100 килопаскалей в атмосферы

14.07.2018



Содержание страницы

Совет 1: Как определить абсолютное давление

  • Как определить абсолютное давление
  • Как определить влажность
  • Как найти давление воздуха
  • Как измерять вакуум

Совет 2: Что такое абсолютное давление

Общие понятия

С точки зрения науки, абсолютным давлением считается отношение давления в системе к давлению в вакууме. Наиболее распространенным выражением для абсолютного давления есть сумма показаний датчика системы и атмосферного давления. Выражение принимает форму:

Абсолютное давление = Манометрическое давление + Атмосферное давление.

Атмосферное давление определяется как давление окружающего воздуха на поверхность Земли. Это значение не является фиксированной или постоянной величиной и может изменяться в зависимости от температуры, высоты и влажности.

Манометрическое давление представляет собой давление в системе, которое было измерено с помощью измеряющего устройства. Эти устройства, или датчики, могут быть классифицированы по конструктивным особенностям. Наиболее распространенными видами являются датчики на основе упругих элементов, датчики со столбом жидкости и электрические приборы. Если датчик не учитывает давление атмосферы в своих показаниях, то расчет абсолютного давления производят вручную.

Единицы измерения и практическое применение

На практике абсолютное и манометрическое давление не являются одной и той же характеристикой системы. Поэтому для каждого из них используется свое обозначение. Наиболее распространенным приемом является добавление индексов. После буквы, обозначающей абсолютное давление, ставят индекс «а», а после манометрического – «м».

Такие обозначения наиболее часто используются в инженерных расчетах. При их выполнении необходимо использовать правильное обозначение давления, чтобы избежать ошибок. Разница между абсолютным и манометрическим давлением гораздо более заметна в случае, когда атмосферное давление имеет тот же порядок величины, что и манометрическое.

Пренебрежение атмосферным компонентом абсолютного давления в расчетах также приводит к серьезным ошибкам в проектировании. Это можно продемонстрировать путем изучения замкнутого цилиндра с идеальным газом при температуре 25оС и объемом 1 кубический метр. Если манометр на цилиндре показывает давление 100 Килопаскалей, а давление атмосферы не учитывается, то расчетное количество молей газа в цилиндре составляет примерно 40,34.

Когда давление атмосферы также составляет 100 Килопаскалей, то абсолютное давление на самом деле равно 200 Килопаскалей и правильным число молей газа будет 80,68. Фактическое количество молей газа станет в два раза больше по сравнению с первоначальным расчетом. Этот пример показывает важность использования правильного алгоритма расчета давления.

Единицы измерений

Единицы измерений, переводные таблицы и формулы

Units, Conversion Tables, and Formulas

Единицы измерения давления / Pressure

kgf/cm² или kp/cm², at,

PSI или psi (фунт/кв. дюйм),

фунт-сила на квадратный дюйм

миллиметр ртутного столба

миллиметр водяного столба

(pounds/square inch или lbf/in²),

pound-force per square inch

Паскаль (Па, Pa) – единица измерения давления в Международной системе единиц измерения (система СИ). Единица названа в честь французского физика и математика Блеза Паскаля.

Паскаль равен давлению, вызываемому силой, равной одному ньютону (Н), равномерно распределённой по нормальной к ней поверхности площадью один квадратный метр:

1 паскаль (Па) ≡ 1 Н/м²

Кратные единицы образуют с помощью стандартных приставок СИ:

1 МПа (1 мегапаскаль) = 1000 кПа (1000 килопаскалей)

Атмосфера (физическая, техническая)

Атмосфера — внесистемная единица измерения давления, приблизительно равная атмосферному давлению на поверхности Земли на уровне Мирового океана.

Существуют две примерно равные друг другу единицы с таким названием:

    Физическая, нормальная или стандартная атмосфера (атм, atm) — в точности равна 101 325 Па или 760 миллиметрам ртутного столба.

Техническая атмосфера (ат, at, кгс/см²) — равна давлению, производимому силой 1 кгс, направленной перпендикулярно и равномерно распределённой по плоской поверхности площадью 1 см² (98 066,5 Па).

1 техническая атмосфера = 1 кгс/см² («килограмм-сила на сантиметр квадратный»). // 1 кгс = 9,80665 ньютонов (точно) ≈ 10 Н; 1 Н ≈ 0,10197162 кгс ≈ 0,1 кгс

На английском языке килограмм-сила обозначается как kgf (kilogram-force) или kp (kilopond) – килопонд, от латинского pondus, означающего вес.

