to dżungla!
istnieje wiele różnych jednostek Ciśnienia w użyciu na całym świecie i czasami może to być bardzo mylące i może powodować niebezpieczne nieporozumienia. W tym poście na blogu omówię podstawy różnych jednostek ciśnienia i różnych rodzin jednostek ciśnienia.
Co to jest ciśnienie?
Kiedy mówię o presji w tym poście, nie odnosi się to do stresu, który możesz odczuwać w swojej pracy, ale do fizycznej ilości., Dobrze jest najpierw przyjrzeć się definicji ciśnienia, pomoże to również lepiej zrozumieć niektóre jednostki ciśnienia.
Jeśli pamiętasz nauki fizyki w szkole … jak większość z nas nie pamięta… krótkie przypomnienie jest w kolejności: ciśnienie jest definiowane jako siła na obszar prostopadły do powierzchni. Jest to często przedstawiane jako wzór p = F/A. ciśnienie jest oznaczane literą „p”, chociaż duże litery ” P ” mogą być również postrzegane jako używane w niektórych przypadkach.
co oznacza ta siła na obszar w praktyce?, Oznacza to, że istnieje pewna siła oddziałująca na określony obszar. Gdy spojrzymy na siłę, określa się ją jako masę X grawitację. Ponieważ istnieje tak wiele różnych jednostek inżynieryjnych używanych zarówno dla masy, jak i obszaru, liczba ich kombinacji jest ogromna. Plus istnieje również wiele jednostek ciśnienia, które nie mają bezpośrednio masy i powierzchni w swoich nazwach, chociaż często jest to w ich definicji.
warto zauważyć, że w praktyce „siła” nie zawsze jest uwzględniana w nazwach jednostek nacisku., Na przykład jednostka ciśnienia siła kilograma na centymetr kwadratowy powinna być oznaczana jako kgf / cm2, ale często jest wskazywana tylko jako kg / cm2 bez „f”. Podobnie, Siła funta na cal kwadratowy (pfsi) jest zwykle oznaczana jako funty na cal kwadratowy (psi).
Pobierz ten artykuł w formacie PDF, klikając poniższy obrazek:
międzynarodowy układ jednostek (system SI)/metryczny
zacznijmy patrzeć na jednostki ciśnienia patrząc na układ SI, który jest międzynarodowym układem jednostek, wywodzącym się z systemu metrycznego., Teraz, gdy wspomniałem o systemie metrycznym, już widzę, że niektórzy z was cofają się o krok … ale proszę, zostańcie ze mną!
system SI jest najczęściej stosowanym na świecie systemem pomiarowym. Został wydany w 1960 roku, ale ma bardzo długą historię nawet wcześniej.
jednostka ciśnienia w układzie SI
dla ciśnienia podstawową jednostką układu SI jest Pascal (Pa), czyli N/m2 (Newton na metr kwadratowy, podczas gdy Newton to kgm/s2).
powiedzieć, że we wzorze:
Pascal jest bardzo małą jednostką ciśnienia i na przykład standardowe ciśnienie atmosferyczne wynosi 101325 Pa bezwzględne.,
zgodnie z definicją Pascala, siłę kg można zastąpić różnymi jednostkami, takimi jak siła g (gram), a metr można zastąpić centymetrem lub milimetrem. W ten sposób otrzymujemy wiele innych kombinacji lub jednostek ciśnieniowych, takich jak kgf/m2, gf/m2, kgf/cm2, gf/cm2, kgf/mm2, gf / mm2, aby wymienić tylko kilka.
jednostka „bar” jest nadal często używana w niektórych obszarach. Opiera się na systemie metrycznym, ale nie jest częścią układu SI. Bar jest 100000 razy Pascal (100 razy kPa) jest w każdym razie łatwy do konwersji. W niektórych obszarach (np. w NIST w USA) bar nie jest zalecany do szerokiego stosowania.,
i podobnie jak dla wszystkich jednostek ciśnienia, SI lub nie SI, możemy użyć wspólnych przedrostków/współczynników przed nimi, najczęściej używane są milli (1/100), centi (1/10), hecto (100), kilo (1000) i mega (1000000). Aby wymienić kilka przykładów, które już dają nam różne wersje Pa, wszystkie są powszechnie używane: Pa,
kPa, hPa, MPa. Bar jednostki jest najczęściej używany bez prefiksu lub z prefiksem milli: bar, mbar.
ale biorąc wszystkie jednostki masy i łącząc je ze wszystkimi jednostkami obszaru z układu SI, otrzymujemy wiele kombinacji.,
chociaż system SI jest używany w większości krajów, nadal jest wiele innych jednostek Ciśnienia również są używane. Więc przyjrzyjmy się następnym.
jednostki imperialne
w krajach używających systemu Imperialnego (takich jak USA i Wielka Brytania), jednostki inżynieryjne używane zarówno dla masy, jak i obszaru są inne niż w przypadku systemu SI. W ten sposób powstaje również zupełnie nowy zestaw jednostek ciśnieniowych. Masa jest mierzona zwykle w funtach lub uncjach, a obszar i odległość w calach lub stopach.
