Абсолютное давление газа в газопроводе – Определение потерь давления в газопроводах

Абсолютное и избыточное давление — Мегаобучалка

 

Давление, отсчитываемое от абсолютного нуля, называется абсолютным давлением и обозначается pабс. Абсолютный нуль давления означает полное отсутствие сжимающих напряжений.

В открытых сосудах или водоемах давление на поверхности равно атмосферному pатм. Разность между абсолютным давлением pабс и атмосферным pатм называется избыточным давлением

pизб = pабсpатм.

Когда давление в какой-либо точке, расположенной в объеме жидкости, больше атмосферного, т. е. , то избыточное давление положительно и его называют манометрическим.

Если давление в какой-либо точке оказывается ниже атмосферного, т. е. , то избыточное давление отрицательно. В этом случае его называют разрежениемили вакуумметрическим давлением. За величину разрежения или вакуума принимается недостаток до атмосферного давления:

pвак = pатмpабс;

pизб = – pвак.

Максимальный вакуум возможен, если абсолютное давление станет равным давлению насыщенного пара, т. е.

pабс = pн.п. Тогда

pвак max = pатмpн.п.

В случае если давлением насыщенного пара можно пренебречь, имеем

pвак max = pатм.

Единицей измерения давления в СИ является паскаль (1 Па = 1 Н/м2), в технической системе – техническая атмосфера (1 ат = 1 кГ/см2 = 98,1 кПа). При решении технических задач атмосферное давление принимается равным 1 ат = 98,1 кПа.

Манометрическое (избыточное) и вакуумметрическое (разрежение) давление часто измеряются с помощью стеклянных, открытых сверху трубок – пьезометров, присоединяемых к месту измерения давления (рис. 2.5).

 

Рис. 2.5

 

Пьезометры измеряют давление в единицах высоты подъема жидкости в трубке. Пусть трубка пьезометра присоединена к резервуару на глубине h1. Высота подъема жидкости в трубке пьезометра определяется давлением жидкости в точке присоединения. Давление в резервуаре на глубине

h1 определится из основного закона гидростатики в форме (2.5)

,

где – абсолютное давление в точке присоединения пьезометра;

– абсолютное давление на свободной поверхности жидкости.

Давление в трубке пьезометра (открытой сверху) на глубине h равно



.

Из условия равенства давлений в точке присоединения со стороны резервуара и в пьезометрической трубке получаем

  . (2.6)

Если абсолютное давление на свободной поверхности жидкости больше атмосферного (p0 > pатм) (рис. 2.5.а), то избыточное давление будет манометрическим, и высота подъема жидкости в трубке пьезометра h > h1. В этом случае высоту подъема жидкости в трубке пьезометра называют манометрической или пьезометрической высотой.

Манометрическое давление в этом случае определится как

.

Если абсолютное давление на свободной поверхности в резервуаре будет меньше атмосферного (рис. 2.5.б

), то в соответствии с формулой (2.6) высота подъема жидкости в трубке пьезометра h будет меньше глубины h1. Величину, на которую опустится уровень жидкости в пьезометре относительно свободной поверхности жидкости в резервуаре, называют вакуумметрической высотой hвак (рис. 2.5.б).

Рассмотрим еще один интересный опыт. К жидкости, находящейся в закрытом резервуаре, на одинаковой глубине присоединены две вертикальные стеклянные трубки: открытая сверху (пьезометр) и запаянная сверху (рис. 2.6). Будем считать, что в запаянной трубке создано полное разряжение, т. е. давление на поверхности жидкости в запаянной трубке равно нулю. (Строго говоря, давление над свободной поверхностью жидкости в запаянной трубке равно давлению насыщенных паров, но ввиду его малости при обычных температурах, этим давлением можно пренебречь).

Рис. 2.6

 

В соответствии с формулой (2.6) жидкость в запаянной трубке поднимется на высоту, соответствующую абсолютному давлению на глубине h 1:

.

А жидкость в пьезометре, как показано ранее, поднимется на высоту, соответствующую избыточному давлению на глубине

h 1.

Вернемся к основному уравнению гидростатики (2.4). Величина H, равная

  , (2.7)

где z – расстояние по вертикали от рассматриваемой точки до некоторой плоскости сравнения, называется гидростатическим напором в некоторой точке объема жидкости относительно плоскости сравнения.