Заметьте разницу: не pound (по-английски «фунт»), а pondus .

На практике приближенно принимают: 1 МПа = 10 атмосфер, 1 атмосфера = 0,1 МПа.

Бар (от греческого βάρος — тяжесть) — внесистемная единица измерения давления, примерно равная одной атмосфере. Один бар равен 105 Н/м² (или 0,1 МПа).

Соотношения между единицами давления

1 МПа = 10 бар = 10,19716 кгс/см² = 145,0377 PSI = 9,869233 (физ. атм.) =7500,7 мм рт.ст.

1 бар = 0,1 МПа = 1,019716 кгс/см² = 14,50377 PSI = 0,986923 (физ. атм.) =750,07 мм рт.ст.

1 ат (техническая атмосфера) = 1 кгс/см² (1 kp/cm², 1 kilopond/cm²) = 0,0980665 МПа = 0,98066 бар = 14,223

1 атм (физическая атмосфера) = 760 мм рт.ст.= 0,101325 МПа = 1,01325 бар = 1,0333 кгс/см²

1 мм ртутного столба = 133,32 Па =13,5951 мм водяного столба

Избыточное давление – что и как…

Бывает, что вспоминая школьные годы, на память приходят предметы химия, физика. Они расширяли для меня границы миропонимания через знакомство с теми или другими физическими понятиями. Некоторые из них никак не хотели «приживаться». Наверное, потому, что чаще всего озвученные учителем определения не имели конкретного физического образа, а были, поначалу, абстрактными понятиями.

Вот метр — тут все понятно. Время, тоже, вроде как нет вопросов, часы — любимая игрушка детства, тик-так, без устали. Метр, час, секунда — эти физические сущности «врастаются» в сознание. Но как себе представить 10 км воздуха, которые «давят» на тебя день и ночь без устали, а называются лирично и загадочно – атмосферное давление. А оказывается, что это еще не все, есть и избыточное давление, и осмотическое, и кровяное, и… несть им числа, всем этим давлениям. Потом, правда, все становится на свои места, но судя по интернет-форумам, вопросы по разным аспектам понятия «давление» были, есть и будут. Так что ж это такое – давление?

Практический смысл понятия «давление» заключается в том, что это удельная силовая характеристика – нагрузка, приходящаяся на единицу площади. Любой предмет, окружающий нас, обязательно «опирается», давит на какую либо поверхность – стол, подоконник, подставка, дорога. А как определить, кто сильней давит на дорогу – танк или идущий по ней человек? Вот здесь и помогает понятие о физической величине «давление», которое вычисляется на основании других физических величин. Для этого определяют вес объекта и площадь его опоры. Вес делим на площадь и получаем значение давления – долю веса, приходящуюся на единицу площади, скажем, сантиметр квадратный. Вот теперь можно сказать уверенно, кто больше «давит».

И не сказать теперь, кто первый предложил, чтоб «столбик» воздуха площадью один квадратный сантиметр и высотой 100 км, именно такой условно считают высоту земной атмосферы, назвать атмосферным давлением. Если в качестве нулевого значения высоты принять уровень мирового океана, то численное значение давления атмосферы Ратм, его называют еще барометрическим, составит примерно 1 кгс/см кв. Так уж сложилось исторически, что эта замечательная физическая величина – одна атмосфера, равная 1 кгс/см кв. — имеет несколько прототипов. В частности, широко применяется вариант измерения в миллиметрах ртутного столба – 1 атмосфера равна 760 мм рт.ст. На разной высоте от Земли «давящий» столб воздуха разный, и давление, измеренное барометром, с изменением высоты меняется. Например, на высоте 5 км барометрическое давление равно 405 мм рт.ст.

Другие варианты названия давления классифицируются по их соотношению с барометрическим. Так, например, широко применяемый в технике прибор манометр измеряет избыточное давление. Определение так и звучит, что избыточным считается давление в диапазоне выше барометрического и обозначают его Рати. В технических приложениях чаще измеряют именно избыточное давление.

А может быть давление меньше атмосферного? Конечно, и в таком случае оно называется вакуумметрическим. Абсолютный вакуум – это давление, равное абсолютному нулю – меньше не бывает. Поэтому, если взять его за точку отсчета, то любое давление больше нулевого называется абсолютным, изменяется от нуля и до любого значения, а обозначают его Рабс.

Как же вычислить избыточное давление? Формула для расчета абсолютного давления имеет вид:

Рабс = Ратм + Рати

Отсюда не представляет труда вычислить избыточное давление, как разность:

Рати = Рабс – Ратм

Давление, имеющее простое аналитическое выражение, к сожалению, имеет такое огромное число единиц измерения, что в них разбираются только специалисты. Наиболее применимые из них это бар, паскаль, кг/см кв. и их производные с приставками мега, гекто, гига.