więc niektóre jednostki ciśnienia pochodzące z nich to lbf / ft2, psi, ozf / in2, iwc, inH2O, ftH2O.,
w Stanach Zjednoczonych najczęściej spotykaną jednostką ciśnienia jest funt na cal kwadratowy (psi). Dla przemysłu przetwórczego wspólną jednostką jest również inH2O (inH2O), która pochodzi z pomiaru poziomu i historycznych pomiarów różnicy ciśnień z wodą w kolumnie.
jednostki kolumnowe cieczy
starsze urządzenia do pomiaru ciśnienia były często wykonywane za pomocą cieczy w przezroczystej rurce U. Jeśli ciśnienie na obu końcach rury jest takie samo, poziom cieczy po obu stronach jest na tym samym poziomie., Ale jeśli jest różnica w ciśnieniach, to jest różnica w poziomach cieczy. Różnica poziomów jest liniowo proporcjonalna do różnicy ciśnień. W praktyce można pozostawić jedną stronę rury otwartą do ciśnienia atmosferycznego w pomieszczeniu i podłączyć zmierzone ciśnienie do drugiej strony. W odniesieniu do obecnego ciśnienia atmosferycznego, jest to typ ciśnienia miernika mierzonego.
skala ciśnienia jest zaznaczona w rurze, więc odczytujesz ciśnienie, odczytując różnicę poziomów cieczy., Po przyłożeniu ciśnienia zmieni się poziom cieczy i możemy odczytać wartość. Brzmi to bardzo prosto, bez elektroniki i bez zużywających się CZĘŚCI, więc co może pójść nie tak … cóż, zobaczmy o tym.
najczęściej używaną cieczą w kolumnie była oczywiście woda. Ale aby móc zmierzyć wyższe ciśnienie przy mniejszej rurce U, potrzebne były cięższe płyny. Jedną z takich cieczy jest rtęć (Hg), ponieważ jest znacznie cięższa od wody (13,6 razy cięższa)., Gdy używasz cięższej cieczy, nie musisz mieć długiej kolumny, aby mierzyć wyższe ciśnienie, dzięki czemu możesz stworzyć mniejszą i wygodniejszą kolumnę. Na przykład ciśnienie krwi było wcześniej (nadal czasami jest) mierzone kolumną rtęci. Rtęć jest używana głównie dlatego, że słup wody o tym samym zakresie ciśnienia byłby tak długi, że nie byłoby praktyczne użycie go w normalnym pomieszczeniu, ponieważ słup wody jest około 13,6 razy dłuższy niż słup rtęci. W wyniku tego, nawet dzisiaj jednostka ciśnienia, że ciśnienie krwi jest zazwyczaj wyrażana jest milimetr rtęci (mmHg).,
powszechnym zastosowaniem w przemyśle do stosowania jednostek ciśnieniowych kolumny cieczy jest pomiar poziomu cieczy w zbiorniku. Na przykład, jeśli masz zbiornik na wodę, który ma 20 stóp (lub 6 metrów) wysokości i chcesz zmierzyć poziom wody w tym zbiorniku, brzmi całkiem logicznie, aby zainstalować wskaźnik ciśnienia ze skalą od 0 do 20 stóp wody, ponieważ to by powiedzieć wprost, jaki jest poziom wody (stopy 13 na przykładowym zdjęciu).,
powrót do kolumny wody: jasne jest, że gdy oznaczenie długości zostało wykonane na kolumnie U, zastosowano wiele różnych jednostek długości, zarówno metrycznych, jak i niemetrycznych. Spowodowało to powstanie wielu różnych jednostek ciśnienia.
chociaż kolumna cieczy brzmi bardzo prosto, ważne jest, aby pamiętać, że waga cieczy zależy od lokalnej grawitacji, więc jeśli skalibrujesz kolumnę w jednym miejscu i przeniesiesz ją w inne (odległe, inne wzniesienie) miejsce, może ona nie być już prawidłowo mierzona. Więc korekcja grawitacji jest potrzebna, aby być precyzyjnym.,
również temperatura cieczy wpływa na gęstość cieczy, a to również wpływa nieznacznie na odczyty rurki U. Dostępne są różne jednostki ciśnienia oparte na kolumnie cieczy, o temperaturze cieczy określonej w jednostce ciśnienia, najczęściej stosowane temperatury to 0 °C, 4 °C, 60 ° F, 68 °F. ale istnieją również jednostki słupa wody, które nie mają wskazania temperatury wody. Są one oparte na teoretycznej gęstości wody, która wynosi 1 kg / 1 litr (ISO31 – 3, BS350). W praktyce woda nigdy nie ma tak dużej gęstości., Najwyższa gęstość wody wynosi +4 °C (39,2 °F), gdzie wynosi około 0,999972 kg / litr. Gęstość wody jest niższa, jeśli temperatura jest wyższa lub niższa niż +4 °C. temperatura może mieć dość silny wpływ na gęstość, na przykład przechodząc od +4 °C do +30 °C zmienia gęstość wody
o 0,4%.
wreszcie, czytelność mechanicznej kolumny cieczy jest zazwyczaj dość ograniczona, więc nie można uzyskać bardzo dokładnych pomiarów. A ze względu na ograniczenia mechaniczne, nie można używać U-rurki do wysokiego ciśnienia., Wszystkie te wyżej wymienione kwestie sprawiają, że kolumna cieczowa U-tube nie jest zbyt praktyczna w użyciu. Również nowoczesne cyfrowe urządzenia do pomiaru ciśnienia zastąpiły kolumny cieczy. Jednak wiele jednostek ciśnienia powstałych w erze kolumn ciekłych pozostało i jest używanych do dziś. Krótko podsumowując jednostki ciśnienia oparte na kolumnie cieczy:
* Dla długości mamy wiele jednostek; mm, cm, M, cal i stopy.
* wtedy mamy kolumny dla różnych cieczy, takich jak woda (H2O) i rtęć (Hg).,
• mamy jednostki słupa wody dla różnych gęstości w temperaturach, takich jak 0 °C, 4 °C, 60 ° F i 68 °F oraz dla gęstości teoretycznych.
jednostki atmosferyczne
do pomiaru ciśnienia bezwzględnego atmosfery stworzono dedykowane jednostki ciśnienia. Jednym z nich jest standard atmosphere (atm), który jest zdefiniowany jako 101325 Pascal. Aby dodać zamieszania, istnieje również Atmosfera techniczna (at), która jest dość blisko, ale nie do końca taka sama jak atm. Atmosfera techniczna wynosi jeden kilogram siły na centymetr kwadratowy. Więc 1 na równa się około 0.968 atm.,
kolejną jednostką ciśnienia używaną do pomiaru atmosferycznego ciśnienia bezwzględnego jest torr, będący 1/760 standardowej atmosfery. Tak więc torr jest ciśnieniem bezwzględnym, chociaż zazwyczaj nie jest to wspomniane, wystarczy je znać, co może powodować zamieszanie. Torr początkowo miał być taki sam jak 1 milimetr Merkurego, chociaż późniejsze definicje pokazują bardzo małą różnicę między nimi. Torr nie jest częścią układu SI.
Skrót „cgs” pochodzi od słów „centymetr-gram-sekunda”., Jak wskazują te słowa, system cgs jest odmianą systemu metrycznego, ale zamiast metryki używa centymetra jako jednostki długości, a zamiast kilograma używa grama jako jednostki masy.
z użycia tych jednostek bazowych CGS wywodzą się różne jednostki mechaniczne cgs.
cgs jest dość starym systemem i został w większości zastąpiony najpierw przez system MKS (metr-kilogram-sekunda), który następnie został zastąpiony przez system SI. Jednak nadal można czasami natknąć się na jednostki ciśnienia cgs.,
podstawową jednostką ciśnienia cgs jest barye (Ba), co odpowiada 1 dynie na centymetr kwadratowy.
Dyna jest siłą potrzebną do przyspieszenia masy jednego grama do szybkości jednego centymetra na sekundę.
w przeliczeniu na jednostkę ciśnienia 1 bar (Ba) równa się 0,1 Pascala (Pa).
i jeszcze kilka innych…
oprócz wszystkich powyższych jednostek ciśnienia, istnieje jeszcze wiele innych…
aby wspomnieć, na przykład w kalibratorze BEAMEX MC6, jest ponad 40 różnych jednostek ciśnienia, a także kilka niestandardowych jednostek dla poszukiwaczy wrażeń.,
standardy konwersji jednostek Ciśnienia
Jeśli pracujesz z ciśnieniem, wiesz, że bardzo często ciśnienie jest wskazywane z pewną jednostką ciśnienia i trzeba je przekształcić w inną jednostkę ciśnienia.
jednostki ciśnienia są oparte na normach, a konwersja między jednostkami powinna być również oparta na normach., Najczęstsze normy dla jednostek Ciśnienia to:
- system SI
- ISO31-3
- ISO 80000-4:2006
- BS350
- PTB-Mitteilungen 100 3/90
- Perry 's Chemical Engineer' s Handbook, 6th ed, 1984
narzędzie do konwertera jednostek ciśnienia p>
próbowałem zrobić tabelę konwersji między różnymi jednostkami ciśnienia, ale ta tabela zaczęła szybko stać się ogromną matrycą, która nie byłaby łatwa w użyciu. Dlatego zamiast tworzyć tabelę konwersji, opracowaliśmy konwerter jednostek ciśnienia online na naszą stronę internetową., Za pomocą tego konwertera można łatwo przekształcić odczyt ciśnienia z jednej jednostki na inne jednostki. Proszę kliknąć na link, aby sprawdzić konwerter jednostek ciśnienia.