DEFINICIJA, NAJPOPULARNIJE JEDINICE

Što je tlak?

Tlak je jedna od najčešće mjerenih i kontroliranih fizičkih veličina u automatizaciji. Ima izravan utjecaj na tijek proizvodnih i industrijskih procesa. U ovom članku dat ćemo osnovne informacije o tlaku i njegovim mjerenjima.

Definicija tlaka

Definicija tlaka: tlak p je definiran kao kvocijent sile F i površine A. Ova sila djeluje okomito na ravninu. Tlak od 1 Pascal (Pa) je:

Sila F je vektorska veličina, što znači da se mora znati smjer da bi se odredio njezin iznos. Tlak p je, s druge strane, skalarna veličina – nema smjer i moguće ga je odrediti samo realnim brojevima. U zatvorenom sustavu, npr. u međuspremniku, tlak uvijek djeluje jednoliko, okomito na sve površine. U praksi to znači da se položaj ugradnje senzora tlaka i membrane može birati nasumično. Na primjer, tlak u akumulatoru kompresora može se izmjeriti ugradnjom sonde tlaka na vrh spremnika s membranom okrenutom prema dolje.

Slika 1. Grafički prikaz definicije tlaka

SI sustav, odnosno Međunarodni sustav jedinica. Sadrži standardizirani skup jedinica za određivanje fizikalnih veličina, uklj. tlak. Osnovna SI jedinica za tlak je Pascal (Pa). Ipak, pascal je rijetko korištena jedinica u tehničkim aplikacijama. Na primjer, atmosferski tlak na Zemlji je približno 1018 hPa, što je 101800 Pa. Tlak u industrijskim procesima često je veći, a rad s tako velikim brojem iznimno je naporan i dugotrajan. Stoga je uobičajena jedinica za određivanje tlaka bar (bar).


1 bar = 10⁵ N/m² = 100 000 Pa

Jedinica bar obično se nalazi na ljestvici mjernog raspona uređaja za mjerenje tlaka ili pisača. Kao kuriozitet, vrijedi spomenuti da je jedinica koja se obično koristi u medicini mmHg (milimetar žive). Uz njegovu pomoć određuje se sistolički krvni tlak.

Formula za izračun tlaka

Fizičko mjerenje tlaka

Ovaj odjeljak će vam pokazati formulu potrebnu za izračunavanje vrijednosti tlaka. Prema definiciji, u slučaju djelovanja sile teže F = 1N na datu površinu A = 1 m² (1N je vrijednost umnoška mase m = 100g i gravitacijskog ubrzanja g = 10m / s2), tlak će biti 1 Pa. * Pretpostavlja se da ova sila djeluje okomito na analiziranu površinu. Koja je formula za tlak tekućine ili plina?


Formula i jedinica tlaka:

p = F/S, gdje je:

p - tlak [Pa]

F - sila [N]

S - površina [m²].

Gornja formula omogućuje izračunavanje tlaka kada znamo masu ispitivanog predmeta ili medija. Što ako trebate izračunati tlak na dnu velikog spremnika, kao što je bazen? U ovom slučaju nemoguće je izračunati ukupnu težinu vode. Formula iz koje možete izračunati tlak na dnu spremnika samo na temelju gustoće i visine srednjeg stupa glasi:


Formula tlaka:

p = ρgh + p₀, gdje je:

ρ - gustoća medija [kg / m³]

g - gravitacijsko ubrzanje [m / s²]

h - visina stupca tekućine [m]

* Komentar: Ovdje nije korištena točna vrijednost gravitacijskog ubrzanja g = 9,81 m / s². Umjesto toga, korištena je zaokružena vrijednost od 10 m/s².

Vrste tlakova

Apsolutni tlak

Nulta točka na skali apsolutnog tlaka je vakuum. Stoga se podaci o apsolutnom tlaku uvijek mjere u odnosu na njega. Primjer bi bio atmosferski tlak, koji se uvijek navodi kao apsolutni tlak.

Relativni tlak

Prilikom mjerenja relativnog tlaka, referentna vrijednost je vrijednost tlaka okoline. U industrijskim primjenama, tlakovi u postrojenjima se često prikazuju u relativnim velič inama, tj. u odnosu na atmosferski tlak. U ovom slučaju, stvarna vrijednost tlaka je zbroj relativnog tlaka (koji se javlja u danom procesu) i okolnog (atmosferskog) tlaka. Ipak, u industriji se procesi često odvijaju u prisutnosti mnogo puta većih tlakova od atmosferskog. U takvim slučajevima se ne uzima u obzir okolni tlak.

Statički i dinamički tlak u tekućinama

Statički tlak je tlak prisutan u određenom plinu ili tekućini u mirovanju, na primjer u zatvorenom spremniku. U tom slučaju je za određivanje tlaka dovoljno znati vrijednost sile kojom određeni medij djeluje na zadanu površinu. Međutim, kada je medij u pokretu, npr. u cjevovodu, govorimo o dinamičkom tlaku. Prema definiciji, dinamički tlak se može opisati kao tlak kojim djeluje tekućina ili plin koji teče na površinu tijela pod pravim kutom u odnosu na smjer medija koja teče. Taj tlak proizlazi iz kinetičke energije čestica u kretanju. Moderna tehnologija nudi rješenja za sve vrste aplikacija. Uređaji kao što je, na primjer pretvarač tlaka, mogu se značajno razlikovati dizajnom za mjerenje kemijski agresivnih medija, od uređaja do mjerenja u plinskoj instalaciji.

Diferencijalni tlak

Diferencijalni tlak Δp rezultat je usporedbe dvaju apsolutnih tlakova. Često se koristi u tehničkim aplikacijama u svrhu kontrole. Na primjer, razlika tlaka na dnu spremnika za tekućinu i na njegovoj površini daje informaciju o visini stupca tekućine. Diferencijalni mjerni uređaji, npr. pretvarač diferencijalnog tlaka , mjere tlak na dvije mjerne točke.

Hidrostatički tlak

Hidrostatički tlak je prisutan u tekućini koja miruje. Ovisi o visini stupca tekućine h, njegovoj gustoći ρ, gravitacijskom ubrzanju g. Što je vodeni stup veći, to je veći tlak.