Атмосферное давление абсолютное и относительное


Абсолютное и относительное давление

 

Чтобы лучше разобраться в сути понятия, необходимо напомнить, что все газообразные тела имеют тенденцию расширяться. Следующий эксперимент демонстрирует такое свойство, как влияние атмосферного давления на количество воздуха, находящегося в сосуде.

 

 

 Рисунок 1 в общем изображении.

 В этом примере сосуд - воздушный шар без воздуха, оснащеннный краном. Воздушный шар будет «гибким» (вялым), даже если воздух уже находится внутри него.

Закрытие крана не будет изменять внутреннее давление, которое будет таким же, как и внешнее давление. Количество молекул воздуха внутри воздушного шара останется постоянным.
Воздушный шар помещен внутри прозрачного колокола, к которому присоединен вакуумный насос. В этом пространстве воздушный шар окружен воздухом при атмосферном давлении.
При подаче в колокол вакуума, воздух удаляется.
Можно наблюдать, что воздушный шар увеличивается в объеме.

Почему это происходит?
I. Потому что воздух (и все газы) обладает свойством расширения.
II. Потому что воздух из колокола был удален, это уменьшило силу давления на воздушный шар и сопротивление расширению воздухом шара снизилось.
Эта свойство расширения можно продемонстрировать, используя только атмосферный воздух и воздушный шар. Закрывая воздушный шар на уровне моря (нулевая высота), в нем установиться давление 1 бар. При перемещении воздушного шара вверх на гору, увеличивая высоту, таким образом, и уменьшая окружающее атмосферное давление, будет происходить расширение воздушного шара. Это явление происходит несмотря на то, что воздушный шар остается закрытым.

Как это объяснить?
Как было отмечено выше, атмосферное давление уменьшается по мере увеличения высоты над уровнем моря. Увеличение воздушного шара происходит из-за расширения воздуха внутри него (атмосферное давление), чему противодействует внешний воздух, давление которого ниже. При открытии крана, некоторое количество воздушных молекул будет перемещаться из воздушного шара в открытое пространство до тех пор, пока внутреннее давление не будет сбалансировано внешним давлением. Воздушный шар будет выглядеть не полностью раздутым (в вялом состоянии). Если кран закрыть и воздушный шар возвратить на уровень моря, то баллон будет находиться в «более вялом» состоянии, чем тогда, когда он был на горе. Это происходит потому, что внешнее давление (на уровне моря) больше, чем внутреннее давление (поскольку кран был закрыт на высоте выше уровня моря, то установилось более низкое давление) и оно будет действовать до разрушения оболочки воздушного шара. 

Можно сделать следующие заключения:
a) Давление воздуха, содержащегося в резервуаре, может быть уменьшено до нулевого значения только в случае, если воздух из сосуда откачать, используя вакуумный насос.
b) Давление воздуха в сосуде, соединенным с атмосферой, будет равным давлению воздуха вне резервуара.
c) Резервуар, содержащий воздух с повышенным давлением, стравит в атмосферу только часть такого давления.

 

 

 а) Внешнее давление – это давление атмосферы в 1 бар (рис.2). Воздух в резервуаре незначительного объема, относительно объема окружающего пространства, имеет более высокое давление. Когда резервуар соединен с атмосферой, то часть сжатого воздуха будет стравлена из резервуара. При этом достигается баланс между внутренним давлением резервуара и атмосферой.

b) На рис.3, резервуар с внутренним давлением 5 бар соединен через закрытый клапан с резервуаром равного объема с давлением в 1 бар (атмосферное давление). Когда клапан откроется, молекулы воздуха будут двигаться из резервуара с более высоким давлением в сосуд с атмосферным давлением.
Это уравнивает два давления в сосудах до среднего значения:

(5 бар + 1 бар) : 2 объема = 3 бар.
В этом случае, поскольку не было никаких «потерь» - утечек в атмосферу, число молекул, «потерянных» первым резервуаром, было меньшим, потому что некоторые из них переместились во второй сосуд.

Рисунок 4 в общем изображении.

