Główna część wszystkich pomiarów przemysłowych odnosi się w jakiś sposób do ciśnienia w jego kilku formach. Przepływ, na przykład, jest często mierzony poprzez określenie ciśnienia, które istnieje w dwóch różnych punktach systemu.
W systemie Bourdona, zmiany ciśnienia są wykorzystywane do wytwarzania mechanicznego ruchu trzpienia rejestrującego.
Ciśnienie może być również wykorzystywane do pomiaru temperatury w wypełnionym systemie poprzez zmiany wytwarzane przez ekspansję cieczy lub płynu w wypełnionym systemie.
Pomiar ciśnienia jest wykonywany częściej niż jakikolwiek inny pomiar w przemyśle przetwórczym. Jest to najlepszy szybki wskaźnik pracy wykonanej przez pompy i sprężarki. Jest to również najważniejsza miara stanu pracujących zbiorników ciśnieniowych.
Co to jest ciśnienie ?
Ciśnienie jest miarą siły wywieranej na jednostkę powierzchni.
Dla ciśnienia w zbiorniku, jest to miara siły wywieranej przez płyn ze względu na jego aktywność molekularną. Jest to pochodna powyższego pojęcia w połączeniu z Kinetyczną Teorią Materii.
Typy ciśnienia wywieranego przez płyny
Ciśnienie wytwarzane przez płyny
Wszystkie płyny (ciecze i gazy) mają masę, dlatego wywierają ciśnienie na ścianki swoich pojemników. Ciśnienie wywierane przez ciecz w dowolnym punkcie lub miejscu w naczyniu zależy od wysokości cieczy nad nim. Ciśnienie to jest niezależne od kształtu naczynia.
Na powyższym wykresie, ciśnienia wywierane na dnie każdego naczynia są równe, pod warunkiem, że ciecze mają taką samą gęstość i na tej samej wysokości.
Pressure Produced by Density
Density to waga jednego metra sześciennego materiału. Różne ciecze ważą różne ilości dla tej samej objętości i dlatego będą tworzyć różne ciśnienia.
Ponieważ wiemy, że ciśnienie jest równe sile (lub ciężarowi) na jednostce powierzchni, a w każdej stałej objętości kolumny, ciężar zawartej cieczy zmienia się wraz z gęstością; dlatego zmiana gęstości zmieni ciśnienie w pojemniku.
Ciśnienie wytwarzane przez gazy
Aby zbadać niektóre z zasad rządzących zachowaniem gazów, użyjemy powietrza jako powszechnie znanego gazu.
Ponieważ powietrze ma masę, wytwarza ono ciśnienie statyczne, podobnie jak ciecze. Jedna stopa sześcienna powietrza waży około 0,08 funta. Pokój szeroki na 10 stóp, długi na 20 i wysoki na 8 stóp ma 1600 stóp sześciennych powietrza, które waży około 128 funtów. Głęboka warstwa powietrza, która pokrywa ziemię, wywiera ciśnienie podobne do ciśnienia wody na dnie oceanu. Ciśnienie to jest znane jako ciśnienie atmosferyczne i wynosi około 14,7 psi na poziomie morza.
Pressure Resulting From External Load
The ostateczne lub całkowite ciśnienie wywierane w danym punkcie w naczyniu, pompa, linia, itp. będzie zależeć od głowy, lub masy cieczy obsługiwane plus wszelkie ciśnienie zewnętrzne wywierane na cieczy obsługiwane. Rysunek poniżej pokazuje wpływ ciśnienia zewnętrznego.
Zbiornik wypełniony wodą do wysokości 20 stóp i jest otwarty na atmosferę. Ciśnienie na dnie będzie wynosić 20 × 0,433, czyli 8,66 psi. Jeśli zamkniemy naczynie i dodamy sprężony gaz o ciśnieniu 200 psi na górze naczynia, okaże się, że ciśnienie na dole wyniesie (200 + 8,66) psi, czyli 208,66 psi.
