Za mjerenje tlaka koriste se različite jedinice. Unatoč pojavi normaliziranih SI mjernih jedinica, u tehničkim aplikacijama još uvijek možete pronaći jedinice kao što su, na primjer, tehnička atmosfera (at) ili fizička atmosfera (atm), ili psi - funte po kvadratnom inču. Ovaj članak će vam pomoći da sistematizirate svoje znanje o jedinicama tlaka.
Pascal (Pa) je osnovna jedinica za tlak u SI. U slučaju primjene sile gravitacije F = 1N na površinu od 1 m2 (vrijednost 1N odgovara sili definiranoj kao jedinica mase od 1 kilograma pomnoženoj s ubrzanjem uslijed gravitacije g = 10m/s2 ), tlak će biti 1 Pascal (Pa). *
1 Pa = 1N/1m² = 1kg/1m*s²
1 Pa = 1,019716*10⁻⁵ kG/cm², pri čemu je
kG - jedinica sile (kilogram - sila) kojom se privlači masa od 1 kilograma, uz pretpostavku da gravitacijsko ubrzanje ima konstantnu vrijednost g = 9,80665 m/s²,
Pascal kao jedinica tlaka koristi se za određivanje atmosferskog tlaka.
U daljnjem dijelu članka koriste se kratice koje predstavljaju tlak MPa i hPa, što znači sukcesivno megapaskal, tj. 10^6 Pa i hektopaskal, tj. 10^2 Pa = 100 Pa.
Jedinica koja se obično koristi iz praktičnih razloga je bar (bar). U daljenjem tekstu je prikazana pretvorba 1 bara u odgovarajući tlak u Pa.
1 bar = 105 N / m² = 100 000 Pa = 0,1 MPa
1 Pa = 10⁻⁵ bar
Gore navedene transformacije pokazuju da je Pascal (Pa) premala jedinica atmosferskog tlaka za većinu tehničkih primjena.
1 bar približno odgovara pritisku koji vrši masa od 1 kg na površinu od 1 cm2 ili 10 t po 1 m2 .
Slika 1. Grafički prikaz stvaranja tlaka
| Vrijednosti jedinica tlaka | |
|---|---|
| mbar | |
| 1 Pa | 0.01 |
| 1 hPa | 1 |
| 1 psi | 68.97 |
| 1 mH20 | 98.07 |
| 1 mmHg (torr) | 1.333 |
| 1 at | 980.07 |
| 1 atm | 1013.3 |
Zakonski ovlaštena bar jedinica zamijenila je prethodno korištene jedinice za atm tlak 1978. godine. Trenutno se ove jedinice ne mogu koristiti.
Tehnička atmosfera (at) definira se kao vrijednost tlaka u podnožju vodenog stupca visokog 10 metara. Uz gustoću od ρ = 1 kg / dm3 i gravitacijsko ubrzanje g = 9,80665 m / s2 vrijedi jednakost:
1 at = 0,980665 bar = 10 mH₂O
1 at = 98066,5 Pa = 0,0980665 MPa
1 at = 1 kG / cm²
Tehnička atmosfera (at) do 1978. bila je široko korištena u tehničkim primjenama.
Fizička atmosfera
Referentna točka za jedinicu tlaka, a to je fizička atmosfera (atm), je prosječni atmosferski tlak na razini mora na Zemlji. Štoviše, tlak od 1 atm odgovara visini od 760 mm žive u živinom barometru i sljedeći je:
Fizička atmosfera jedinice (atm):
1 atm = 1,01325 bar = 760 Tr = 760 mmHg
1 atm = 101 325 Pa = 0,101325 MPa
Snažno povezan s jedinicom atm je Tor (Tr). Naziv ove jedinice tlaka koja nije SI dolazi od imena poznatog talijanskog fizičara i matematičara Evangelista Torriciellea. Godine 1643. proveo je pokus koji je postao temelj za izum živinog barometra. 1 Tr je približno jednak pritisku koji vrši 1 mm žive.
Jedinica za tlak Tor (Tr):
1 Tr ≈ 0,999999857533699 mmHg
1 Tr = 1/760 atm
Tlak koji vrši 1 milimetar žive gustoće od 13,5951 g/cm³ i ubrzanja uslijed gravitacije od 9,80665 m/s². Unatoč godinama od izuma prvog živinog barometra, ova jedinica se još uvijek koristi.
Jedinica tlaka mmHg:
1 mm Hg = 133,322387415 Pa
Milimetar žive kao i Pascal su jedinice hidrostatskog tlaka.
Kao kuriozitet vrijedi spomenuti da jedinica milimetra žive u medicini opisuje krvni tlak. Slična primjena pronađena je i u nekadašnjoj jedinici tlaka, a to je milimetar vodenog stupca (mmH2O).
Funta po kvadratnom inču
Od gore navedenog, samo su bar i Pascal navedeni u Međunarodnom sustavu jedinica (SI). U SAD-u se jedinice koje se odnose na metrički sustav koriste u ekonomskom i tehničkom kontekstu. Međutim, relevantne informacije o specifikacijama proizvoda ili tehničkim listovima obično se daju u psi (funtima po kvadratnom inču).
Jedinica tlaka psi:
1 psi = 1 ibf / in², gdje je:
ibf - jedinica sile (pound-force) definirana kao sila koja privlači tijelo teško 1 funtu, uz pretpostavku da je gravitacijsko ubrzanje konstantno g = 9,80665 m / s²,
in / inč ili palac - mjerna jedinica od 25,4 mm. Koristi za definiranje cijevi i spojeva u hidrauličkim i pneumatskim primjenama.
1 psi = 6,894,75729 Pa = 6,894 kPa
Ovisno o mjestu i svrsi mjerenja tlaka, koristit će se različite jedinice tlaka. Isti podaci u SAD-u koji se odnose na npr. mehanička naprezanja koja se javljaju u određenom elementu uređaja prikazat će se pomoću drugih jedinica nego što bi to bio slučaj u Hrvatskoj. Jedinica za naprezanje u SI je pascal (Pa). Nasuprot tome, uobičajena jedinica u SAD-u je funta po kvadratnom inču (psi).
Koristeći sljedeće odnose, moguće je jednostavno pretvoriti jedinica tlaka iz jedne u drugu
Legenda:
Primjer pretvorbe jedinica tlaka može biti specifikacija uređaja za mjerenje tlaka, kao što je transmiter tlaka, npr. JUMO TAROS S47 P. U izvedbi s mjernim područjem od 0 do 6 bara relativnog tlaka tlak pucanja je 60 bara. To znači da pri tlaku od 60 bara = 6MPa = 61,183 i pri = 59,215 atm = 870,226 psi = 37503,18 mmHg dolazi do nepovratnih oštećenja uređaja.
Također je vrijedno spomenuti uređaj namijenjen mjerenju tlaka, kao što je pretvarač diferencijalnog tlaka , npr. senzor tlaka za neagresivne plinove. Ulazni tlak je između 0 i 5 mbara. To znači da je maksimalna razlika tlaka koju senzor može detektirati iznosi 5mbar = 10 -3 Pa = 1 hPa = 0,0051 at = 0,00493 atm = 0,0725 psi.