Если прибор измерения давления (манометр) соединить с сосудом, где давление 5 бар, то он зафиксирует на различных высотах следующие значения давления: 
Атмосферное давление Давление внутри сосуда Показания манометра
На уровне моря Р=1,0 бар 5 бар 5-1,0=4,0 бар
На 1000 м Р=0,9 бар 5 бар 5-0,9=4,1 бар
На 5000 м Р=0,5 бар 5 бар 5-0,5=4,5 бар

Заключение:
Давление воздуха, существующее внутри любого закрытого сосуда, называется «абсолютным давлением». Давление воздуха расположенного вне сосуда называют «относительным давлением» (или «давлением прибора измерения давления», то есть показанное манометром). Поэтому относительное давление равно разнице между «абсолютным давлением» и «атмосферным давлением» вне сосуда. 

Принцип действия манометра.
Манометр использует упругое отклонение металлической трубки с профилем эллипса для изменения положения стрелки на шкале. Рисунок 4 показывает манометр «в покое», то есть когда разница давлений на внутренние и внешние поверхности трубки нулевое. Конец трубки «B» открыт для источника давления, тогда как конец «А» закрыт и присоединен к механизму рычага. Этот механизм преобразует отклонение «А» во вращательное движение, изменяя положение стрелки на шкале. На рисунке 5, манометр соединен с воздухом под давлением. Конец «А» будет прогибаться из-за различия давлений, внутреннего и внешнего, это различие можно увидеть на шкале манометра.

 

энциклопедия - Абсолютное и относительное давление

Вакуум - состояние среды, абсолютное давление которой меньше атмосферного (по ГОСТ 5197-85).

Абсолютное давление - давление, измеряемое от абсолютного нуля (абсолютного вакуума). Относительное давление - давление, измеряемое от атмосферного.

Если вакуумный насос откачивает вакуумную камеру и откачал половину всего находившегося там воздуха, то относительное давление, которое создано в камере -0,5 атм., а если то же самое давление представить в абсолютных единицах, то оно будет равно 0,5 атм. То есть - 0,5 атм. (отн.) = 0,5 атм. (абс.).  Если давление, создаваемое вакуумным насосом указывается со знаком "-", это значит, что давление указано в относительных единицах.

В вакуумной технике, как правило, применяется абсолютная система измерения давления, в компрессорной относительная.

Атмосферное давление (то, чем мы с вами дышим) равно в абсолютных единицах:

1 атм.

1 Бар

1000 мбар

760 мм.рт.ст.

760 Торр

10 метров водяного столба

101 500 Па

101,5 кПа

0,1 МПа

Пример 1: в описании вакуумного насоса указан параметр "предельное остаточное давление 120 мбар" Как вакуум, которой создает насос соотносится с атмосферным давлением? 1 атм. (абс.) = 1000 мбар. (абс.) = 0 атм. (отн.). Следовательно: 120 мбар = - 0,88 атм.

Пример 2: Для работы оборудования требуется создавать вакуум -0,6...-0,7 Бар. Возможно ли использовать водокольцевой вакуумный насос Robuschi серии RVS для этого применения? По таблице на нашем сайте смотрим предельное остаточное давление водокольцевых насосов: 33 мбар. Атмосферное давление 1000 мбар, следовательно, водокольцевой насос может создать вакуум -0,967 атм., это более глубокий вакуум чем требуется, следовательно водокольцевой насос сможет обеспечить вакуум, необходимый для работы оборудования. В общем случае рекомендуем проконсультироваться с нашими специалистами при подборе вакуумного оборудования, так как существует множество других факторов определяющих возможность или невозможность использования конкретных типов вакуумных насосов в конкретных применениях.

Абсолютный ноль давления недостижим. На стрелочном вакуумметре мы можем увидеть значение "-1 Бар", но это не означает, что в откачиваемом объеме не осталось ни одной молекулы газа, это значит что точности вакуумметра не достаточно что бы адекватно измерить данный уровень вакуума.

Как задавать давление жидкости при решении задач вычислительной гидродинамики

Существует множество способов, позволяющих экспериментально измерить давление жидкости. При создании вычислительных моделей гидродинамических процессов важно использовать корректное значение давления для постановки граничных условий и определения свойств материалов. В данной статье мы рассмотрим отличия между относительным и абсолютным давлением, объясним, почему в программном пакете COMSOL Multiphysics® для решения задач гидродинамики используется относительное давление, и покажем, в каких случаях следует применять эти способы определения давления.

В чем различие между абсолютным и относительным давлениями?

