Манометр измеряет: «Какое давление обычно показывает манометр»

Как правильно использовать манометр для измерения давления в трубопроводе

Манометры — незаменимые приборы, с помощью которых осуществляется измерение давления рабочей среды в трубопроводах, котлах, насосах, другом оборудовании и в аппаратах. Эти устройства отличаются простым принципом снятия показаний. Чтобы разобраться с тем, как измерить давление манометром, не требуется какой-либо специальной подготовки. Справиться с этим сможет практически любой человек, прошедший инструктаж. Однако есть определенные моменты, которые необходимо учитывать.

Виды манометров

Сегодня существует большое количество разновидностей манометров. Они имеют различную конструкцию и подходят для разных целей. Для измерения давления рабочей среды в трубопроводах и различном оборудовании чаще всего применяют следующие виды приборов:

• пружинные — величина давления уравновешивается за счет силы, возникающей при деформации пружины. Приборы отличаются простотой конструкции, благодаря этому при необходимости не составляет сложности разобрать манометр для проведения ремонта;

• мембранные — основным функциональным элементом является мембрана, которая деформируется под действием напора рабочей среды, за счет чего возникает уравновешивающая сила упругости;

• поршневые — для уравновешивания давления используется поршень с грузом определенной величины;

• электроконтактные — эти приборы используются в системах автоматического контроля и сигнализации.

Как правильно измерять давление манометром

Мерить давление очень просто, если понимать общий принцип действия, характерный для всех механических манометров. Прибор имеет уравновешивающий элемент (пружину, поршень, мембрану и т.д.), который воспринимает нагрузку от напора рабочей среды и деформируется либо перемещается под ее воздействием.

Уравновешивающий элемент размещается внутри корпуса прибора и имеет механическую связь со стрелкой. Таким образом, перемещение стрелки измерителя зависит от величины действующего давления. Эта величина отображается стрелкой на шкале прибора.

Чтобы получить показания, достаточно просто смотреть на шкалу манометра. Стрелка на ней указывает на шкале величину давления, которое действует в системе в настоящий момент. При изменении измеряемой величины стрелка одновременно перемещается по шкале на соответствующее значение. Это делает измерение максимально удобным и доступным практически для любого человека.

Однако просто смотреть на прибор бывает недостаточно. Чтобы правильно пользоваться манометром, необходимо также иметь представление о величинах измерения, которые указываются на шкале. Чаще всего используются следующие величины:

• техническая атмосфера. Величина атмосферного давления, действующего на уровне Мирового океана. Одна атмосфера соответствует 1 кг/см2;

• величина водяного столба. Соответствует гидростатическому давлению столба воды нормальной плотности высотой 1 мм температурой 4 °C, которое действует на плоское основание. Эта единица часто применяется при осуществлении гидравлических расчетов;

• бар — техническая величина, которая примерно соответствует 1 атмосфере и 10 м водяного столба. Часто используется в характеристиках насосов, арматурных устройств, котлов, другого оборудования;

• паскаль. Единица измерения, принятая в системе СИ, равная 1 Н/м2. Величина, равная 0,1 МПа, примерно соответствует 1 атмосфере или 1 бар.

Класс точности

При измерении нужно учитывать также класс точности прибора, который указывается в его паспорте и на шкале (условно обозначается литерами KL или CL). Это процентное отношение допустимой погрешности к диапазону измерений. Стандартном предусматривается следующий ряд классов точности: 4; 2,5; 1,5; 1; 0,6; 0,4; 0,25; 0,15. Более высокий класс точности говорит о том, что прибор менее точный. Низкое его значение свидетельствует о высокой точности.

Величину допустимой погрешности можно рассчитать путем умножения класса точности на диапазон измерений с последующим делением полученного произведения на 100. Так, для манометра 4 класса точности с диапазоном измерения 2,5 МПа величина погрешности составит 0,1 МПа.