В системе Си единица давления – паскаль – это сила величиной в один ньютон на площадь в один метр квадратный. Сам по себе н/м кв. такая маленькая величина, что на практике применяют его производную бар, который равен примерно 100 килопаскалей или 750 мм рт.ст., т.е. почти 1 кг/см кв. Вот он, круг, замкнулся – мы опять пришли к прекрасной и поэтичной единице давления – атмосфере. Правда, в этом случае ее называют «технической атмосферой», и именно этой единицей часто, по старой памяти, измеряют избыточное давление. Полный перечень соответствия применяемых в разных областях единиц давления занимает страницу убористого текста.

Вот так, простое и понятное давление переросло в запутанный лабиринт собственных единиц измерения. Но нет причин волноваться – под рукой всегда есть справочник или… интернет.

Категории статей

Почему от мятных леденцов холодно во рту

Это известный факт и известное всем ощущение, что, если сосёшь мятную конфету или жуёшь мятную жвачку, во рту становится прохладно. Интересно, однако, узнать, почему мы чувствуем холод, как обыкновенная конфета может вдруг охлаждать организм человека? Далее

Дайте доступ к красоте

Как такое может быть? Одна из красивейших пещер мира настолько труднодоступна. Далее

Можно ли использовать энергию людей?

Непрерывное движение людей по улице или непрерывное движение туристов вокруг достопримечательностей. Можно ли его использовать, как источник энергии? Далее

Приказы и здравый смысл

Иногда законы просто препятствуют нормальной работе. Происходит это, на мой взгляд, оттого, что чиновники, издающие приказы далеки от народа, от практической поверочной деятельности. Далее

Своя земля

Это заблуждение, что землю при советской власти давали бесплатно. Далее

Популярные статьи

Польза и вред инфракрасного обогревателя (289874)

Среди электрических обогревателей, которые мы используем в быту, наиболее популярными сейчас становятся инфракрасные нагреватели. Они очень широко рекламируются в Интернете и в газетах. Говорят, что они намного эффективнее масляных радиаторов и тепловентиляторов. Меньше потребляют энергии, не сжигают кислород и т.д. Главное – они совершенно не вредные, никакого отрицательного воздействия на организм человека не оказывают. Далее

Вредно ли разогревать пищу в микроволновке? (187829)

Одна моя знакомая отказывается есть пищу, которую кто-то разогрел в микроволновой печи. Всему виной — страшилки в Интернете. Далее

Почему горячая вода замерзает быстрее, чем холодная? (181363)

Это действительно так, хотя звучит невероятно, т.к в процессе замерзания предварительно нагретая вода должна пройти температуру холодной воды. Парадокс известен в мире, как «Эффект Мпембы». Далее

Контролируйте температуру приготовления мяса! (150705)

При приготовлении сырого мяса, особенно, домашней птицы, рыбы и яиц необходимо помнить, что только нагревание до надлежащей температуры убивают вредные бактерии. Далее

451 градус по Фаренгейту, температура возгорания бумаги? (110356)

451 градус по Фаренгейту. Это название знаменитой книги Рэя Брэдбери. На языке оригинала звучит так: ‘Fahrenheit 451: The Temperature at which Book Paper Catches Fire, and Burns’. Действительно ли при этой температуре начинают гореть книги? Далее

Основные разделы

Температура над Землей

Все, кто летал на самолете, привыкли к сообщению такого рода: «наш полет проходит на высоте 10 000 м, температура за бортом — 50 °С». Кажется, ничего особенного. Чем дальше от нагретой Солнцем поверхности Земли, тем холоднее. Многие думают, что понижение температуры с высотой идет непрерывно и постепенно температура падает, приближаясь к температуре космоса. Между прочем, так думали ученые вплоть до конца 19 века.

Разберемся подробнее с распределением температуры воздуха над Землей. Атмосферу подразделяют на несколько слоев, которые и отражают в первую очередь характер изменения температуры.