Если в выражении (2.7) давление равно избыточному (p = pизб), то величина

  (2.8)

называется пьезометрическим напором.

Как следует из формул (2.7), (2.8), напор измеряется в метрах.

Согласно основному уравнению гидростатики (2.4) как гидростатический, так и пьезометрический напоры в покоящейся жидкости относительно произвольно выбранной плоскости сравнения являются постоянными величинами. Для всех точек объема покоящейся жидкости гидростатический напор одинаков. То же самое можно сказать и про пьезометрический напор.

Это значит, что если к резервуару с покоящейся жидкостью подключить на разной высоте пьезометры, то уровни жидкости во всех пьезометрах установятся на одинаковой высоте в одной горизонтальной плоскости, называемой пьезометрической.

 

 

Поверхности уровня

 

Во многих практических задачах бывает важно определить вид и уравнение поверхности уровня.

Поверхностью уровня или поверхностью равного давления называется такая поверхность в жидкости, давление во всех точках которой одно и то же, т. е. на такой поверхности dp = 0.

Так как давление является некоторой функцией координат, т. е. p = f(x,y,z), то уравнение поверхности равного давления будет:

  p = f(x, y, z) = C = const. (2.9)

Придавая константе C разные значения, будем получать различные поверхности уровня. Уравнение (2.9) есть уравнение семейства поверхностей уровня.

Свободная поверхность – это поверхность раздела капельной жидкости с газом, в частности, с воздухом. Обычно про свободную поверхность говорят только для несжимаемых (капельных) жидкостей. Понятно, что свободная поверхность является и поверхностью равного давления, величина которого равна давлению в газе (на поверхности раздела).

По аналогии с поверхностью уровня вводят понятие поверхности равного потенциала илиэквипотенциальной поверхности – это поверхность, во всех точках которой силовая функция имеет одно и то же значение. Т. е. на такой поверхности

U = const

или

.

Тогда уравнение семейства эквипотенциальных поверхностей будет иметь вид

U(x,y,z) = C,

где постоянная C принимает различные значения для разных поверхностей.

Из интегральной формы уравнений Эйлера (уравнения (2.3)) следует, что

Из этого соотношения можно сделать вывод, что поверхности равного давления и поверхности равного потенциала совпадают, потому что при dp = dU = 0.

Важнейшее свойство поверхностей равного давления и равного потенциала состоит в следующем: объемная сила, действующая на частицу жидкости, находящуюся в любой точке, направлена по нормали к поверхности уровня, проходящей через эту точку.

Докажем это свойство.

Пусть частица жидкости из точки с координатами переместилась по эквипотенциальной поверхности в точку с координатами . Работа объемных сил на этом перемещении будет равна

.

Но, поскольку частица жидкости перемещалась по эквипотенциаль-ной поверхности, dU = 0. Значит работа объемных сил, действующих на частицу, равна нулю. Силы не равны нулю, перемещение не равно нулю, тогда работа может быть равна нулю только при условии, что силы перпендикулярны перемещению. То есть объемные силы нормальны к поверхности уровня.

Обратим внимание на то, что в основном уравнении гидростатики, записанном для случая, когда на жидкость действует только один вид объемных сил – силы тяжести (см. уравнение (2.5))

,

величина p0 – не обязательно давление на поверхности жидкости. Это может быть давление в любой точке, в которой оно нам известно. Тогда h – это разность глубин (по направлению вертикально вниз) между точкой, в которой давление известно, и точкой, в которой мы хотим его определить. Таким образом, с помощью этого уравнения можно определить значение давления p в любой точке через известное давление в известной точке – p

0.

Заметим, что величина не зависит от p0. Тогда из уравнения (2.5) следует вывод: насколько изменится давление p0, настолько же изменится и давление в любой точке объема жидкости p. Поскольку точки, в которых фиксируем p и p0, выбраны произвольно, это означает, что давление, создаваемое в любой точке покоящейся жидкости, передается ко всем точкам занимаемого объема жидкости без изменения величины.

Как известно, в этом и состоит закон Паскаля.