Что измеряет манометр и как им пользоваться

Обслуживание автомобиля невозможно без некоторых обязательных приспособлений. В этот список входят манометры, которые используются для измерения давления в шинах. Опытным водителям этот прибор хорошо знаком. Начинающим водителям ещё предстоит познакомиться с ним. Сделать это нужно обязательно, ведь от давления в шинах зависит безопасность передвижения.

Для чего нужен манометр

В автомобильных шинах постоянно сохраняется давление, которое должно находиться на определённом уровне. От этого зависит безопасность передвижения, в первую очередь. Давление в шинах может снижаться в процессе эксплуатации авто, его уровень нужно периодически проверять и при необходимости повышать. Измерить этот показатель позволяет манометр для шин.

Если всем понятно, что измеряет манометр, то можно продвигаться дальше. Нам предстоит много о чём поговорить, научиться пользоваться этим прибором и правильно выбирать.

Виды манометров, их плюсы и минусы

Устройства для измерения давления внутри колеса выпускаются многими производителями. Они представлены в нескольких разновидностях, которые имеют много отличий. Дальше мы изучим какие бывают манометры, остановимся на их преимуществах и недостатках, изучим принцип действия, который также отличается в зависимости от разновидности устройства.

Механические приборы

Самая простая, доступная и «древняя» разновидность механизма. Механический манометр состоит из циферблата со шкалой, на которой отображается реальный уровень давления. Отличается простотой и надёжностью. Этот прибор нескоро выйдет из строя, поскольку ломаться, по сути, в нём нечему. Несмотря на такую простоту и доступность показания прибор выдаёт точные. Купить такой манометр может каждый водитель, на бюджете эта покупка не особенно отразится.

К недостаткам можно отнести чувствительность к влаге и длительность проведения измерений на четырёх колёсах. У некоторых водителей могут возникать сложности с прочтением полученных измерений. Также результаты в некоторых случаях требуют проверки.

Механический шинный манометр

В различных моделях представлены механические манометры. В некоторых из них имеется клапан, при помощи которого можно спускать воздух с перекачанного колеса. Очень удобно, когда можно просто нажать на кнопку и выпустить лишний воздух с колеса, приведя показания давления в нормальное состояние.

Реечные манометры

Они являются менее популярными, чем предыдущая разновидность, но всё же у некоторых автомобилистов валяются в бардачке, багажнике или гараже. Их конструкция напоминает ручку, основу составляет пружина, которая имеет форму цилиндра. Они надёжные, компактные и доступные по цене.

К недостаткам можно отнести хрупкую конструкцию и не совсем удобное применение. Потому не всех водителей устраивают реечные манометры, тем более, у них есть достойная замена в виде механических и электронных приборов.

Реечный шинный манометр

Электронные устройства

Их популярность возрастает, и они уверенно вытесняют предыдущие две разновидности. Даже высокая стоимость не смущает автомобилистов. Удобно использовать электронные манометры для измерения давления в шинах, с ними время проведения измерений сокращается в разы. К списку преимуществ нужно также отнести высокую точность. Более дорогие модели оснащены дополнительным функционалом.

Их нельзя назвать идеальным выбором, поскольку электроника боится морозов. Это отражается на точности измерений. Не всегда имеется возможность провести измерения в тёплом гараже, потому актуальность покупки цифрового манометра в некоторых случаях ставится под сомнение.

Электронный шинный манометр

Системы контроля давления

Можно не заморачиваться с манометром и установить для проверки давления в шинах специальную систему. Такие технологии по-научному называются TPMS. Существует две разновидности:

1. Прямые системы проводят замеры прямо с колёс. Они являются очень популярными и используются многими автомобильными производителями. Существует две разновидности прямых систем контроля давления в автомобильных шинах:

• штатные опции;
• нештатные универсальные датчики, которые могут устанавливаться на любой автомобиль.

2. Косвенные модели считывают показатели с датчиков ABS. Если колесо спустилось, то его радиус будет меньше нормы. Такие системы начинают отходить в прошлое и всё большее число производителей отказываются от них. Причиной такой ситуации является большая погрешность, которая ещё и сопровождается сбоями в работе.

