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
Единицы измерения давления (СТ СЭВ 1052-89) определяются од-
ним из двух способов:
1) через высоту столба жидкости, уравновешивающего измеряемое давление в конкретном физическом процессе: в единицах водяного столба при 4°С (мм вод. ст. или м вод. ст.) или ртутного столба при 0°С (мм рт. ст., или Торр) и нормальном ускорении свободного падения;
2) через единицы силы и площади.
В Международной системе единиц (СИ), принятой в 1960 году, еди- ницей силы является Н (ньютон), а единицей площади – м2. Отсюда опре- деляется единица давления паскаль Па=1 Н/м2 и ее производные, напри- мер, килопаскаль (1 кПа=103 Па), мегапаскаль (1 МПа=103 кПа=106 Па). Наряду с системой СИ в области измерения давления продолжают исполь- зоваться единицы 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≈9,8Н). Единицы давле-
ния в МГКСС – кгс/м2 и кгс/см2; единица кгс/см2 получила название техни-
ческой, или метрической атмосферы (ат). В случае измерения в единицах технической атмосферы избыточного давления используется обозначение
В физической системе единиц СГС (сантиметр, грамм, секунда) еди- ницей силы является дина (1 дин=10-5 Н). В рамках СГС введена единица давления бар (1 бар=1 дин/см2). Существует одноименная внесистемная, метеорологическая единица бар, или стандартная атмосфера (1 бар=106
дин/см2; 1 мбар = 10-3 бар = 103 дин/см2), что иногда, вне контекста, вызы- вает путаницу. Кроме указанных единиц на практике используется такая внесистемная единица, как физическая, или нормальная атмосфера (атм), которая эквивалентна уравновешивающему столбу 760 мм рт. ст.
В англоязычных странах широко распространена единица давления пси (psi=lbf/in2) – фунт силы на квадратный дюйм (1 фунт= 0,4536 кг).
В табл.3.1 указаны коэффициенты перевода одних системных или внесистемных единиц давления в другие: например, одной технической атмосфере соответствует давление 0,980665 в барах (здесь бар является внесистемной единицей). В действительности не всегда требуется столь высокая точность перевода единиц, которая отражена в таблице. Для при- близительных оценок и расчетов давления с относительной погрешностью не более 0,5% полезно использовать следующие соотношения:
1 ат = 1 кгс/см2 = 104 кгс/м2 = 0,97 атм = 0, 98·103 мбар = 0,98 бар =
= 104 мм вод.ст. = 10 м вод.ст = 735 мм рт.ст. = 0,98·105 Па = 98 кПа=
С ошибкой в 2% можно пренебречь разницей между технической атмосферой, стандартной атмосферой (баром) и десятой частью мегапа- скаля (1 ат = 1 бар = 0,1 МПа), а с ошибкой в 3% – разницей между техни- ческой и физической атмосферами (1 ат = 1 атм).
Диапазон давлений, измеряемых в технике, достигает 17 порядков: от 10-8 Па в электровакуумном оборудовании до 103 МПа при обработке металлов давлением. Материальным хранителем единиц давления являют- ся первичные (национальные) и вторичные (рабочие) эталоны давления. Для поддиапазона 1-100 кПа избыточных, абсолютных и разностных дав- лений в качестве первичного эталона используется, как правило, ртутный двухтрубный (U-образный) манометр с лазерным считыванием высоты ме- ниска (погрешность считывания не более 10-3 мм, а абсолютная суммарная погрешность прибора, учитывающая в том числе и влияние температуры, не превышает 0,0005% от верхней границы диапазона). Для поддиапазона
100 кПа – 100 МПа применяются газовые грузопоршневые манометры (точность 0,0035 – 0,004% от показаний). Газовые и жидкостные грузо- поршневые манометры используются и как рабочие эталоны для передачи единиц давления промышленным образцовым приборам (их точность 0,01-
Таблица соответствия единиц давления
внесистемная единица давления
• (тор) наименование внесистемной единицы давления, равной 1/760 атм.; то же, что 1 мм ртутного столба; назван в честь Э. Торричелли
• единица измерения атмосферного давления
• 1 мм ртутного столба
• один миллиметр ртутного столба
• Внесистемная единица давления, названная в честь Э. Торричелли