По уравнению (2.5) можно определить форму поверхностей уровня покоящейся жидкости. Для этого надо положить p = const. Из уравнения следует, что это выполнимо лишь при h = const. Значит, что при действии на жидкость из объемных сил только сил тяжести, поверхности уровня представляют собой горизонтальные плоскости.

Такой же горизонтальной плоскостью будет и свободная поверхность покоящейся жидкости.

megaobuchalka.ru

Абсолютное давление — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Абсолю́тное давле́ние

─ это истинное давление сплошных масс (жидкостей, паров и газов), отсчитываемое от абсолютного нуля давления ─ абсолютного вакуума. Абсолютный нуль давления макроскопических объёмов вещества практически недостижим, так как любое твёрдое тело образует пары, да и космическое пространство также не представляет собой абсолютную пустоту, лишённую вещества, поскольку содержит водород в количестве нескольких молекул на кубический сантиметр.

Различают также избыточное или манометрическое (приборное) давление и давление окружающей среды (в земных условиях ─ атмосферное давление). Избыточное давление представляет собой разность абсолютного давления и давления окружающей среды. [1]. Эта разность может быть как положительной, так и отрицательной. В последнем случае её называют разрежением или вакуумом, а избыточное давление – остаточным. Измерение абсолютного давления в земных условиях связано с определёнными трудностями. Практически измеряют атмосферное давление приборами барометрического типа, избыточное давление ─ приборами манометрического типа, а абсолютное давление вычисляют по формуле:

pa=p0+pm{\displaystyle p_{a}=p_{0}+p_{m}},

где: pa{\displaystyle p_{a}} ─ абсолютное давление, p0{\displaystyle p_{0}} ─ атмосферное (барометрическое) давление, pm{\displaystyle p_{m}} ─ избыточное (манометрическое давление). (В приближённых технических расчётах вместо реального атмосферного давления используют его величину, измеренную на уровне моря).

В уравнения термодинамики, газовых законов, входят только абсолютные давления (pa){\displaystyle (p_{a})}. Избыточное давление не является также параметром термодинамической системы.[2], [3]

  • Вукалович М. П.,. Техническая термодинамика. — Энергия, 1968. — 496 с.
  • Кириллин В. А. Техническая термодинамика. — Энергоатомиздат, 1983. — 416 с..
  • Нащокин В. В. Техническая термодинамика и теплопередача. — Высшая школа, 1975. — 496 с.

ru.wikipedia.org

Определение падения давления газа в газопроводе

 

При движении газа по трубопроводам имеют место потери давления линейные и местные , Па – суммарные потери давления,

где - линейные потери давления на прямолинейных участках, которые обусловлены трением газа о стенки труб и внутренним трением молекул газа. Они зависят от шероховатости стенок труб и режима движения газа (ламинарный, турбулентный), т.е. от критерия Рейнольдса,

- местные потери давления, т.е. в местных сопротивлениях, каковыми являются повороты, тройники, кресты, сужения, расширения, запорная и регулирующая арматура, дроссельные диафрагмы, счётчики и т.д.

Так как потери давления в местных сопротивлениях, ввиду их разнообразия, достаточно сложно определить, то влияние местных сопротивлений учитывается методом эквивалентных длин.

Эквивалентной длиной местного сопротивления называется такая длина прямолинейного участка газопровода такого же диаметра, на котором падение давления равно падению давления в данном местном сопротивлении. Все местные сопротивления на газопроводе условно заменяются линейными, при этом расчётная длина газопровода увеличивается на величину эквивалентной длины.

Тогда расчётная длина газопровода будет определяться по формуле

, м

где , м – действительная длина участка газопровода;

, м – эквивалентная длина местных сопротивлений на участке при

- сумма коэффициентов местных сопротивлений на участке газопровода.

Коэффициенты местных сопротивлений зависят от вида устройства, например:

- для полностью открытой задвижки и отвода

- для пробкового крана

- для ПЗК

Коэффициенты приводятся в справочниках.

Эквивалентная длина местных сопротивлений при определяется по формуле: , м

где d – внутренний диаметр трубы, см

λ – коэффициент гидравлического трения, который зависит от режима движения газа.

Эквивалентную длину при можно определить по номограммам или таблицам, которые приводятся в справочниках. Для этого необходимо знать расход газа и внутренний диаметр газопровода.

