≈ 760 mmHg.
• Hầu hết đồng hồ đo áp suất cơ học hiển thị áp suất đo; đồng hồ đo chân không và bộ truyền tín hiệu áp suất tuyệt đối hiển thị áp suất tuyệt đối.
• Trong các dự án quốc tế, luôn xác nhận rõ “psi”, “bar”, “kPa” hoặc “MPa” được nêu là áp suất đo hay áp suất tuyệt đối.

Áp suất tuyệt đối so với áp suất đo trên cùng một thang đo: áp suất đo bắt đầu từ áp suất khí quyển, còn áp suất tuyệt đối bắt đầu từ chân không hoàn hảo.

Giới thiệu

Áp suất tuyệt đối và áp suất dư là hai cách khác nhau để biểu thị cùng một đại lượng vật lý — và việc nhầm lẫn giữa chúng sẽ dẫn đến những hệ quả thực tế.

Khi điểm chuẩn bị sai:

• Một van có thể được xếp hạng sai về cấp áp suất.
• Một bộ chuyển đổi áp suất có thể được chọn với dải đo không đúng.
• Một hệ thống chân không có thể được thiết kế dựa trên mốc tham chiếu sai.

Hướng dẫn này giải thích sự khác biệt giữa áp suất tuyệt đối và áp suất dư, cung cấp công thức chuyển đổi, trình bày các ví dụ cụ thể, đưa ra bảng quy đổi đơn vị và chỉ rõ cách phân biệt này ảnh hưởng đến việc lựa chọn van và thiết bị đo.

1. Áp suất dư là gì?

Áp suất dư được đo tương đối so với áp suất khí quyển hiện tại. Giá trị hiển thị trên một đồng hồ đo áp suất cơ học thông thường chính là áp suất dư.

Ví dụ: áp suất lốp xe ở mức 250 kPa được đọc là 250 kPa đo — nói cách khác, cao hơn áp suất khí quyển xung quanh 250 kPa.

Các ứng dụng phổ biến của áp suất đo:

• Lốp ô tô
• Hệ thống ống dẫn nước
• Đường ống khí nén
• Hệ thống thủy lực
• Hầu hết đồng hồ đo áp suất cơ học

Theo mặc định, giá trị áp suất được viết mà không có hậu tố (“a” hoặc “g”) thường được coi là áp suất đo:

250 kPa = 250 kPa đo

250 kPag = 250 kPa đo

psig = pound trên inch vuông đo

2. Áp suất tuyệt đối là gì?

Áp suất tuyệt đối được đo tương đối so với chân không hoàn hảo. Nó biểu thị áp suất vật lý thực tế của một chất khí hoặc chất lỏng, và đây là giá trị bạn cần trong:

• Hệ thống chân không
• Các quy trình hóa học và chưng cất
• Các hệ thống cryogenic
• Đo áp suất độ chính xác cao
• Bộ chuyển đổi áp suất tuyệt đối

Ví dụ: nếu áp suất lốp xe hơi hiển thị 250 kPa theo thang đo và áp suất khí quyển tại địa phương khoảng 101 kPa:

Áp suất tuyệt đối = Áp suất đo được + Áp suất khí quyển

Áp suất tuyệt đối = 250 kPa + 101 kPa = 351 kPa

Do đó, áp suất tuyệt đối của lốp xe khoảng 351 kPa tuyệt đối, được viết là 351 kPa(abs) hoặc 351 kPa(a).

3. Công thức liên hệ giữa hai loại áp suất

Áp suất tuyệt đối = Áp suất đo được + Áp suất khí quyển

Áp suất đo được = Áp suất tuyệt đối − Áp suất khí quyển

Trong điều kiện khí quyển tiêu chuẩn:

Áp suất khí quyển ≈ 101,3 kPa ≈ 1,013 bar ≈ 14,7 psi ≈ 760 mmHg

Bảng 1. Các ví dụ chuyển đổi từ áp suất đo được sang áp suất tuyệt đối

4. Vì sao áp suất khí quyển lại quan trọng

Ở mực nước biển, áp suất khí quyển vào khoảng:

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

Áp suất khí quyển giảm khi độ cao tăng:

Bảng 2. Áp suất khí quyển xấp xỉ theo độ cao

Đây là lý do vì sao việc thở trở nên khó khăn hơn ở độ cao lớn — áp suất oxy tuyệt đối thấp hơn. Đối với các thiết bị đo, hệ quả thực tế là:

• Giá trị đọc được từ bộ chuyển đổi áp suất kiểu đồng hồ có thể sai lệch do thời tiết và độ cao.
• Bộ chuyển đổi áp suất tuyệt đối duy trì giá trị zero ổn định tại chân không.
• Việc đo chân không thường được biểu thị dưới dạng áp suất tuyệt đối.