Как правильно выбрать манометр

Перед каждым автомобилистом рано или поздно возникает необходимость выбора манометра. Не стоит выбирать первую попавшуюся модель, которая привлекла внешним видом или стоимостью. Ориентироваться нужно на рабочие характеристики и ряд важных показателей. Наши советы должны облегчить муки выбора.

1. В первую очередь учитываются все рабочие характеристики устройства:

• измерительный диапазон;
• класс точности;
• единицы измерений;
• сопутствующие опции;
• эксплуатационные характеристики.

2. Для нечастого использования можно покупать недорогую, самую простую модель. Но и на откровенный «ширпотреб» не стоит соблазняться. Для профессиональной работы требуется более серьёзный агрегат с прочным корпусом и надёжной начинкой.

Отдельно стоит остановиться на рассмотрении некоторых рабочих характеристик, которые упоминались ранее.

1. Класс точности разделяется на три категории. Первая является самой неточной, погрешность может составлять от 1 до 0,5. Для второго класса допустимо отклонение от 0,5 до 0,1. Приборы третьего класса являются самыми точными, соответственно, и самыми дорогими. Погрешность здесь не превышает 0,05. Если прибор выбирается для себя, то можно ограничиться вторым классом точности. Для профессиональной работы требуется более точная техника.
2. Не все автовладельцы обращают внимание на единицы измерения, а потом жалеют об этом. Есть несколько вариантов: bar и кг/см2 встречаются чаще всего, иногда могут использоваться Паскали (мПа, кПа). Владельцам легковых авто проще будет работать с показаниями в bar.

А теперь представляем вашему вниманию рейтинг производителей, которые занимаются выпуском подобной измерительной техники. После его изучения вы точно будете знать какой манометр лучше.

1. Конечно же наш рейтинг будут возглавлять немецкие устройства от компании BMW. На рынках можно найти и механику, и электронику. Оба варианта являются очень надёжными, класс точности средний.
2. Среди бюджетных моделей стоит выделить СЕМ TP-5. Диапазон измерений обширный, использование универсальное и простое, приятная эргономика — хороший вариант для домашнего использования.
3. Китайцы могут делать хорошо, если захотят. Подтверждает это модель от CARPOINT. Не хватает только подсветки, которая сделала бы возможным использование этого прибора в ночное время суток. С другой стороны, нужно не так часто менять аккумуляторы.
4. Выбором специалистов могут стать манометры от компании «Беркут». Наиболее удачной является модель Digital MAX, которая прельщает пользователя широким функционалом. За счёт встроенной памяти можно отслеживать нарастание имеющегося дефекта.

Как правильно измерить давление

Манометры существуют разные, следовательно, и принцип работы у них отличается. Пользоваться манометром несложно, какой бы тип механизма не находился в ваших руках. А чтобы данные отличались высокой точностью и не пришлось делать повторные замеры, необходимо придерживаться некоторых правил:

1. Измерения нужно проводить на полностью остывших колёсах. После движения автомобиля нужно выждать не менее 3 часов. Связано это с наличием взаимосвязи между давлением и температурой газов, которые находятся в замкнутом пространстве. В нагретом колесе давление будет на 15% больше от его реального показателя. В зимнее время измеряемый показатель будет заниженным примерно на 10%.
2. Контроль должен быть регулярным. На изношенной резине, которая интенсивно эксплуатируется, желательно выполнять замеры перед каждым выездом. В других случаях будет разумно выполнять проверку каждую неделю.
3. Цифровые устройства могут проводить замер в тот момент, когда система отсоединяется от ниппеля. Такая ситуация объясняется перекалибровкой. В таких ситуациях именно заключительное показание будет наиболее точным.
4. В случае с шинами, которые отличаются от стандартных, ориентироваться нужно на рекомендации производителя резины.
5. Измерения правильно проводить в автомобиле, который не загружен. С грузом давление должно быть выше нормы.
6. Для передвижения по песку можно давление сделать несколько ниже нормы. В этом случае автомобилю будет проще передвигаться по такой дороге, сцепление с дорогой станет более уверенным и возрастёт проходимость ТС. Каменистый грунт, снеговой наст и лужи не являются поводом для экспериментов с показателями резины.