Расчётная длина газопровода с учётом местных сопротивлений будет равна:

, м

В приближённых расчётах потери давления в местных сопротивлениях допускается учитывать путём увеличения фактической длины газопровода на 5…10%, т.е. ℓ = (1,05…1,1)ℓ′, м.

Падение давления на участке газовой сети можно определять по формулам: для сетей низкого давления:

, Па

где Рн и Рк – давления в начале и конце участка газопровода, Па;

для сетей среднего и высокого давления:

, МПа2

где Рн – абсолютное давление газа в начале участка, МПа;

Рк – абсолютное давление газа в конце участка, МПа;

Р0 = 0,101325 МПа – нормальное атмосферное давление;

λ – коэффициент гидравлического трения;

ℓ - расчётная длина участка газопровода, м;

d – внутренний диаметр газопровода, см;

ρ0 – плотность газа при нормальных условиях, кг/м3;

В – расход газа при нормальных условиях м3/ч.

Давление газа в конце или в начале участка газопровода определяются по формулам:

- для газопроводов низкого давления:

, Па – давление в конце участка;

, Па – давление в начале участка;

- для газопроводов среднего и высокого давления:

, МПа – давление в конце участка;

, МПа – давление в начале участка.


Похожие статьи:

poznayka.org

Давление абсолютное избыточное - Справочник химика 21

    Если обозначить Ра — абсолютное давление, — барометрическое, или атмосферное, давление, Р — избыточное (по манометру) давление и Р — давление вакуума (разрежение), то. можно написать [c.410]

    Давление абсолютное, избыточное и разрежение (вакуум). [c.32]

    ДАВЛЕНИЕ АБСОЛЮТНОЕ, ИЗБЫТОЧНОЕ, ВАКУУМ [c.14]

    Различают абсолютное и избыточное давление. Абсолютным (полным) называют давление, отсчитываемое от абсолютного нуля, т. е. истинное давление. Оно может быть как выше, так и ниже атмосферного. Если абсолютное давление ниже атмосферного, его называют остаточным. Разность между атмосферным и остаточным давлением называют вакуумом или разрежением. Избыточное давление представляет собой разность между абсолютным давлением и давлением окружающей среды. [c.199]


    Давление абсолютное и избыточное. Вакуум. Основное уравнение гидростатики. Закон Паскаля [c.13]

    Давление абсолютное, избыточное и разрежение (вакуум). Если гидростатическое давление определяют с учетом атмосферного, то такое давление называют полным или абсолютным, т. е. [c.29]

    В зависимости от начального уровня, от которого производится отсчет, различают давление абсолютное и избыточное. Давление, измеренное от нуля (абсолютного вакуума), называется абсолютны.ч и обозначается р . Дав- [c.28]

    Для того чтобы различить давление абсолютное и давление, избыточное над атмосферны рекомендуется писать 26 =20 ат и am вместо иногда применяемых обозначения [c.48]

    Это же справедливо для разрыва контейнеров любых сжиженных газов, вызванного повышением давления. Хотя избыточное давление от взрыва паровых облаков может распространяться на многие километры, максимальное избыточное давление (абсолютное), по-видимому, не будет превышать 0,2 МПа. При разрыве в точке, непосредственно примыкающей к сосуду, пик избыточного давления будет близок к максимальному давлению хранения но, вероятно, на расстоянии, равном нескольким радиусам сосуда, давление во фронте ударной волны падает до атмосферного. Пропан при абсолютном давлении 1 МПа будет образовывать, по теоретическим соображениям, облако, объем которого приблизительно в 80 раз [c.161]

    Величина разности р—ра=д,27 бар показывает превышение абсолютного давления р в монтежю над атмосферным давлением ра, т. е. является избыточным (манометрическим) давлением. Абсолютное давление в монтежю [c.126]

    В зависимости от выбора начала отсчета численное значение давления может быть разным. Различают абсолютное давление (рабс), отсчитываемое от абсолютного нуля, за который принимается давление в пустоте. Поскольку в жидкости не может быть растягивающих напряжений, абсолютное давление может быть только положительным. Если величина давления отсчитывается от нуля, за который принято атмосферное давление ра , то такое давление называется избыточным Ризб- [c.11]

