Bosim o'lchash

Pressure units

v t e	Pascal	Bar	Technical atmosphere	Standard atmosphere	Torr	Pound per square inch
	(Pa)	(bar)	(at)	(atm)	(Torr)	(lbf/in^2)
1 Pa	1 Pa ≡ 1 Pa	1 Pa = 10^−5 bar	1 Pa = 1.0197×10^−5 at	1 Pa = 9.8692×10^−6 atm	1 Pa = 7.5006×10^−3 Torr	1 Pa = 0.000 145 037 737 730 lbf/in^2
1 bar	10^5	≡ 100 kPa ≡ 10^6 dyn/cm^2	= 1.0197	= 0.98692	= 750.06	= 14.503 773 773 022
1 at	98066.5	0.980665	≡ 1 kgf/cm^2	0.967 841 105 354 1	735.559 240 1	14.223 343 307 120 3
1 atm	≡ 101325	≡ 1.01325	1.0332	1	760	14.695 948 775 514 2
1 Torr	133.322 368 421	0.001 333 224	0.001 359 51	1/760 ≈ 0.001 315 789	1 Torr≈ 1 mmHg	0.019 336 775
1 lbf/in^2	6894.757 293 168	0.068 947 573	0.070 306 958	0.068 045 964	51.714 932 572	≡ 1 lbf/in^2

Bosim uchun SI birligi paskal (Pa), kvadrat metrga bir nyutonga teng (N · m - 2 yoki kg · m - 1 · s - 2). Birlik uchun ushbu maxsus nom 1971 yilda qo'shilgan; bundan oldin SIdagi bosim N·m-2 kabi birliklarda ifodalangan. Ko'rsatilganda, nol havolasi birlikdan keyin qavs ichida ko'rsatiladi, masalan, 101 kPa (abs). Kvadrat dyuym uchun funt (psi) hali ham AQSh va Kanadada, masalan, shinalar bosimini o'lchash uchun keng qo'llaniladi. O'lchovning nol havolasini ko'rsatish uchun ko'pincha psi birligiga harf qo'shiladi; Mutlaq uchun psia, o'lchov uchun psig, differensial uchun psid, ammo bu amaliyot NIST tomonidan tavsiya etilmaydi.[1]

Bosim odatda manometrdagi suyuqlik ustunini siljitish qobiliyati bilan o'lchanganligi sababli, bosim ko'pincha ma'lum bir suyuqlikning chuqurligi (masalan, suv dyuymlari) sifatida ifodalanadi. Manometrik o'lchov bosim boshini hisoblash mavzusidir. Manometrning suyuqligi uchun eng keng tarqalgan tanlov simob (Hg) va suvdir; suv zaharli emas va oson mavjud, simob zichligi esa berilgan bosimni o'lchash uchun qisqaroq ustun (va shuning uchun kichikroq manometr) imkonini beradi. "W.C." qisqartmasi yoki "suv ustuni" so'zlari ko'pincha manometr uchun suv ishlatadigan o'lchov va o'lchovlarda bosiladi.

Shuningdek qarang: simob bosim o'lchagichi

Suyuqlik zichligi va mahalliy tortishish mahalliy omillarga qarab bir ko'rsatkichdan boshqasiga o'zgarishi mumkin, shuning uchun suyuqlik ustunining balandligi bosimni aniq belgilamaydi. Shunday qilib, "simob millimetrlari" yoki "simob dyuymlari" dagi o'lchovlar suyuqlik zichligi va tortishishning mahalliy omillariga e'tibor berilsa, SI birliklariga aylantirilishi mumkin. Haroratning o'zgarishi suyuqlik zichligi qiymatini o'zgartiradi, joylashuv esa tortishish kuchiga ta'sir qilishi mumkin.

Garchi endi afzal ko'rmasa ham, bu manometrik birliklar hali ham ko'p sohalarda uchraydi. Qon bosimi dunyoning ko'p mamlakatlarida simob millimetrlari bilan o'lchanadi (torrga qarang), markaziy venoz bosim va santimetr suvdagi o'pka bosimi hali ham keng tarqalgan, CPAP apparatlari sozlamalarida. Tabiiy gaz quvurlari bosimi suvning dyuymlarida o'lchanadi, bu "dyuymli W.C."

Suv osti g'avvoslari manometrik birliklardan foydalanadilar: atrof-muhit bosimi metr birliklarida o'lchanadi dengiz suvi (msw) barning o'ndan biriga teng. [2][3] AQSHda standart tortish kuchi va dengiz suvi zichligi 64 lb/ft3 ga asoslangan oyoq dengiz suvi (fsw) ishlatiladi. AQSh dengiz flotining sho'ng'in bo'yicha qo'llanmasiga ko'ra, bir fsw 0,30643 msw, 0,030643 bar yoki 0,44444 psi ga teng[2][3], lekin boshqa joylarda 33 fsw 14,7 psi (bitta atmosfera) deb ta'kidlangan, bu esa bir fsw taxminan 0,445 ga teng bo'ladi. psi.[4] msw va fsw - dekompressiya jadvallarida ishlatiladigan g'avvos bosimi ta'sirini o'lchash uchun an'anaviy birliklar va pnevmofatometrlar va giperbarik kamerali bosim o'lchagichlar uchun kalibrlash birligi.[5] Har ikkala msw va fsw normal atmosfera bosimiga nisbatan o'lchanadi.

Vakuum tizimlarida torr (millimetr simob), mikron (simob mikrometri),[6] va simob dyuym (inHg) ko'pincha ishlatiladi. Torr va mikron odatda mutlaq bosimni bildiradi, inHg esa odatda o'lchov bosimini ko'rsatadi.

Atmosfera bosimi odatda gektopaskal (hPa), kilopaskal (kPa), millibar (mbar) yoki atmosfera (atm) yordamida aniqlanadi. Amerika va Kanada muhandisligida stress ko'pincha kip bilan o'lchanadi. E'tibor bering, stress haqiqiy bosim emas, chunki u skaler emas. cgs tizimida bosim birligi 1 dyn·sm-2 ga teng barye (ba) edi. Mts tizimida bosim birligi kvadrat metr uchun 1 stenaga teng bo'lgan piez edi.

Ko'pgina boshqa gibrid birliklar mmHg/sm2 yoki gramm-kuch/sm2 (ba'zan [[kg/sm2]] sifatida kuch birliklarini to'g'ri aniqlamasdan) ishlatiladi. SIda kuch birligi sifatida kilogramm, gramm, kilogramm-kuch yoki gramm-kuch (yoki ularning belgilari) nomlarini ishlatish taqiqlanadi; SIda kuch birligi Nyuton (N) dir.

Statik va dinamik bosim

Statik bosim barcha yo'nalishlarda bir xil, shuning uchun bosim o'lchovlari ko'chmas (statik) suyuqlikdagi yo'nalishga bog'liq emas. Biroq, oqim oqim yo'nalishiga perpendikulyar bo'lgan sirtlarga qo'shimcha bosim o'tkazadi, shu bilan birga oqim yo'nalishiga parallel bo'lgan sirtlarga ozgina ta'sir qiladi. Harakatlanuvchi (dinamik) suyuqlikdagi bosimning bu yo'nalishli komponenti dinamik bosim deb ataladi. Oqim yo'nalishiga qaragan asbob statik va dinamik bosimlarning yig'indisini o'lchaydi; bu o'lchov umumiy bosim yoki turg'unlik bosimi deb ataladi. Dinamik bosim statik bosimga ishora qilinganligi sababli, u o'lchov ham, mutlaq ham emas; bu differentsial bosimdir.