Не пренебрегайте покупкой манометра, ведь за давлением в шинах нужно следить постоянно. Низкий, равно как и высокий, уровень будет снижать безопасность передвижения.

Манометры, переключатели и датчики для измерения давления

Что такое измерение давления?

Измерение давления очень распространено в промышленных процессах, и необходимо понимать, на основании какого эталона делается любое конкретное показание, поскольку это может существенно повлиять на точность измерения.

Манометрическое давление означает, что измеренное давление относится к атмосферному давлению в месте измерения.

Абсолютное давление – это давление, измеренное относительно полного вакуума или отсутствия атмосферного давления.

Например, 1 бар манометрического давления приблизительно равен 2 барам абсолютного давления, а 1 бар абсолютного давления приблизительно равен 0 бар манометрического давления или примерно нормальному атмосферному давлению.

Поскольку атмосферное давление постоянно меняется, действительно точные измерения обычно основаны на абсолютном давлении, но для большинства процессов достаточно манометрического давления, поскольку колебания атмосферного давления не являются критическими для процесса.

Единицы измерения давления

Существует множество имперских, СИ и других единиц, обычно используемых для измерения, включая: бар, Па, кг/см2 и фунт/кв. дюйм среди многих других. Для измерения очень низкого или отрицательного (ниже атмосферного) давления более распространены другие единицы измерения, такие как мбар, дюйм водяного столба, кПа, мм рт. ст. и м рт. ст.

Составные диапазоны

Нередко диапазон рабочего давления может быть выше и ниже атмосферного давления во время рабочего цикла, и вместо того, чтобы идти за счет приборов абсолютного давления, обычно используются составные диапазоны, привязанные к манометру. давление таким образом, чтобы диапазон шкалы шел от манометрического давления менее 0 бар (отрицательное давление) до положительного манометрического давления.

Измерение дифференциального давления

Объединяет входные данные от 2 впускных отверстий через механический или электронный блок датчиков для определения разницы между двумя входными давлениями. Это может быть полезно для определения расхода через диафрагмы или трубки Пито в системах с очень низким или очень высоким давлением. Изменения перепада давления можно использовать для индикации засорения фильтра, чтобы сообщить о необходимости технического обслуживания или в качестве средства точного измерения уровня жидкости в резервуарах.

Тип изделий для измерения давления

Механические манометры обычно используются в качестве индикаторов, но высокоточные версии используются в качестве калибровочных эталонов с антипараллаксными зеркальными шкалами для испытательных и калибровочных лабораторий. Манометры могут поставляться с электрическими контактами для аварийной сигнализации. Электронные манометры обеспечивают превосходную точность и могут сочетать релейные выходы и регистраторы данных для дополнительной функциональности.

Реле давления обеспечивают электрический контакт для срабатывания сигнализации или условий управления и часто основаны на механической диафрагме или поршневом чувствительном элементе.

Датчики давления используют электронные датчики для обеспечения точного пропорционального выхода измеряемой жидкости, обычно используя токовый контур 4-20 мА для выходного сигнала.

Мы можем удовлетворить все ваши потребности в измерении давления с помощью широкого спектра продуктов от ведущих производителей. Свяжитесь с нами сегодня, чтобы обсудить ваши потребности и то, как мы можем помочь.

Манометрическое давление, абсолютное давление и измерение давления

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

• Определение манометрического и абсолютного давления.
• Понимание работы барометров-анероидов и барометров с открытой трубкой.