    При измерении давления необходимо различать полное, так называемое абсолютное, давление и избыточное давление, представляющее собой разность между абсолютным и атмосферным давлением. Избыточное давление иногда называют манометрическим давлением, а атмосферное давление — барометрическим. [c.171]


    Для характеристики герметичности покрышки может быть использован градиент абсолютных избыточных давлений представляющий собой отношение величины избыточного давления (превышением над пластовым) к мощности покрышки для данной залежи. Максимальные значения указывают на близость критического момента, при котором может произойти прорыв флюида, малые значения — на большой запас прочности, в частности на возможный бывший прорыв. Знание максимальных [c.289]

    В качестве примера можно привести использование микромеханических чувствительных тензорезистивных элементов для построения интегральных датчиков давления. Чувствительный элемент таких датчиков обычно представляет собой плоскую интегральную мембрану с полным тензорезистивным мостом. Мембрану чаще всего изготовляют из п-кремния, а диффузионные (имплантированные) или эпитаксиальные тензорезисторы - р-про-водимости. С такими чувствительными элементами возможно построение датчиков для измерения абсолютных, избыточных и разностных давлений. [c.575]

    Избыточным (манометрическим) давлением называется разность между давлением данной жидкости и атмосферным (барометрическим) давлением. Абсолютное давление равно манометрическому (взятому с соответствующим знаком) плюс атмосферное (барометрическое) давление. [c.125]

    Здесь и далее всюду давление абсолютное там, где избыточное давление, эго указано особо. [c.7]

    В газопроводах низкого давления, когда избыточное давление газа составляет до 500 кгс м (мм вод. ст.), а абсолютное давление газа мало отличается от нормального (10 332 мм вод. ст.), можно считать, [c.27]

    Различают давление абсолютное и избыточное. В абсолютное давление входит и барометрическое, или атмосферное, давление  [c.170]

    Гидростатическое давление (абсолютное или избыточное), действующее на стенки резервуаров, аппаратов или каких-либо гидротехнических сооружений, направлено перпендикулярно к каждому элементу поверхности стенки в любой точке. Величина давления в произвольной точке стенки меняется в зависимости от глубины ее погружения под уровень. [c.33]

    Общепринятая методика калибровки объема адсорбента по гелию дает возможность найти только избыточную адсорбцию. До тех пор пока плотность газовой фазы по сравнению с плотностью адсорбционной фазы невелика, различия в избыточной и абсолютной адсорбциях малы. Однако с ростом давления ход эти кривых различен. В изотермических условиях кривая избыточной адсорбции проходит через максимум, а кривая абсолютной адсорбции представляет собой неубывающую функцию давления. Измерение избыточной адсорбции, хотя и позволяет найти избыточные термодинамичес

www.chem21.info

Давление газа избыточное - Справочник химика 21

    Растворимость газов в жидкости зависит от давления газа над жидкостью и поверхности контакта фаз. С повышением температуры растворимость газа уменьшается и при прочих равных условиях растворенный газ будет выделяться (десорбироваться) из раствора. Поэтому абсорбцию газа стараются вести при избыточном давлении и более низкой температуре, десорбцию же осуществляют при минимальном давлении и более высокой температуре. [c.127]
    Давление газа (избыточное), ат [c.610]

    Различают абсолютное и избыточное давление газа. [c.20]

    Рраб избыточное давление газа в трубопроводах, Па. [c.362]

    Давление газа (избыточное) 1. Низкого давления (до 0,05 бар) 2. Среднего давления (от Высокого давления (от 3,0 бар и выше) [c.165]

    Абсолютным называется действительное давление газа. Оно представляет собой сумму атмосферного и избыточного давления газа. Атмосферное давление измеряется барометром и поэтому часто называется барометрическим давлением. [c.20]

    На начальных этапах эксплуатации газоконденсатных месторождений давление на входе на установки комплексной подготовки газа значительно превышает давление, необходимое для подачи в магистральные трубопроводы. Избыточное давление газа используется для получения низких температур, необходимых для отделения конденсата методом низкотемпературной сепарации (НТС). [c.5]

