Единицы и приборы для измерения давления

Основной единицей измерения давления является Паскаль, равный

1 Па = 1 Н / 1 м².

На практике используются более крупные единицы: 1 кПа = 10³ Па и 1 МПа = 10⁶ Па.

Кроме того, в технике и быту широко распространено применение некоторых специфических единиц, прежде всего, 1 бар = 1 атм ≈ 10⁵ Па = 100 кПа = 0,1 МПа.

Используются также некоторые единицы измерения, возникшие исторически из способов и приборов измерения.

Пьезометр. Это прибор, с помощью которого определяют давление по высоте столба жидкости (рис.1.3). Если конец трубки открыт и сообщается с атмосферой, то прибор измеряет избыточное давление, т.е. внутри бака давление сверх атмосферного и его величина равна

р _изб = ρgh_p (1.4).

рр

Пример 1.4. h_p

Пусть высота столба жидкости (воды) в p _изб

трубке пьезометра равна h_p = 2,5 м, тогда

давление над поверхностью жидкости в резервуаре будет

р _изб = 1000∙9,8∙2,5 = 24,5 кПа.

То-есть, 1 бар ≈ 10 м. вод. столба.

Рис. 1.3. Схема пьезометра

Вакууметр. Аналогичный принцип измерения используется в приборах вакууметрах, определяющих недостаток до атмосферного давления (вакуум) в системах с пониженным давлением (рис. 1.4).

Пример 1.5.

Чашечный вакууметр заполняется жидкостью, на

поверхность которой действует атмосферное дав- р _внутр

ление; давление внутри емкости ниже атмосфер-

ного, т.е. вакуум равен

р _вак = р _атм - р _внутр = ρgh _вак (1.5).

h _вак

Рис.1.4. Схема вакууметра р _атм

Дифманометр. Для измерения разности давлений между двумя точками применяется дифференциальный жидкостный манометр, чаще всего, заполненный ртутью (рис. 1.5), поэтому единицей измерения являются «миллиметры ртутного столба» (мм рт. ст.). Установим связь этой единицы с рассмотренными ранее, рассмотрев следующий пример.

р₁ р₂

Δh _рт Рис. 1.5. Схема

ртутного дифманометра

ρ _рт

Дифманометром измеряется разность давлений, создаваемую клапаном,

Δр = р₁ – р₂ = (ρ _рт – ρ) gΔh _рт. (1.6)

Пусть перепад на дифманометре равен Δh _рт = 360 мм; тогда разность давлений будет

Δр = (13600 – 1000)∙9,8∙0,360 = 44,45 кПа.

Отсюда связь единиц измерения давления: 1 бар = 760 мм рт. ст.

Итак, все основные единицы измерения давления можно объединить в следующую систему:

1 бар ≈ 1 атм = 10 м. вод ст. = 760 мм рт. ст. = 10⁵ Па = 0,1 МПа.