Statik o'lchov bosimi quvur devorlariga aniq yuklarni aniqlash uchun asosiy ahamiyatga ega bo'lsa-da, oqim tezligi va havo tezligini o'lchash uchun dinamik bosim ishlatiladi. Dinamik bosimni oqimga parallel va perpendikulyar asboblar orasidagi differentsial bosimni olish orqali o'lchash mumkin. Pitot-statik quvurlar, masalan, havo tezligini aniqlash uchun samolyotlarda bu o'lchovni amalga oshiradi. O'lchov vositasining mavjudligi muqarrar ravishda oqimni yo'naltirish va turbulentlik yaratish uchun harakat qiladi, shuning uchun uning shakli aniqlik uchun juda muhimdir va kalibrlash egri ko'pincha chiziqli emas.

Asboblar

Turli xil afzallik va kamchiliklarga ega bo'lgan bosimni o'lchash uchun ko'plab asboblar ixtiro qilingan. Bosim diapazoni, sezuvchanlik, dinamik javob va xarajat bir asbob dizaynidan ikkinchisiga qadar bir necha darajaga qarab o'zgaradi. Eng qadimgi turi 1643 yilda Evangelista Torricelli tomonidan ixtiro qilingan suyuqlik ustuni (simob bilan to'ldirilgan vertikal kolba) manometrdir. U-tube 1661 yilda Kristian Gyuygens tomonidan ixtiro qilingan.

Gidrostatik

Gidrostatik o'lchagichlar (masalan, simob ustuni manometri) suyuqlik ustunining tagidagi bosimni birlik maydonga tushadigan gidrostatik kuch bilan taqqoslaydi. Gidrostatik o'lchov o'lchovlari o'lchanadigan gaz turiga bog'liq emas va juda chiziqli kalibrlash uchun mo'ljallangan bo'lishi mumkin. Ular zaif dinamik javobga ega.

Piston
Piston tipidagi o'lchagichlar suyuqlik bosimini prujinali (masalan, nisbatan past aniqlikdagi shinalar bosimi o'lchagichlari) yoki qattiq og'irlik bilan muvozanatlashtiradi, bu holda u o'lik og'irlikni tekshirgich sifatida tanilgan va boshqa o'lchagichlarni kalibrlash uchun ishlatilishi mumkin.

Suyuq ustun (manometr)

Suyuq ustunli manometrdagi suyuqlik balandligidagi farq bosim farqiga mutanosibdir: {\displaystyle h={\frac {P_{a}-P_{o}}{g\rho }}}{\displaystyle h={ \frac {P_{a}-P_{o}}{g\rho }}}

Ring balansi manometri
Suyuqlik ustunli o'lchagichlar uchlari turli bosimlarga duchor bo'lgan naychadagi suyuqlik ustunidan iborat. Ustun og'irligi (tortishish kuchi tufayli qo'llaniladigan kuch) trubaning ikki uchi orasidagi bosim farqi (suyuqlik bosimi tufayli qo'llaniladigan kuch) bilan muvozanatga kelguncha ko'tariladi yoki tushadi. Juda oddiy versiya - bu yarim suyuqlik bilan to'ldirilgan U shaklidagi naycha bo'lib, uning bir tomoni qiziqtiriladigan hududga ulanadi, ikkinchisiga esa mos yozuvlar bosimi (atmosfera bosimi yoki vakuum bo'lishi mumkin) qo'llaniladi. Suyuqlik darajasidagi farq qo'llaniladigan bosimni ifodalaydi. Balandligi h va zichligi r bo'lgan suyuqlik ustuniga ta'sir qiladigan bosim gidrostatik bosim tenglamasi P = hgr bilan berilgan. Shuning uchun, U-naychali manometrda qo'llaniladigan bosim Pa va mos yozuvlar bosimi P0 orasidagi bosim farqini Pa - P0 = hgr ni yechish orqali topish mumkin. Boshqacha qilib aytganda, suyuqlikning har ikki uchidagi bosim (rasmda ko'k rangda ko'rsatilgan) muvozanatli bo'lishi kerak (suyuqlik statik bo'lgani uchun) va shuning uchun Pa = P0 + hgr.