    Выпадение конденсата в цилиндрах компрессоров для углеводородных газов помимо возможности образования гидравлических ударов, вызывает растворение смазки и унос ее из цилиндра в промежуточные холодильники, что приводит к так называемому сухому трению, а следовательно, преждевременному износу поршневых колец и выработке зеркала цилиндра. Это явление предотвращается регулированием термодинамического режима холодильников и применением специальных труднорастворимых масляных смесей (цилиндрового масла, вапора и гудрона). Во избежание подсоса в газовые компрессоры воздуха всасывающие линии должны находиться под постоянным избыточным давлением газа. [c.312]

    Чтобы избежать нарушения режима генерации и повышенного содержания карбида в извести-пушонке, размер гранул карбида кальция, подаваемого в сухие генераторы, не должен превышать 4 мм. Для предупреждения чрезмерно быстрого разложения карбида и внезапного повышения давления газа до опасных пределов ограничивают содержание пыли и мелочи в карбиде, поступающем на разложение в генераторы методом карбид в воду . Чрезмерное повышение давления в генераторах предупреждается аварийной системой сбора газа через гидрозатвор в газгольдер с относительно более низким давлением. Для поступления избыточного ацетилена из генератора максимальное заполнение газгольдера при нормальном режиме ограничивается. При гипохлоритной очистке ацетилена не допускается снижение щелочности очистительного раствора гипохлорита во избежание его разложения и выделения хлора. Шламовые воды из генераторов, работающих по методу карбид в воду , перед подачей их в шламоотстойники или на переработку должны подвергаться дегазации от растворенного ацетилена. [c.28]


    Для предупреждения накопления в системе нестабильных кислородных соединений и продуктов их разложения необходимо строго соблюдать установленный температурный режим и поддерживать в процессе димеризации избыточное давление газа, чтобы исключить подсос воздуха в систему, а также тщательно очищать от примесей кислорода ацетилен, воду и азот. [c.64]

    Выбивание ацетилена из генераторов, работающих под избыточным давлением газа 12 кПа, через механизм загрузки карбида и выгрузки извести предупреждается устройством автоматического контроля и поддержания необходимого уровня карбида и извести [c.27]

    Металл Расстояние от шприц-пистолета до обрабатываемой поверхности, см Давление газа (избыточное), ат Скорость подачи проволоки, м яин [c.613]

    Газомоторные компрессорные установки. На каждом газопроводе между ступенями сжатия компрессора и нагнетательном газопроводе после компрессора устанавливают предохранительные клапаны. Сброс от предохранительных клапанов выводят на 0,5 м выше конька крыши, но обязательно выше аэродинамической тени компрессорного помещения, не менее чем на 20 м от уровня земли и непременно с противоположной стороны здания, где расположены выхлопные трубы силовых двигателей компрессоров. Для предотвращения подсоса воздуха компрессором всасывающие трубопроводы должны находиться постоянно под небольшим избыточным давлением газа. Если по условиям работы компрессора всасывающий трубопровод находится под разрежением, то горючий газ после сжатия систематически анализируют на содержание кислорода. [c.107]

    Для предупреждения образования смесей ацетилена с окислителями в производственных условиях должны приниматься эффективные меры и применяться надежные технические средства, позволяющие ограничить попадание хлора, воздуха или кислорода в аппараты и трубопроводы с ацетиленом. Во избежание подсоса воздуха в приемных трубопроводах ацетиленовых компрессоров не допускается образование вакуума избыточное давление газа в них должно быть не менее 300—500 Па. [c.22]

    Это же справедливо для разрыва контейнеров любых сжиженных газов, вызванного повышением давления. Хотя избыточное давление от взрыва паровых облаков может распространяться на многие километры, максимальное избыточное давление (абсолютное), по-видимому, не будет превышать 0,2 МПа. При разрыве в точке, непосредственно примыкающей к сосуду, пик избыточного давления будет близок к максимальному давлению хранения но, вероятно, на расстоянии, равном нескольким радиусам сосуда, давление во фронте ударной волны падает до атмосферного. Пропан при абсолютном давлении 1 МПа будет образовывать, по теоретическим соображениям, облако, объем которого приблизительно

www.chem21.info

2.1.2. Давление абсолютное, избыточное, вакуум

Числовое значение давления определяется не только принятой системой единиц, но и выбранным началом отсчета. Исторически сложились три системы отсчета давления: абсолютная, избыточная и вакуумметрическая (рис.2.2).