Если вы прихрамываете на заправочную станцию ​​с почти спущенной шиной, вы заметите, что манометр на авиалинии показывает почти ноль, когда вы начинаете заправлять ее. На самом деле, если бы в вашей шине была зияющая дыра, датчик показал бы ноль, даже если в шине существует атмосферное давление. Почему манометр показывает ноль? Здесь нет никакой тайны. Шинные манометры просто предназначены для чтения нуля при атмосферном давлении и положительного значения, когда давление выше атмосферного.

Точно так же атмосферное давление добавляется к кровяному давлению в каждой части системы кровообращения. (Как отмечено в принципе Паскаля, общее давление в жидкости представляет собой сумму давлений из разных источников — здесь сердца и атмосферы.) Но атмосферное давление не оказывает чистого влияния на кровоток, поскольку оно увеличивает давление на выходе. сердца и вернуться в него тоже. Важно то, насколько

больше кровяное давление, чем атмосферное давление. Таким образом, измерения артериального давления, как и давления в шинах, производятся относительно атмосферного давления.

Короче говоря, манометры очень часто игнорируют атмосферное давление, то есть показывают ноль при атмосферном давлении. Поэтому мы определяем манометрическое давление как давление относительно атмосферного давления. Манометрическое давление является положительным для давлений выше атмосферного давления и отрицательным для давлений ниже его.

Манометрическое давление

Манометрическое давление – это давление относительно атмосферного давления. Манометрическое давление является положительным для давлений выше атмосферного давления и отрицательным для давлений ниже его.

На самом деле атмосферное давление добавляется к давлению в любой жидкости, не заключенной в жесткий контейнер. Это происходит из-за принципа Паскаля. Таким образом, полное давление или абсолютное давление представляет собой сумму манометрического давления и атмосферного давления: P _{абс. давление, P g манометрическое давление, P атм — атмосферное давление. Например, если ваш шинный манометр показывает 34 фунта на квадратный дюйм (фунт на квадратный дюйм), то абсолютное давление равно 34 фунта на квадратный дюйм плюс 14,7 фунта на квадратный дюйм ( P атм в фунтах на квадратный дюйм) или 48,7 фунтов на квадратный дюйм (эквивалентно 336 кПа).}

Абсолютное давление

Абсолютное давление представляет собой сумму манометрического и атмосферного давления.

По причинам, которые мы рассмотрим позже, в большинстве случаев абсолютное давление в жидкостях не может быть отрицательным. Жидкости толкают, а не тянут, поэтому наименьшее абсолютное давление равно нулю. (Отрицательное абсолютное давление — это притяжение.) Таким образом, наименьшее возможное манометрическое давление равно P _г  = − P _атм (это дает P _абс ноль). Нет теоретического предела тому, насколько большим может быть манометрическое давление.

Существует множество устройств для измерения давления, от шинных манометров до манжет для измерения артериального давления. Принцип Паскаля имеет большое значение в этих устройствах. Неизменная передача давления через жидкость позволяет точно измерять давление на расстоянии. Дистанционное зондирование часто более удобно, чем помещение измерительного прибора в систему, например в артерию человека. На рис. 1 показан один из многих типов механических манометров, используемых сегодня. Во всех механических манометрах давление приводит к силе, которая преобразуется (или преобразуется) в некоторый тип показаний.

Рис. 1. Этот манометр-анероид использует гибкий сильфон, соединенный с механическим индикатором для измерения давления.

Целый класс манометров использует свойство, согласно которому давление, обусловленное весом жидкости, определяется как P  =  hρg . Рассмотрим, например, U-образную трубку, показанную на рис. 2. Эта простая трубка называется манометр . На рисунке 2(а) обе стороны трубы открыты для атмосферы. Таким образом, атмосферное давление давит на каждую сторону одинаково, поэтому его эффект нейтрализуется. Если жидкость глубже с одной стороны, давление на более глубокой стороне больше, и жидкость течет с этой стороны до тех пор, пока глубины не сравняются.

