Абсолютное давление в природе и технике

Давление - величина из физики, которая показывает численное значение отношения силы, действующей на принятую единицу определенной поверхности. При этом считается, что направление данной силы строго перпендикулярно площади поверхности. Если в системе СИ, которая принята на просторах стран СНГ, сила имеет значения Ньютон или килограмм-сила, а площадь - квадратные сантиметры (миллиметры, метры), то получаем:

Р = F/S = Н/см2 = Па

Паскаль - это одна из разновидностей величин (применяется в технике и физике). Как правило, значения указанны в МПа - МегаПаскалях. Это удобно для сокращения количества нулей. В технике и быту часто пользуются термином "атмосфера". Абсолютное давление, равно как и относительное, может измеряться в "атмосферах", Па и прочих единицах.


 

На практике термин "атмосфера" имеет также несколько понятий: стандартная и техническая. Стандартная, физическая или нормальная атмосфера имеет обозначение "атм" (ата) и стандартное значение - 101325 Па, что означает давление ртутного столба на уровне моря и при температуре 0 градусов Цельсия. Также можно встретить выражение 760 мм.рт.с. (мм ртутного столба). Техническая атмосфера не имеет ничего общего с термином абсолютное давление, так как имеет другое определение и единицы измерения "ат" (ати). Определение гласит: "сила, перпендикулярно действующая от массы (1 кг) с ускорением свободного падения (1g) равномерно на единицу площади поверхности (1 см2)".

 

Существуют также определения:

Абсолютное давление - измеренное давление относительно абсолютного нуля - вакуума (ата).

Относительное давление - измеренное давление относительно стандартной атмосферы (ати).

Избыточное давление -  может как равняться относительному, так и быть его разницей (ати).

 

Очень часто понятия абсолютное и избыточное давление выделяют как два единственных типа. По сути, существенной разницы в избыточном и относительном давлении нет. Это больше речевые обороты, которыми более привычно пользоваться специалистам той или иной отрасли.

 

Вернемся к понятию абсолютное давление. Как уже говорилось, оно имеет абсолютный показатель, т.е. отмеряется от физического нуля. Это как шкала на линейке - вы меряете от 0 и на сколько вам нужно. В природе к этому понятию редко прибегают при расчетах, так как "за бортом" всегда уже есть какое-то давление. Поэтому удобнее мерить от него. Например, давление в шинах вашего авто мастер на СТО говорит вам в атмосферах (для легковых примерно 2,2 атм). Баллоны также имеют единицу измерения - атмосфера, но уже техническую. Это обусловлено тем, что при использовании важен перепад.

 

Отдельно следует отметить, что давление воздуха с высотой, естественно, изменяется. Меняется давление абсолютное и относительное условно с каждым километром. Для его определения следует учитывать все внешние факторы: температура, плотность и ускорение свободного падения. Эти данные стандартные для каждой высоты. Они сведены в таблицу распределения давления по высотам или могут быть представлены в виде графиков. Эта информация полезна в основном проектировщикам летательных аппаратов (ЛА). Так как ЛА имеет диапазон рабочих высот от 0 до 12 км (пассажирский). А, значит, все системы, агрегаты и работу авиационных двигателей необходимо проектировать с учетом разных внешних условий.

 

В мире пользуются различными величинами, которыми измеряют как избыточное, так и абсолютное давление. Все зависит от географического региона и области применения. Ниже приведена цепочка основных единиц измерения давления:

 

1 Па = 9,87*10-6 атм. = 1,02 ат. = 1,02 кг/см2 = 10-5 Бар = 1,4 10-4 PSI =

= 7, 10-3 мм.рт.ст. = 0,120 мм.вод.ст

 

Как видно, диапазон единиц измерения давления довольно большой. Из этого списка в странах СНГ наиболее часто встречаются Па, атм., ат., кг/см2, мм.рт.ст.

 

Кроме всего прочего, в природе и процессах встречается статическое и полное давление. Статическое давление - это давление, которое замеряется от потока рабочего тела (т.е. его естественное давление).  Полное давление (давление по заторможенным параметрам) - это давление, замеренное непосредственно в потоке (т.е. при торможении потока перед датчиком).

Давление влияет на человека в большей степени, чем температура, поскольку по температуре человеческое тело имеет некоторый запас, а по давлению - очень маленький. Именно поэтому пожилые и больные люди очень чутко реагируют на изменение давления. Для технических нужд используются приборы измерения давления - манометры, для гидрометеослужб - барометры.

Материалы по теме: