En stor del av all industriell mätning har på något sätt att göra med tryck i dess olika former. Flödet mäts till exempel ofta genom att bestämma det tryck som råder vid två olika punkter i ett system.
I ett Bourdon-system används tryckförändringar för att producera den mekaniska rörelsen hos en inspelningspenna.
Tryck kan också användas för att mäta temperaturen i ett fyllt system genom förändringar som produceras av en expansion av vätskan eller vätskan i det fyllda systemet.
Tryckmätning görs mer än någon annan mätning inom processindustrin. Det är den bästa snabba indikationen på det arbete som utförs av pumpar och kompressorer. Det är också det viktigaste måttet på statusen hos tryckkärl i drift.
Vad är tryck?
Tryck är ett mått på den kraft som utövas över en areaenhet.
För trycket i en behållare är det ett mått på den kraft som utövas av en vätska på grund av dess molekylära aktiviteter. Detta är en härledning från begreppet ovan kombinerat med materiens kinetiska teori.
Typer av tryck som utövas av vätskor
Tryck som alstras av vätskor
Alla vätskor (vätskor och gaser) har tyngd och utövar därför ett tryck mot väggen i sina behållare. Det tryck som utövas av en vätska vid en given punkt eller plats i kärlet beror på vätskehöjden ovanför. Detta tryck är oberoende av kärlets form.
I diagrammet ovan är de tryck som utövas i botten av varje kärl lika stora, förutsatt att vätskorna har samma densitet och befinner sig på samma höjd.
Tryck som produceras av densitet
Densitet är vikten av en kubikmeter material. Olika vätskor väger olika mycket för samma volym och skulle därför skapa olika tryck.
Då vi vet att tryck är lika med kraft (eller vikt) över en areaenhet, och i en fast kolonnvolym varierar vikten av den vätska som finns i kolumnen med densiteten; därför kommer en förändring av densiteten att förändra trycket i behållaren.
Tryck som produceras av gaser
För att studera några av de principer som styr gasers beteende kommer vi att använda luft som vanlig känd gas.
Då luft har tyngd, bygger den upp ett statiskt tryck, ungefär på samma sätt som vätskor gör. En kubikfot luft väger ungefär 0,08 lbs. Ett rum som är 10 fot brett, 20 fot långt och 8 fot högt har 1600 kubikfot luft i sig som väger ungefär 128 pund. Det djupa luftlagret som täcker jorden utövar ett tryck som liknar vattentrycket på havets botten. Detta tryck kallas atmosfärstryck och är ungefär 14,7 psi på havsnivå.
Det slutliga eller totala trycket som utövas vid en given punkt i ett kärl, en pump, en ledning etc. beror på den vätskehöjd eller vikt av den vätska som hanteras plus ett eventuellt externt tryck som utövas på den vätska som hanteras. Figuren nedan visar effekten av det yttre trycket.
Kärlet är fyllt med vatten till en höjd av 6 meter och är öppet mot atmosfären. Trycket i botten skulle vara 20 × 0,433 eller 8,66 psi. Om vi stänger kärlet och tillsätter komprimerad gas på 200 psi på toppen av kärlet, skulle vi finna att trycket i botten skulle vara (200 + 8,66) psi, eller 208,66 psi.
Glossar för tryck
Två referenspunkter för tryckmätning finns. Den mest logiska är den absoluta nollpunkten – ett tillstånd som endast existerar i ett perfekt vakuum. Tryck som mäts från denna referenspunkt kallas absolut tryck.
Den andra referenspunkten som används är det atmosfäriska trycket. Svårigheten med denna referenspunkt är att den förändras med höjden (referens med havsnivå) och i viss mån med väderförhållandena. På eller nära havsnivå är detta tryck ungefär 14,7 psia eller 29,9 tum eller 760 mmHga.
Absolut tryck, Pabs
Absolut tryck är det tryck som mäts i förhållande till nolltryck (vakuum).
Manometertryck, Pgauge
Manometertryck (eller ibland kallat internt tryck) är det tryck som mäts med en manometer i tillgång till trycket i atmosfären.
En tryckmätare anger skillnaden mellan trycket i ett system eller kärl och det lokala atmosfäriska trycket.
Var dock försiktig ! när du läser av en tryckmätare; avgör om den läser av absolut tryck eller mättryck, vilket normalt anges med ”a” eller ”g”, t.ex. psia eller barg.
Atmosfäriskt tryck, Patm
Atmosfäriskt tryck är det tryck som mäts på ytan i atmosfären. Svårigheten är dock att det förändras med höjd och luftfuktighet.
Det atmosfäriska trycket kan därför skilja sig från ett område eller en plats till en annan.
Differentialtryck (DP)
Differentialtryck är den tryckskillnad, som mäts mellan två olika tryckpunkter, inom samma tryckreferenspunkt…, t.ex. mellan ett okänt tryck och ett lokalt atmosfärstryck.
Huvudtryck
Huvudtryck är det tryck som utövas av en vätska och som indikeras av vätskehöjden i en vätskekolonn.
Det beror på;
1. vätskekolonnens höjd.
2. vätskans relativa densitet.
Tryckhöjd = R.D x h x 9,8 kPa
där R.D = vätskans relativa densitet, h = vätskans höjd g = gravitationskraft
Anmärkning: Relativ densitet är en vätskas densitet i förhållande till den referentiella standarddensiteten (vatten = 1000 kgm-3)
Vakuum
Tryck som är lägre än det atmosfäriska trycket kallas vakuum. Ett vakuum är en brist på luftvätska. Vakuumskalan sträcker sig mellan den absoluta nollreferenspunkten och det atmosfäriska trycket, det är alltså inte ett övertryck. Det behandlas som en sugkraft eller ett undertryck.
Tryckomvandlingar mellan enheter
Metoder för tryckmätning
Det finns 3 grundläggande metoder för tryckmätning;
I. Den första metoden innebär att man balanserar det okända trycket mot det tryck som produceras av en vätskekolonn med känd densitet.
II. Den andra metoden innebär att man låter det okända trycket verka på ett känt område och mäter den resulterande kraften antingen direkt eller indirekt.
III. Den tredje metoden innebär att man låter det okända trycket verka på ett elastiskt material och mäter den resulterande spänningen eller töjningen.
Författare : N. Asyiddin