Glosariusz ciśnienia
Istnieją dwa punkty odniesienia dla pomiaru ciśnienia. Najbardziej logicznym z nich jest zero absolutne – stan istniejący tylko w doskonałej próżni. Ciśnienie mierzone od tego punktu odniesienia nazywane jest ciśnieniem absolutnym.
Innym stosowanym punktem odniesienia jest ciśnienie atmosferyczne. Trudność z tym punktem odniesienia polega na tym, że zmienia się ono wraz z wysokością (odniesienie do poziomu morza) i w pewnym stopniu z warunkami atmosferycznymi. Na poziomie morza lub w jego pobliżu, ciśnienie to wynosi około 14,7 psia lub 29,9 cali lub 760 mmHga.
Ciśnienie bezwzględne, Pabs
Ciśnienie bezwzględne to ciśnienie mierzone w odniesieniu do ciśnienia zerowego (próżni).
Ciśnienie manometryczne, Pgauge
Ciśnienie manometryczne (lub czasami nazywane ciśnieniem wewnętrznym) to ciśnienie mierzone przez manometr w dostępie do ciśnienia atmosfery.
Ciśnienie manometryczne wskazuje różnicę pomiędzy ciśnieniem w systemie lub zbiorniku a lokalnym ciśnieniem atmosferycznym.
Jednakże, należy zachować ostrożność ! przy odczytywaniu ciśnienia manometrycznego; należy określić, czy jest to ciśnienie bezwzględne czy ciśnienie manometryczne, zwykle oznaczane przez „a” lub „g”, np. psia lub barg.
Ciśnienie atmosferyczne, Patm
Ciśnienie atmosferyczne jest miarą ciśnienia na powierzchni w atmosferze. Trudność polega jednak na tym, że zmienia się ono wraz z wysokością i wilgotnością.
W związku z tym ciśnienie atmosferyczne może się różnić w zależności od obszaru lub miejsca.
Ciśnienie różnicowe (DP)
Ciśnienie różnicowe to różnica ciśnień, mierzona pomiędzy dwoma różnymi punktami ciśnienia, w obrębie tego samego punktu odniesienia ciśnienia…, np. między nieznanym ciśnieniem a lokalnym ciśnieniem atmosferycznym.
Ciśnienie głowicy
Ciśnienie głowicy jest ciśnieniem wywieranym przez ciecz, które wskazuje wysokość cieczy w kolumnie cieczy.
Zależy ono od;
1. wysokości kolumny cieczy.
2. gęstości względnej cieczy.
Ciśnienie głowicy = R.D x h x 9,8 kPa
gdzie, R.D = gęstość względna cieczy, h = wysokość cieczy g = siła grawitacji
Uwaga: Gęstość względna to gęstość cieczy w stosunku do referencyjnej gęstości standardowej (woda = 1000 kgm-3)
Próżnia
Ciśnienie mniejsze niż ciśnienie atmosferyczne nazywamy próżnią. Próżnia to brak cieczy w powietrzu. Skala próżni rozciąga się pomiędzy punktem odniesienia zera bezwzględnego a ciśnieniem atmosferycznym, dlatego nie jest to ciśnienie dodatnie. Jest ono traktowane jako siła ssąca lub ciśnienie ujemne.
Przeliczniki ciśnienia między jednostkami
Metody pomiaru ciśnienia
Wyróżnia się 3 podstawowe metody pomiaru ciśnienia;
I. Pierwsza metoda polega na zrównoważeniu nieznanego ciśnienia z ciśnieniem wytwarzanym przez kolumnę cieczy o znanej gęstości.
II. Druga metoda polega na umożliwieniu nieznanemu ciśnieniu oddziaływania na znaną powierzchnię i pomiarze siły wypadkowej bezpośrednio lub pośrednio.
III. Trzecia metoda polega na umożliwieniu nieznanemu ciśnieniu działania na materiał sprężysty i pomiarze wypadkowego naprężenia lub odkształcenia.
Autor : N. Asyiddin
Share With Your Friends
.