5. Cách đọc đồng hồ đo áp suất cơ học

Hầu hết đồng hồ đo áp suất cơ học hiển thị áp suất dư. Có ba loại phổ biến:

Ba loại đồng hồ đo áp suất cơ học phổ biến: loại đo áp suất dương, loại đo kết hợp và loại đo chân không thuần túy.

5.1 Đồng hồ đo áp suất dương

Dải đo điển hình: 0–100 kPa / 0–1.000 kPa / 0–10 bar. Kim chỉ thị ở vị trí 0 khi áp suất bằng áp suất khí quyển. Đây là loại đồng hồ phổ biến nhất dùng cho bơm, đường ống, hệ thống khí nén và hệ thống nước.

5.2 Đồng hồ đo áp suất kết hợp / chân không

Dải đo điển hình: −101 kPa đến 0 đến 700 kPa, hoặc −1 bar đến 0 đến 10 bar. Vị trí 0 nằm ở giữa thang đo và tương ứng với áp suất khí quyển. Các đồng hồ này đo chân không ở một phía và áp suất dư dương ở phía kia.

5.3 Đồng hồ đo chân không thuần túy

Dải đo điển hình: −101 kPa đến 0 kPa. Áp suất khí quyển được đọc là 0 kPa (theo thang đo dư); chân không tuyệt đối được đọc là −101 kPa (theo thang đo dư), tương đương với 0 kPa tuyệt đối. Ngày nay, chân không thường được đo bằng các bộ chuyển đổi áp suất tuyệt đối hơn là bằng các đồng hồ đo chân không cơ học thuần túy.

6. Bảng quy đổi đơn vị áp suất

Các ngành công nghiệp khác nhau sử dụng các đơn vị áp suất khác nhau. Một số phép quy đổi thông dụng:

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

Thẻ tham khảo chuyển đổi đơn vị áp suất nhanh.

Bảng 3. Chuyển đổi áp suất nhanh

Tại nhiều thị trường, người ta coi 1 bar ≈ 1 kg/cm². Về mặt chính xác, 1 kgf/cm² = 0,980665 bar, nhưng phép xấp xỉ này rất phổ biến trong thực tiễn kỹ thuật hàng ngày.

7. psig và psia có nghĩa là gì?

Trong các tài liệu kỹ thuật tiếng Anh, bạn sẽ thấy:

psig = pound trên inch vuông đo

psia = pound trên inch vuông tuyệt đối

Các ví dụ, với áp suất khí quyển bằng 14,7 psi:

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

100 psia = 100 − 14,7 = 85,3 psig

psig so với psia: 100 psig = 114,7 psia khi áp suất khí quyển bằng 14,7 psi.

Điều này rất quan trọng trong các dự án quốc tế. Nếu một đặc tả chỉ ghi “psi”, bạn luôn phải xác nhận xem đơn vị này ám chỉ áp suất đo (gauge) hay áp suất tuyệt đối (absolute).

8. Áp suất đo so với áp suất tuyệt đối trong việc lựa chọn van và thiết bị đo lường

Đối với van, các mức áp suất định mức thường được đưa ra dưới dạng áp suất đo — nhưng không phải lúc nào cũng vậy. Đối với thiết bị đo lường, cần xác định rõ điểm chuẩn áp suất.

Bảng 4. Điểm chuẩn áp suất điển hình theo loại thiết bị

Khi lựa chọn van hoặc thiết bị đo lường, hãy kiểm tra:

• Giá trị được nêu là áp suất đo hay áp suất tuyệt đối?
• Áp suất khí quyển tại địa phương là bao nhiêu?
• Ứng dụng này hoạt động ở áp suất cao hơn hay thấp hơn áp suất khí quyển?
• Tín hiệu đầu ra của thiết bị có khớp với hệ thống điều khiển không?
• Đơn vị nào được sử dụng — bar, kPa, MPa, psi, psig hay psia?