Давайте рассмотрим, как манометр используется для измерения давления. Предположим, что одна сторона U-образной трубки соединена с каким-либо источником давления P _abs , таким как игрушечный воздушный шар на рис. 2(b) или упакованная под вакуумом банка из-под арахиса, показанная на рис. 2(c). Давление передается на манометр в неизменном виде, и уровни жидкости уже не равны. На рис. 2(b) P _абс. больше атмосферного давления, тогда как на рис. 2(c) P _абс. меньше атмосферного давления. В обоих случаях P _абс отличается от атмосферного давления на величину hρg , где ρ — плотность жидкости в манометре. На рисунке 2(b) P _абс может поддерживать столб жидкости высотой h , и, следовательно, он должен оказывать давление на hρg больше, чем атмосферное давление (манометрическое давление P _g равно положительный). На рисунке 2(c) атмосферное давление может поддерживать столб жидкости высотой h , и поэтому P _абс меньше атмосферного давления на величину hρg (манометрическое давление P _g отрицательно). Манометр с одной стороной, открытой в атмосферу, является идеальным устройством для измерения манометрического давления. Манометрическое давление равно P _g = hρg и находится путем измерения h .

Рис. 2. Манометр с открытой трубкой имеет одну сторону, открытую в атмосферу. (a) Глубина жидкости должна быть одинаковой с обеих сторон, иначе давление, оказываемое каждой стороной на дно, будет неодинаковым, и будет течь с более глубокой стороны. (b) Положительное манометрическое давление P _g  = hρg, передаваемое на одну сторону манометра, может поддерживать столб жидкости высотой h. (c) Аналогично, атмосферное давление больше отрицательного манометрического давления P _g на величину hρg. Жесткость банки предотвращает передачу атмосферного давления на арахис.

Ртутные манометры часто используются для измерения артериального давления. На плечо надевается надувная манжета, как показано на рис. 3. Сжимая грушу, человек, производящий измерение, оказывает давление, которое без уменьшения передается как на основную артерию руки, так и на манометр. Когда это приложенное давление превышает кровяное давление, кровоток ниже манжеты прекращается. Затем человек, выполняющий измерение, медленно снижает приложенное давление и прислушивается к возобновлению кровотока. Артериальное давление пульсирует из-за насосной деятельности сердца, достигая максимума, называемого систолическое давление , и минимум, называемый диастолическим давлением , при каждом сердечном сокращении. Систолическое давление измеряют, отмечая значение ч , когда кровоток впервые начинается при снижении давления в манжете. Диастолическое давление измеряют, отмечая ч , когда кровь течет без перерыва. Типичное кровяное давление молодого человека поднимает ртутный столбик на высоту 120 мм при систолическом и 80 мм при диастолическом. Это обычно указывается как 120 на 80 или 120/80. Первое давление соответствует максимальному выбросу сердца; второй обусловлен эластичностью артерий при поддержании давления между ударами. Плотность ртутной жидкости в манометре в 13,6 раза больше, чем воды, поэтому высота жидкости будет 1/13,6 высоты водяного манометра. Эта уменьшенная высота может затруднить измерения, поэтому ртутные манометры используются для измерения более высоких давлений, таких как кровяное давление. Плотность ртути такова, что 1,0 мм рт. ст. = 133 Па.

Систолическое давление

Систолическое давление — это максимальное кровяное давление.

Диастолическое давление

Диастолическое давление — это минимальное кровяное давление.

Рис. 3. При рутинном измерении артериального давления на плечо на уровне сердца накладывается надувная манжета. Кровоток определяется непосредственно под манжетой, и соответствующие значения давления передаются на ртутный манометр. (кредит: фото армии США, сделанное специалистом Micah E. Clare4TH BCT)

Пример 1. Расчет высоты мешка для внутривенных вливаний: кровяное давление и внутривенные вливания

Внутривенные вливания обычно осуществляются с помощью силы гравитации. Предполагая, что плотность вводимой жидкости составляет 1,00 г/мл, на какой высоте следует разместить мешок для внутривенных вливаний над точкой входа, чтобы жидкость только попала в вену, если артериальное давление в вене на 18 мм рт. ст. выше атмосферного давления ? Предположим, что мешок для внутривенных вливаний является складным.

