Определение манометрического и абсолютного давления в сосуде

Определение манометрического и абсолютного давления в сосуде

Шкалу прибора можно настроить для измерения давления, включая или исключая атмосферное. Так как давление воздуха в атмосфере действует на все тела, которые она окружает, это влияет на показания приборов. Атмосферное давление всегда добавляет приблизительно 101.3 кПа к показаниям давления в сосуде. Если выбрать контрольную точку для измерения давления, которая будет нулем, что является абсолютным вакуумом, тогда давление на шкале прибора называют абсолютным. Если выбрать контрольную точку для атмосферного давления, как в манометре с U-образной трубкой, который показан на рис. 1.1, ), то давление на шкале прибора называют манометрическим.


Рис. 1.1
а) Простой манометр с U-образной трубкой. Так как оба колена манометра открыты, давление в них одинаковое, и уровень ртути также одинаковый.
б) Простой манометр показывает, что давление в сосуде превышает атмосферное на 100 мм рт. ст.
в) Манометр показывает, что давление в сосуде на 100 мм рт. ст. ниже, чем атмосферное
Абсолютное давление понимается как полное или истинное давление жидкости. Это измерение давления относительно идеального вакуума с отметкой 0 мм рт. ст. Не бывает давления ниже 0 мм рт. ст. Следовательно, измерение вакуума (ниже атмосферного давления) в единицах абсолютного давления всегда положительное число. Манометрическое давление - это давление, соотнесенное с атмосферным. Следовательно, манометрическое давление - это число выше или ниже атмосферного давления. Измерение давления ниже атмосферного дает отрицательное число.
Большинство приборов, которые используются в нижней части холодильных систем, - это мановакуумметры, они показывают манометрическое давление. Такое устройство позволяет специалисту измерить нормальное рабочее давление, которое может быть ниже атмосферного.

Большинство приборов, которые используются в верхней части холодильных систем, - это манометры, они показывают манометрическое давление. Такое устройство позволяет специалисту измерить нормальное рабочее давление, которое всегда выше атмосферного. Важно понять, что приборы, которые показывают манометрическое давление, необходимо калибровать с учетом атмосферного давления, чтобы показания были точными.

Рис. 2
Соотношение между абсолютным и манометрическим давлением
при стандартном атмосферном давлении
Ни простой, ни пружинный манометр не могут измерить полное или истинное давление жидкости в сосуде. Оба эти инструмента измеряют только разницу между полным давлением жидкости в сосуде и атмосферным давлением. Если давление жидкости больше, чем атмосферное, абсолютное давление жидкости в сосуде определяют сложением атмосферного и манометрического давления. Если давление жидкости меньше, чем атмосферное, абсолютное давление жидкости находят вычитанием манометрического давления из атмосферного. Эти отношения, между абсолютным и манометрическим давлением, показаны графически на рис. 1.
Манометр Датчик давления 

Абсолютное давление

Наиболее приемлемым эталонным давлением является нулевое, которое существует в безвоздушном космическом пространстве. Любое давление относительно данного известно как абсолютное. Для отличия такого давления от других типов оно обозначается как “ abs”, что является сокращением от латинского слова “absolutus”, означающего отдельный, независимый.

Атмосферное давление

Наверное наиболее важным типом давления для жизни на земле является атмосферное давление, p_amb (amb = ambiens = окружающий). Это давление образовано массой атмосферы, окружающей землю на высоте примерно до 500 км. До этой высоты, на которой абсолютное давление p_abs = 0, его величина постоянно уменьшается. Тем не менее, атмосферное давление подвержено погодным колебаниям, что хорошо нам известно из ежедневного прогноза погоды. На уровне моря p_amb в среднем составляет 1013,25 гектопаскаля (ГПа), что соответствует 1013,25 миллибара (мбар). Благодаря “циклонам” и “антициклонам” это давление может колебаться в пределах, примерно, 5 %.

Избыточное (манометрическое) давление

К наиболее часто встречающемуся типу измеряемого давления на технологических объектах относится перепад атмосферного давления, P_e (e = excedens = превышение). Оно представляет собой разницу между абсолютным давлением P_abs и относительным (абсолютным) атмосферным давлением (p_e = p_abs – p_amb), более известное как избыточное или манометрическое давление.