ЖУРНАЛ «СТА» №1/2008

торое является разностью полного и динамического давлений; при этом скоростные характеристики потока учитываются в расходомерах и счетчи- ках при измерениях расхода и количе- ства среды. На практике давления газообразных и жидких сред могут измеряться отно- сительно двух различных уровней (рис. 2): 1) уровня абсолютного вакуума, или абсолютного нуля давления — идеали- зированного состояния среды в замк- нутом пространстве, из которого уда- лены все молекулы и атомы вещества среды, 2) уровня атмосферного, или бароме- трического, давления (ГОСТ 8.27177). Давление, измеряемое относительно вакуума, называют давлением абсолют- ным (ДА) . Барометрическое давление (ДБ) — это абсолютное давление зем- ной атмосферы. Оно зависит от кон- кретных условий измерения: темпера- туры воздуха и высоты над уровнем мо- ря. Давление, которое больше или меньше атмосферного, но измеряется относительно атмосферного, называют соответственно избыточным (ДИ) или давлением разрежения, вакуумметриче- ским (ДВ) . Очевидно, что ДА=ДБ+ДИ или ДА=ДБ–ДВ. При измерении раз- ности давлений сред в двух различных процессах или двух точках одного про- цесса, причем таких, что ни одно из давлений не является атмосферным, такую разность называют дифференци- альным давлением (ДД) . Системные и внесистемные единицы измерения давления Единицы измерения давления (СТ СЭВ 105289) определяются од- ним из двух способов: 1) через высоту столба жидкости, уравновешивающей измеряемое давление в конкретном физическом процессе: в единицах во- дяного столба при 4°С ( мм вод. ст. или м вод. ст. ) или ртутного столба при 0°С ( мм рт. ст. , или Торр ) и нормальном ус- корении свободного падения (в англо- язычных странах используются соот- ветствующие единицы in H 2 O, ft H 2 O — дюйм вод. ст. , фут вод. ст . и in Hg — дюйм рт. ст. ; 1 дюйм=25,4 мм, 1 фут=30,48 см); 2) через единицы си- лы и площади. В Международной системе единиц (СИ), принятой в 1960 году, единицей силы является Н (ньютон), а единицей площади — м 2 . Отсюда определяется единица давления паскаль Па=1 н/м 2 и ее производные, например, килопас- каль (1 кПа=10 3 Па), мегапаскаль (1 МПа=10 3 кПа=10 6 Па). Наряду с си- стемой СИ в области измерения давле- ния продолжают использоваться еди- ницы и других, более ранних систем, а также внесистемные единицы. В технической системе единиц МКГСС (метр, килограммсила, се- кунда) сила измеряется в килограммах силы (1 кгс ≈ 9,8 Н). Единицы давления в МГКСС — кгс/м 2 и кгс/см 2 ; единица кгс/см 2 получила название техничес- кой, или метрической атмосферы (ат) . В случае измерения в единицах техниче- ской атмосферы избыточного давле- ния используется обозначение «ати» . В физической системе единиц СГС (сантиметр, грамм, секунда) единицей силы является дина (1 дин=10 –5 Н). В рамках СГС введена единица давле- ния бар (1 бар=1 дин/см 2 ). Существует одноименная внесистемная, метеоро- логическая единица бар , или стан- дартная атмосфера (1 бар=10 6 дин/см 2 ; 1 мбар = 10 –3 бар = 10 3 дин/см 2 ), что иногда, вне контекста, вызывает пута- ницу. Кроме указанных единиц на практике используется такая внесис- темная единица, как физическая, или нормальная атмосфера (атм) , которая эквивалентна уравновешивающему столбу 760 мм рт. ст. Изредка находит применение едини- ца давления из системы единиц МТС (метр, тонна, секунда) пьеза (1 пз = 1 сн/м 2 , где 1 сн = 10 8 дин — сила в 1 стен, сообщающая телу массой в 1 тонну ускорение 1 м/с 2 ). В англо- язычных странах широко распростра- нена единица давления пси (psi=lbf/in 2 ) — фунт силы на квадратный дюйм (1 фунт= 0,4536 кг). При измере- нии абсолютного и избыточного давле- ния используются соответственно обо- значения psia (absolute — абсолютный) и psig (gage — избыточный). В таблице 1 указаны коэффициенты перевода одних системных или внесис- темных единиц давления в другие: на- пример, одной технической атмосфере соответствует давление 0,980665 в ба- рах (здесь бар является внесистемной единицей). В действительности не все- гда требуется столь высокая точность перевода единиц, которая отражена в таблице 1. Для приблизительных оце- нок и расчетов давления с относитель- ной погрешностью не более 0,5% по- лезно использовать следующие соот- ношения: 1 ат = 1 кгс/см 2 = 10 4 кгс/м 2 = 0,97 атм = 0, 98 × 10 3 мбар = 0,98 бар = = 10 4 мм вод.ст. = 10 м вод.ст = 735 мм рт.ст . = 0,98 × 10 5 Па = = 98 кПа= 0,098 МПа С ошибкой в 2% можно пренебречь разницей между технической атмосфе- рой, стандартной атмосферой (баром) и десятой частью мегапаскаля (1 ат = 1 бар = 0,1 МПа), а с ошибкой в 3% — разницей между технической и физи- ческой атмосферами (1 ат = 1 атм). На практике изза использования разно- родного гидравлического и измери- тельного оборудования разных изгото- вителей и стран, причем нередко дав- него года выпуска, потребность пере- вода одних единиц давления в другие возникает постоянно. Приведенные таблица и соотношения позволят быст- ро справиться с такими задачами. Диапазон давлений, измеряемых в технике, достигает 17 порядков: от 10 –8 Па в электровакуумном оборудо- вании до 10 3 МПа при обработке ме- таллов давлением. Материальным хра- нителем единиц давления являются первичные (национальные) и вторич- ные (рабочие) эталоны давления. Для поддиапазона 1100 кПа избыточных, В З АПИС Н УЮ К НИЖК У ИНЖЕ Н Е РА Таблица 1. Таблица соответствия единиц давления Системы единиц Единицы давления Па (Ра) CИ (SI) 1 Па=1 н/м 2 1 МКГСС 1 ат=1 кгс/см 2 0,980665 × 10 5 Внесистемные 1 бар=10 6 дин/см 2 10 5 1 атм=760 мм рт.ст. 1,01325 × 10 5 1 мм рт. ст. 133,322 1 мм вод. ст. 9,80665 1 psi=1lbf/in 2 6,894 × 10 3 кгс/см 2 (at) 1,01972 × 10 –5 1 1,01972 1,0332 1,35951 × 10 –3 10 -4 ≈ 0,07 бар (bar) 10 -5 0,980665 1 1,01325 1,33322 × 10 –3 9,80665 × 10 –5 6,894 × 10 –2 атм (atm) 0,98692 × 10 –5 0,96784 0,98692 1 1,31579 × 10 –3 9,67841 × 10 –5 0,068 мм рт. ст. (mm Hg) 750,06 × 10 –5 735,563 750,06 760 1 7,3556 × 10 –2 51,715 ммвод.ст. (mmH 2 O) 0,101972 10 4 1,01972 × 10 4 1,0332 × 10 4 13,5951 1 703,08 пси (psi) 1,45 × 10 –4 14,223 14,5 14,696 0,019337 1,422 × 10 –3 1 СТА 4/2001 www.cta.ru 77