Рис. 2.2. Шкалы давления. Связь между давлением

абсолютным, избыточным и вакуумом

Абсолютное давление отсчитывается от абсолютного нуля (рис. 2.2). В этой системе атмосферное давление. Следовательно, абсолютное давление равно

.

Абсолютное давление всегда является величиной положительной.

Избыточное давление отсчитывается от атмосферного давления, т.е. от условного нуля. Чтобы перейти от абсолютного к избыточному давлению необходимо вычесть из абсолютного давления атмосферное, которое в приближенных расчетах можно принять равным 1ат:

.

Иногда избыточное давление называют манометрическим.

Вакуумметрическим давлением или вакуумом называется недостаток давления до атмосферного

.

Избыточное давление показывает либо избыток над атмосферным, либо недостаток до атмосферного. Ясно, что вакуум может быть представлен как отрицательное избыточное давление

.

Как видно, эти три шкалы давления различаются между собой либо началом, либо направлением отсчета, хотя сам отсчет может вестись при этом в одной и той же системе единиц. Если давление определяется в технических атмосферах, то к обозначению единицы давления (ат) приписывается ещё одна буква, в зависимости от того, какое давление принято за «нулевое» и в каком направлении ведется положительный отсчет.

Например:

- абсолютное давление равно 1,5 кг/см2;

- избыточное давление равно 0,5 кг/см2;

- вакуум составляет 0,1 кг/см2.

Чаще всего инженера интересует не абсолютное давление, а его отличие от атмосферного, поскольку стенки конструкций (бака, трубопровода и т.п.) обычно испытывают действие разности этих давлений. Поэтому в большинстве случаев приборы для измерения давления (манометры, вакуумметры) показывают непосредственно избыточное (манометрическое) давление или вакуум.

Единицы давления. Как следует из самого определения давления, его размерность совпадает с размерностью напряжения, т.е. представляет собой размерность силы, отнесенную к размерности площади.

За единицу давления в Международной системе единиц (СИ) принят паскаль — давление, вызываемое силой, равномерно распределенной по нормальной к ней поверхности площадью, т.е.. Наряду с этой единицей давления применяют укрупненные единицы: килопаскаль (кПа) и мегапаскаль (МПа):

; ;.

В технике в настоящее время в некоторых случаях продолжают применять также техническую МКГСС (метр, килограмм-сила, секунда, а) и физическую СГС (сантиметр, грамм, секунда) системы единиц. Используются также внесистемные единицы — техническую атмосферу и бар:

Не следует также смешивать техническую атмосферу с физической, которая все ещё имеет некоторое распространение в качестве единицы давления:

2.1.3. Свойства гидростатического давления

Гидростатическое давление обладает двумя основными свойствами.

1-ое свойство. Силы гидростатического давления в покоящейся жидкости всегда направлены внутрь по нормали к площадке действия, т.е. являются сжимающими.

Это свойство доказывается от противного. Если предположить, что силы направлены по нормали наружу, то это равносильно появлению в жидкости растягивающих напряжений, которых она воспринимать не может (это вытекает из свойств жидкости).

2-ое свойство. Величина гидростатического давления в любой точке жидкости по всем на­правлениям одинаково, т.е. не зависит от ориентации в пространстве площадки, на которую оно действует

,

где - гидростатические давления по направлению координатных осей;

- то же по произвольному направлению .

Для доказательства этого свойства выделим в неподвижной жидкости элементарный объем в форме тетраэдра с ребрами, параллельными координатным осям и соответственно равными , и (рис. 2.3).

Рис. 2.3. Схема для доказательства свойства

о независимости гидростатического давления от направления

Введем обозначения: - гидростатическое давление, действующее на грань, нормальную к оси ;

- давление на грань, нормальную к оси ;

- давление на грань, нормальную к оси ;

- давление, действующее на наклонную грань;

- площадь этой грани;

- плотность жидкости.

Запишем условия равновесия для тетраэдра (как для твердого тела) в виде трех уравнений проекций сил и трех уравнений моментов:

, ,;

, ,.

При уменьшении в пределе объема тетраэдра до нуля система действующих сил преобразуется в систему сил проходящих через одну точку, и, таким образом, уравнения моментов теряют смысл.