Нижний слой атмосферы называется тропосферой , что означает „сфера поворота». Все перемены погоды и климата являются результатом физических процессов, происходящих именно в этом слое. Верхняя граница этого слоя располагается там, где уменьшение температуры с высотой сменяется ее возрастанием,— примерно на высоте 15—16 км над экватором и 7—8 км над полюсами. Как и сама Земля, атмосфера под влиянием вращения нашей планеты тоже несколько сплющена над полюсами и разбухает над экватором. Однако этот эффект выражен в атмосфере значительно сильнее, чем в твердой оболочке Земли. В направлении от поверхности Земли к верхней границе тропосферы температура воздуха понижается. Над экватором минимальная температура воздуха составляет около —62°С, а над полюсами около —45°С. В умеренных широтах более 75% массы атмосферы находится в тропосфере. В тропиках же в пределах тропосферы находится около 90% массы атмосферы.

В 1899 г. в вертикальном профиле температуры на некоторой высоте был обнаружен ее минимум, а затем температура незначительно повышалась. Начало этого повышения означает переход к следующему слою атмосферы — к стратосфере , что означает „сфера слоя». Термин стратосфера означает и отражает прежнее представление о единственности слоя, лежащего выше тропосферы. Стратосфера простирается до высоты около 50 км над земной поверхностью. Особенностью ее является, в частности, резкое повышение температуры воздуха. Это повышение температуры объясняют реакцией образования озона — одной из главных химических реакций, происходящих в атмосфере.

Основная масса озона сосредоточена на высотах примерно 25 км, но в целом слой озона представляет собой сильно растянутую по высоте оболочку, охватывающую почти всю стратосферу. Взаимодействие кислорода с ультрафиолетовыми лучами — один из благоприятных процессов в земной атмосфере, способствующих поддержанию жизни на Земле. Поглощение озоном этой энергии препятствует излишнему поступлению ее на земную поверхность, где создается именно такой уровень энергии, который пригоден для существования земных форм жизни. Озоносфера поглощает часть лучистой энергии, проходщей через атмосферу. В результате этого в озоносфере устанавливается вертикальный градиент температуры воздуха примерно 0,62°С на 100 м, т. е, температура повышается с высотой вплоть до верхнего предела стратосферы — стратопаузы (50 км), достигая, по некоторым данным, 0 °С.

На высотах от 50 до 80 км располагается слой атмосферы, называемый мезосферой . Слово „мезосфера» означает „промежуточная сфера», здесь температура воздуха продолжает понижаться с высотой. Выше мезосферы, в слое, называемом термосферой , температура снова растет с высотой примерно до 1000°С, а затем очень быстро падает до —96°С. Однако падает не беспредельно, потом температура снова увеличивается.

Термосфера является первым слоем ионосферы . В отличие от упомянутых ранее слоев, ионосфера выделена не по температурному признаку. Ионосфера является областью, имеющей электрическую природу, благодаря которой становятся возможными многие виды радиосвязи. Ионосферу делят на несколько слоев, обозначая их буквами D, Е, F1 и F2 Эти слои имеют и особые названия. Разделение на слои вызвано несколькими причинами, среди которых самая важная—неодинаковое влияние слоев на прохождение радиоволн. Самый нижний слой, D, в основном поглощает радиоволны и тем самым препятствует дальнейшему их распространению. Лучше всего изученный слой Е расположен на высоте примерно 100 км над земной поверхностью. Его называют также слоем Кеннелли — Хевисайда по именам американского и английского ученых, которые одновременно и независимо друг от друга обнаружили его. Слой Е, подобно гигантскому зеркалу, отражает радиоволны. Благодаря этому слою длинные радиоволны проходят более далекие расстояния, чем следовало бы ожидать, если бы они распространялись только прямолинейно, не отражаясь от слоя Е. Аналогичные свойства имеет и слой F. Его называют также слоем Эпплтона. Вместе со слоем Кеннелли—Хевисайда он отражаем радиоволны к наземным радиостанциями Такое отражение может происходить под различными углами. Слой Эпплтона расположен на высоте около 240 км.

Самая внешняя область атмосферы, второй слой ионосферы, часто называется экзосферой . Этот термин указывает на существование окраины космоса вблизи Земли. Определить, где именно кончается атмосфера и начинается космос, трудно, поскольку с высотой плотность атмосферных газов уменьшается постепенно и сама атмосфера плавно превращается почти в вакуум, в котором встречаются лишь отдельные молекулы. Уже на высоте примерно 320 км плотность атмосферы настолько мала, что молекулы, не сталкиваясь друг с другом, могут проходить путь более 1 км. Самая внешняя часть атмосферы служит как бы ее верхней границей, которая располагается на высотах от 480 до 960 км.

Таблица перевода единиц измерения давления. Па; МПа; бар; атм; мм рт.ст.; мм в.ст.; м в.ст., кг/см 2; psf; psi; дюймы рт.ст.; дюймы в.ст.