9. Ví dụ minh họa: lựa chọn van và bộ chuyển đổi áp suất

Một khách hàng nêu: áp suất làm việc 0.6 MPa, dịch vụ chưng cất chân không, bộ chuyển đổi áp suất. Thông số kỹ thuật này chưa đầy đủ.

Nếu ý định là 0.6 MPa đo:

Áp suất tuyệt đối = 0.6 MPa + 0.1013 MPa = 0.7013 MPa(a)

Nếu ý định là 0.6 MPa tuyệt đối:

Áp suất đo = 0,6 MPa − 0,1013 MPa = 0,4987 MPa(g)

Chênh lệch giữa hai giá trị đọc khoảng 0,2026 MPa — tương đương khoảng 2 bar. Trong ứng dụng chưng cất chân không, sai lệch này không phải do làm tròn; nó sẽ dẫn đến việc chọn dải đo cảm biến và cấp van không phù hợp.

10. Tom tat

• Áp suất đo lấy áp suất khí quyển làm mốc bằng không.
• Áp suất tuyệt đối lấy chân không lý tưởng làm mốc bằng không.
• Áp suất tuyệt đối = áp suất đo + áp suất khí quyển.
• Ở mực nước biển, áp suất khí quyển ≈ 101,3 kPa ≈ 1,013 bar ≈ 14,7 psi.
• Hầu hết đồng hồ đo áp suất cơ học hiển thị áp suất đo.
• Đồng hồ đo chân không và cảm biến áp suất tuyệt đối hiển thị áp suất tuyệt đối.
• psig = áp suất đo; psia = áp suất tuyệt đối.
• Luôn xác minh rõ loại áp suất (đo hay tuyệt đối) trong các dự án quốc tế.

Câu hỏi thường gặp

Sự khác biệt giữa áp suất tuyệt đối và áp suất đo là gì?

Áp suất tuyệt đối được đo từ chân không hoàn hảo. Áp suất đo được đo từ áp suất khí quyển địa phương.

Làm thế nào để chuyển đổi áp suất đo sang áp suất tuyệt đối?

Áp suất tuyệt đối = áp suất đo + áp suất khí quyển.

Làm thế nào để chuyển đổi áp suất tuyệt đối sang áp suất đo?

Áp suất đo = áp suất tuyệt đối − áp suất khí quyển.

100 psig có giống 100 psia không?

Không. Với áp suất khí quyển ở mức 14,7 psi: 100 psig = 114,7 psia và 100 psia = 85,3 psig.

Các đồng hồ đo áp cơ học có hiển thị áp suất tuyệt đối không?

Đa số hiển thị áp suất đo. Đồng hồ đo áp suất tuyệt đối tồn tại, nhưng ít phổ biến hơn trong đo lường áp suất cơ học thông thường.

Tại sao các hệ thống chân không sử dụng áp suất tuyệt đối?

Chân không nằm dưới áp suất khí quyển. Áp suất tuyệt đối cung cấp một mốc tham chiếu bằng không rõ ràng, từ 0 kPa(abs) lên đến áp suất khí quyển.

Giới thiệu về Shanghai Xia Zhao Valve

Van an toàn bằng thép không gỉ có lò xo (ảnh sản phẩm).

Ba mảnh bằng thép không gỉ van bóng có tay cầm đòn bẩy (ảnh sản phẩm).

Shanghai Xia Zhao Valve cung cấp van công nghiệp, thiết bị đo áp suất và giải pháp điều khiển dòng chảy cho khách hàng trên toàn thế giới, phục vụ các lĩnh vực xử lý nước, chế biến hóa chất, HVAC, dầu khí, phát điện và hệ thống chân không.

Để chọn van hoặc thiết bị đo áp suất, vui lòng gửi cho đội kỹ thuật của chúng tôi các thông số làm việc của bạn — bao gồm áp suất, môi chất, nhiệt độ và tiêu chuẩn kết nối — đồng thời nêu rõ giá trị áp suất bạn cung cấp là áp suất dư hay áp suất tuyệt đối.