Ko'pgina suyuqlik-ustun o'lchovlarida o'lchov natijasi h balandligi bo'lib, odatda mm, sm yoki dyuymlarda ifodalanadi. h bosim boshi sifatida ham tanilgan. Bosim boshi sifatida ifodalanganda, bosim uzunlik birliklarida ko'rsatiladi va o'lchov suyuqligi ko'rsatilishi kerak. Aniqlik muhim bo'lsa, o'lchov suyuqligining harorati ham belgilanishi kerak, chunki suyuqlik zichligi haroratning funktsiyasidir. Masalan, manometrik suyuqlik sifatida simob yoki suv bilan olingan o'lchovlar uchun bosim boshi mos ravishda "742,2 mmHg" yoki "59 °F da 4,2 inH2O" deb yozilishi mumkin. Atmosfera bosimidan yuqori yoki past bosimni farqlash uchun bunday o'lchovga "o'lchov" yoki "vakuum" so'zi qo'shilishi mumkin. Ikkala mm simob va dyuymli suv umumiy bosim boshlari bo'lib, ularni birlik konvertatsiyasi va yuqoridagi formulalar yordamida S.I. bosim birliklariga aylantirish mumkin.

Agar o'lchanayotgan suyuqlik sezilarli darajada zich bo'lsa, suyuqlikning differentsial bosimini o'lchash hollari bundan mustasno, manometr ishchi suyuqligining harakatlanuvchi yuzasi va bosim o'lchash kerak bo'lgan joy orasidagi balandlik uchun gidrostatik tuzatish kiritish kerak bo'lishi mumkin (masalan, teshik plastinkasi yoki venturi bo'ylab), bu holda o'lchanayotgan suyuqlikning zichligini ayirish yo'li bilan r zichligini tuzatish kerak.[7]

Har qanday suyuqlik ishlatilishi mumkin bo'lsa-da, simob yuqori zichligi (13,534 g / sm3) va past bug 'bosimi uchun afzaldir. Uning qavariq menisküsü foydalidir, chunki bu oynani namlashda bosim xatosi bo'lmaydi, lekin juda toza sharoitda simob shishaga yopishib qoladi va barometr yopishib qolishi mumkin (simob salbiy mutlaq bosim ostida ham bo'lishi mumkin). kuchli vakuum.[8] Past bosim farqlari uchun odatda engil yog 'yoki suv ishlatiladi (ikkinchisi dyuymli suv o'lchagich va millimetr H2O kabi o'lchov birliklarini keltirib chiqaradi). Suyuq ustunli bosim o'lchagichlari yuqori chiziqli kalibrlashga ega. Ular zaif dinamik javobga ega, chunki ustundagi suyuqlik bosim o'zgarishiga sekin reaksiyaga kirishishi mumkin.

Vakuumni o'lchashda, agar uning bug 'bosimi juda yuqori bo'lsa, ishlaydigan suyuqlik bug'lanishi va vakuumni ifloslantirishi mumkin. Suyuqlik bosimini o'lchashda gaz yoki engil suyuqlik bilan to'ldirilgan halqa suyuqliklarni aralashishiga yo'l qo'ymaslik uchun ularni ajratib qo'yishi mumkin, ammo bu keraksiz bo'lishi mumkin, masalan, simob suyuqlikning differentsial bosimini o'lchash uchun manometr suyuqligi sifatida ishlatilganda. suv. Oddiy gidrostatik o'lchagichlar bir necha torr (bir necha 100 Pa) dan bir necha atmosfera (taxminan 1000000 Pa) gacha bo'lgan bosimni o'lchashi mumkin.

Bitta oyoqli suyuqlik ustunli manometr U-naychaning bir tomoni o'rniga kattaroq rezervuarga ega va torroq ustun yonida shkalaga ega. Ustun suyuqlik harakatini yanada kuchaytirish uchun moyil bo'lishi mumkin. Foydalanish va tuzilishiga ko'ra quyidagi turdagi manometrlar qo'llaniladi[9]

Oddiy manometr
Mikromanometr
Differensial manometr
Invertli differentsial manometr