Рекомендуемые обзоры проекта:

Подробный список единиц давления:

  • 1 Па (Н/м 2 ) = 0.0000102 Атмосфера «метрическая» / Atmosphere (metric)
  • 1 Па (Н/м 2 ) = 0.0000099 Атмосфера стандартная Atmosphere (standard) = Standard atmosphere
  • 1 Па (Н/м 2 ) = 0.00001 Бар / Bar
  • 1 Па (Н/м 2 ) = 10 Барад / Barad
  • 1 Па (Н/м 2 ) = 0.0007501 Сантиметров рт. ст. (0 °C)
  • 1 Па (Н/м 2 ) = 0.0101974 Сантиметров во. ст. (4 °C)
  • 1 Па (Н/м 2 ) = 10 Дин/квадратный сантиметр
  • 1 Па (Н/м 2 ) = 0.0003346 Футов водяного столба / Foot of water (4 °C)
  • 1 Па (Н/м 2 ) = 10 -9 Гигапаскалей
  • 1 Па (Н/м 2 ) = 0.01 Гектопаскалей
  • 1 Па (Н/м 2 ) = 0.0002953 Дюмов рт.ст. / Inch of mercury (0 °C)
  • 1 Па (Н/м 2 ) = 0.0002961 Дюймов рт. ст. / Inch of mercury (15.56 °C)
  • 1 Па (Н/м 2 ) = 0.0040186 Дюмов в.ст. / Inch of water (15.56 °C)
  • 1 Па (Н/м 2 ) = 0.0040147 Дюмов в.ст. / Inch of water (4 °C)
  • 1 Па (Н/м 2 ) = 0.0000102 кгс/см 2 / Kilogram force/centimetre 2
  • 1 Па (Н/м 2 ) = 0.0010197 кгс/дм 2 / Kilogram force/decimetre 2
  • 1 Па (Н/м 2 ) = 0.101972 кгс/м 2 / Kilogram force/meter 2
  • 1 Па (Н/м 2 ) = 10 -7 кгс/мм 2 / Kilogram force/millimeter 2
  • 1 Па (Н/м 2 ) = 10 -3 кПа
  • 1 Па (Н/м 2 ) = 10 -7 Килофунтов силы/ квадратный дюйм / Kilopound force/square inch
  • 1 Па (Н/м 2 ) = 10 -6 МПа
  • 1 Па (Н/м 2 ) = 0.000102 Метров в.ст. / Meter of water (4 °C)
  • 1 Па (Н/м 2 ) = 10 Микробар / Microbar (barye, barrie)
  • 1 Па (Н/м 2 ) = 7.50062 Микронов рт.ст. / Micron of mercury (millitorr)
  • 1 Па (Н/м 2 ) = 0.01 Милибар / Millibar
  • 1 Па (Н/м 2 ) = 0.0075006 Миллиметров рт.ст / Millimeter of mercury (0 °C)
  • 1 Па (Н/м 2 ) = 0.10207 Миллиметров в.ст. / Millimeter of water (15.56 °C)
  • 1 Па (Н/м 2 ) = 0.10197 Миллиметров в.ст. / Millimeter of water (4 °C)
  • 1 Па (Н/м 2 ) =7.5006 Миллиторр / Millitorr
  • 1 Па (Н/м 2 ) = 1Н/м 2 / Newton/square meter
  • 1 Па (Н/м 2 ) = 32.1507 Повседневных унций / кв. дюйм / Ounce force (avdp)/square inch
  • 1 Па (Н/м 2 ) = 0.0208854 Фунтов силы на кв. фут / Pound force/square foot
  • 1 Па (Н/м 2 ) = 0.000145 Фунтов силы на кв. дюйм / Pound force/square inch
  • 1 Па (Н/м 2 ) = 0.671969 Паундалов на кв. фут / Poundal/square foot
  • 1 Па (Н/м 2 ) = 0.0046665 Паундалов на кв. дюйм / Poundal/square inch
  • 1 Па (Н/м 2 ) = 0.0000093 Длинных тонн на кв. фут / Ton (long)/foot 2
  • 1 Па (Н/м 2 ) = 10 -7 Длинных тонн на кв. дюйм / Ton (long)/inch 2
  • 1 Па (Н/м 2 ) = 0.0000104 Коротких тонн на кв. фут / Ton (short)/foot 2
  • 1 Па (Н/м 2 ) = 10 -7 Тонн на кв. дюйм / Ton/inch 2
  • 1 Па (Н/м 2 ) = 0.0075006 Торр / Torr

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о