Стратегия для (а)

Чтобы жидкость сразу попала в вену, ее давление на входе должно превышать кровяное давление в вене (на 18 мм рт. ст. выше атмосферного давления). Поэтому нам нужно найти высоту жидкости, которая соответствует этому манометрическому давлению.

Решение

Сначала нам нужно преобразовать давление в единицы СИ. Поскольку 1,0 мм рт.ст. = 133 Па,

[латекс]P=\text{18 мм рт.ст.}\times \frac{\text{133 Па}}{1,0 \text{мм рт.ст.}}=\text{2400 Па} \\[/latex]

Перестановка 9{2}\right)}\\ & =& \text{0,24 м.}\end{array}\\[/latex]

Обсуждение

Мешок для внутривенных вливаний должен располагаться на высоте 0,24 м над точкой входа в руку, чтобы жидкость просто попала в руку. Как правило, мешки для внутривенных вливаний размещают выше этого. Вы, возможно, заметили, что пакеты, используемые для сбора крови, располагаются ниже донора, чтобы кровь могла легко течь из руки в мешок, что является противоположным направлением потока, чем требуется в представленном здесь примере.

Барометр — это прибор для измерения атмосферного давления. Ртутный барометр показан на рисунке 4. Этот прибор измеряет атмосферное давление, а не манометрическое давление, потому что над ртутью в трубке почти чистый вакуум. Высота ртутного столба такова, что hρg = P _атм . Когда атмосферное давление меняется, столбик ртути поднимается или опускается, что дает синоптикам важные подсказки. Барометр также можно использовать как высотомер, поскольку среднее атмосферное давление меняется с высотой. Ртутные барометры и манометры настолько распространены, что для измерения атмосферного давления и кровяного давления часто используются единицы мм рт. В таблице 1 приведены коэффициенты пересчета для некоторых наиболее часто используемых единиц измерения давления.

Рисунок 4. Ртутный барометр измеряет атмосферное давление. Давление из-за веса ртути, hρg , равно атмосферному давлению. Атмосфера способна поднять ртуть в трубке на высоту ч , потому что давление над ртутью равно нулю.

Таблица 1. Коэффициенты пересчета для различных единиц измерения давления

Преобразование в Н/м 2 (Па)	Преобразование из банкомата
1,0 атм = 1,013 × 10 5 Н/м 2	1,0 атм = 1,013 × 10 5 Н/м 2
1,0 дин/см 2 = 0,10 Н/м 2	1,0 атм = 1,013 × 10 6 дин/см 2
1,0 кг/см 2  = 9,8 × 10 4 Н/м 2	1,0 атм = 1,013 кг/см 2
1,0 фунт/дюйм. 2 = 6,90 × 10 3 Н/м 2	1,0 атм = 14,7 фунта/дюйм. 2
1,0 мм рт.ст. = 133 Н/м 2	1,0 атм = 760 мм рт.ст.
1,0 см рт.ст. = 1,33 × 10 3 Н/м 2	1,0 атм = 76,0 см ртутного столба
1,0 см воды = 98,1 Н/м 2	1,0 атм = 1,03 × 10 3 см воды
1,0 бар = 1,000 × 10 5 Н/м 2	1,0 атм = 1,013 бар
1,0 мбар = 1,000 × 10 2 Н/м 2	1,0 атм = 1013 миллибар

Резюме раздела

• Манометрическое давление – это давление относительно атмосферного давления.
• Абсолютное давление представляет собой сумму манометрического и атмосферного давления.
• Манометр-анероид измеряет давление с помощью сильфонно-пружинного устройства, соединенного со стрелкой калиброванной шкалы.
• Манометры с открытой трубкой имеют U-образные трубки, один конец которых всегда открыт. Используется для измерения давления.
• Ртутный барометр — прибор для измерения атмосферного давления.