Таким образом, внутри выделенного объема на жидкость действует единичная массовая сила, проекции ускорений которой равны , , и . В гидравлике принято массовые силы относить к единице массы, а так как , то проекция единичной массовой силы численно будет равна ускорению.

; ;,

где ,,- проекции единичной массовой силы на оси координат;

- масса жидкости;

- ускорение.

Составим уравнение равновесия выделенного объема жидкости в направлении оси , учитывая при этом, что все силы направлены по нормалям к соответствующим площадкам внутрь объема жидкости:

, (2.4)

где - проекция силы от гидростатического давления;

- проекция силы от давления ;

- проекция массовой силы, действующей на тетраэдр.

Разделив уравнение (2.2) на площадь , которая равна пло­щади проекции наклонной грани на плоскость , т. е. , получим

.

При стремлении размеров тетраэдра к нулю последний член уравнения, содержащий множитель , также стремится к нулю , а давленияи остаются величинами конечными.

Следовательно, в пределе получим

или .

Аналогично составляя уравнения равновесия вдоль осей и , находим

, ,

или .

Так как размеры тетраэдра , и и наклон площадки взяты произвольно, то, следовательно, в пределе при стягивании тетраэдра в точку давление в этой точке по всем направлениям будет одинаково. Что и требовалось доказать.

Рассмотренное свойство давления в неподвижной жидкости имеет место также при движении невязкой (идеальной) жидкости. При движении же реальной жидкости возникают касательные напряжения, вследствие чего давление в реальной жидкости указанным свойством, строго говоря, не обладает.

В общем случае давление в точке зависит от координат рассматриваемой точки, а при неустановившемся движении жидкости может изменяться в каждой данной точке с течением времени: .

studfile.net

Абсолютное давление = absolute pressure и приборное (избыточное) давление = gauge pessure. В частности - что такое psig и psia?

Абсолютное давление = absolute pressure и приборное (избыточное) давление = gauge pessure. В частности - что такое psig и psia ?  Вариант для печати.

В классической физике, например, в термодинамике, давление измеряется в единицах абсолютного давления (большой выбор от dpva.ru) относительно абсолютного вакуума, но, говоря о давлении в технике, мы обычно имеем в виду т.н. приборное или избыточное давление (изредка его еще называют "действующим",  и совсем редко "манометрическим").

Все эти понятия связаны следующим нехитрым равенством: Абсо­лютное давление на планете земля, это суммарное давле­ние, воздействующее на вещество, или другими словами это сумма атмо­сферного (барометрического) и избыточного давлений:

Рабсатмизб

Разница между понятиями в том, что:

  • приборное или избыточное ("действующее", "манометрическое") давление измеряется относительно атмосферного, или:
  • ноль приборного (избыточного) давления равен атмосферному (барометрическому) давлению, или
  • абсолютный вакуум равен "минус одной атмосфере" приборного (избыточного,манометрического) давления и, при этом, равен нулю абсолютного давления.

Имейте в виду, что в подавляющем большинстве случаев в инжнерной жизни говоря о давлении имеют в виду именно приборное (избыточное) давление. Но всегда можно и переспросить.

Единица давления psig - приборное (избыточное над атмосферным) давление в psi (фунтах на квадратный дюйм) - единица англосаксов. Единица давления psia - абсолютное в psi (фунтах на квадратный дюйм).

  • Абсолютное давление - величина измеренная относительно давления равного абсолютному нулю. Другими словами - давление относительно абсолютного вакуума.
  • Барометрическое давление, атмосферное дваление - это абсолютное давление земной атмосферы. Свое названиеэтот тип давления получил от измерительного прибора барометра, который как известно определяет атмосферное давление в определенный момент времени при определенно температуре и на определенной высоте над уровнем моря. Относительно этого давления определяются избыточное давление и вакуум.
  • Давление избыточное - имеет место в том случае если имеется положительная разность между измеряемым давлением и барометрическим. То есть избыточное давление это величина на которую измеряемое давлением больше барометрического. Для измерения этого вида давления используют манометр. Это, очевидно, положительное приборное давление.
  • Вакуум или по другому вакуумметрическое давление это величина на которую измеряемое приборное

dpva.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о