Концептуальные вопросы

1. Объясните, почему жидкость достигает одинакового уровня по обе стороны манометра, если обе стороны открыты для атмосферы, даже если трубки имеют разный диаметр.

2. На рис. 3 показано, как выполняется обычное измерение артериального давления. Влияет ли на измеряемое давление понижение манометра? Каков эффект поднятия руки выше плеча? Каков эффект наложения манжеты на бедро, когда человек стоит? Объясните свои ответы с точки зрения давления, создаваемого весом жидкости.

3. Учитывая величину типичного артериального давления, почему для этих измерений используются ртутные, а не водяные манометры?

Задачи и упражнения

1. Найдите манометрическое и абсолютное давление в баллоне и банке с арахисом, показанные на рисунке 2, предполагая, что манометр, подключенный к баллону, использует воду, а манометр, подключенный к банке, содержит ртуть. Выразите в единицах измерения сантиметры воды для воздушного шара и миллиметры ртутного столба для банки, взяв 9. 0061 ч = 0,0500 м для каждого.

Рис. 2. Манометр с открытой трубкой имеет одну сторону, открытую в атмосферу. (a) Глубина жидкости должна быть одинаковой с обеих сторон, иначе давление, оказываемое каждой стороной на дно, будет неодинаковым, и будет течь с более глубокой стороны. (b) Положительное манометрическое давление P _g = hρg , передаваемое на одну сторону манометра, может поддерживать столб жидкости высотой h. (c) Точно так же атмосферное давление больше, чем отрицательное манометрическое давление P _г на количество л.с.г . Жесткость банки предотвращает передачу атмосферного давления на арахис.

2. (a) Преобразуйте нормальные показания артериального давления 120 на 80 мм рт. ст. в ньютоны на квадратный метр, используя соотношение для давления из-за веса жидкости [латекс]\left(P={h\rho g}\ справа)\\[/latex], а не коэффициент преобразования. б) Обсудите, почему артериальное давление у младенца может быть ниже, чем у взрослого. В частности, рассмотрите меньшую высоту, на которую необходимо перекачивать кровь.

3. Какой высоты должен быть наполненный водой манометр для измерения артериального давления до 300 мм рт.ст.?

4. Скороварки существуют уже более 300 лет, хотя в последние годы их использование сильно сократилось (ранние модели имели неприятную привычку взрываться). Какое усилие должны выдерживать защелки, удерживающие крышку на скороварке, если круглая крышка имеет диаметр 25,0 см и манометрическое давление внутри составляет 300 атм? Весом крышки пренебречь.

5. Предположим, вы измеряете артериальное давление у стоящего человека, надев манжету на его ногу на 0,500 м ниже сердца. Вычислите давление, которое вы бы наблюдали (в единицах мм рт.ст.), если бы давление в сердце было 120 на 80 мм рт.ст. Предположим, что нет потери давления из-за сопротивления в системе кровообращения (разумное предположение, поскольку крупные артерии большие).

6. Подводная лодка села на мель на дне океана с люком на глубине 25,0 м от поверхности. Рассчитайте усилие, необходимое для открытия люка изнутри, если он круглый и имеет диаметр 0,450 м. Давление воздуха внутри подводной лодки 1,00 атм.

7. Предполагая, что велосипедные шины абсолютно гибкие и выдерживают вес велосипеда и велосипедиста только за счет давления, рассчитайте общую площадь шин, соприкасающихся с землей. Велосипед плюс водитель имеет массу 80,0 кг, а манометрическое давление в шинах 3,50 × 10 ⁵ Па

Глоссарий

абсолютное давление:

сумма манометрического давления и атмосферного давления

диастолическое давление:

минимальное артериальное давление в артерии

манометрическое давление:

давление относительно атмосферного давления

систолическое давление:

максимальное артериальное давление в артерии

Выбранные решения проблем и упражнений

1. Баллон:

P _G = 5,00 см h ₂ O,

P _ABS = 1,035 × 3 3 .