В механике жидкостей давление определяется как отношение силы к площади поверхности, к которой приложена эта сила. COMSOL Multiphysics позволяет решать уравнения Навье — Стокса, описывающие течение жидкости, и находить поля скорости и давления движущейся среды.

В задачах вычислительной гидродинамики давление можно задавать двумя способами, используя либо абсолютное, либо относительное давление.

Абсолютное давление

Абсолютным давлением называют истинное давление жидкости относительно вакуума. Например, если измерить давление окружающего воздуха барометром в обычный день, то мы увидим, что абсолютное давление составляет около 1 атм или 101,325 кПа — это значение соответствует атмосферному давлению на уровне моря. Нулевое абсолютное давление соответствует вакууму.


Барометр позволяет измерять давление воздуха от 950 до 1050 мбар (1 мбар = 100 Па). Изображение, предоставленное Langspeed. Доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 из Wikimedia Commons.

Относительное давление

Относительное давление — это давление жидкости относительно базового значения, которое используется в качестве уровня отсчета давления. Манометрическое давление — это давление, измеренное относительно давления окружающей среды, то есть это относительное давление при условии, что давление окружающей среды принято за начало отсчета. Обычно относительное давление используется для характеристики закрытых систем. Его можно измерить манометром — прибором, который позволяет соотнести внутреннее давление с давлением внешней среды.


Манометры, используемые для измерения относительного давления на станции регулирования давления. Обратите внимание, что шкалы начинаются с нуля, который соответствует базовому значению давления в системе. Изображение предоставлено Holmium — собственное произведение. Доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 из Wikimedia Commons.

Абсолютное давление и относительное давление связаны следующим образом:

рА = р + рref.

В случае, когда в качестве базового давления используется давление вакуума, значения абсолютного и относительного давлений совпадают. Во многих случаях базовое значение давления соответствует атмосферному давлению или давлению окружающей среды.

Давайте соотнесем указанные способы определения давления с тем, что мы видим в COMSOL Multiphysics. При решении задач гидродинамики программное обеспечение COMSOL® рассчитывает значения компонент скорости (u,v,w) и относительного давления (р). Далее мы поясним, как использовани

Калькулятор избыточного и абсолютного давления

Перевод избыточного давления в абсолютное

Техническая система единиц (кг/см2)

Система SI (кПа)

Перевод абсолютного давления в избыточное

Техническая система единиц (кг/см2)

Система SI (кПа)

Что такое давление?

Всё на всё оказывает давление. Значит давление – это такая физическая величина, которая равна силе, действующей на единицу площади. Другими словами, чтобы найти давление, нужно силу разделить на площадь. В латинице для обозначения давления используют знак P.

Давление бывает:

  1. Атмосферное
  2. Абсолютное
  3. Избыточное

Атмосферное давление (барометрическое)

Атмосферное давление – это давление воздуха на землю.

Давление, которое больше всего важно для земной жизни – окружающее нас давление. Обозначается как “amb” от ambiens — окружающий. Это давление, образующееся путем силы, которую оказывает атмосфера на землю. Несмотря на то, что воздух прозрачен и мы не можем его ни потрогать, ни увидеть, мы знаем, что у него есть масса. Она оказывает давление на поверхность земли. Это и принято называть атмосферным давлением. Нормальное атмосферное давление равно 101,325 кПа.

Обратите внимание: чем больше высота над уровнем моря, тем ниже давление.

Также, благодаря прогнозам погоды, нам хорошо известно, что атмосферное давление меняется в зависимости от капризов погоды. 

Избыточное давление

Оно представляет собой разницу между абсолютным и атмосферным давлением. Также такое давление можно создать искусственно в сосудах, паровых или водогрейных котлах. Избыточное давление показывает разницу между давлением внутри сосуда и атмосферным.

Если давление превышает атмосферное, то говорят о положительном избыточном давлении, если наоборот — используют понятие отрицательного избыточного давления.

Абсолютное давление

Абсолютное – это давление, отсчет которого производят от абсолютного нуля (вакуума).

Обозначения

Понять, о каком давлении идет речь, можно по указателям “abs”, “amb”, “e”,которые находятся рядом с обозначением давления — буквой P:

  1. Pamb – атмосферное
  2. Pabs – абсолютное
  3. Pe – избыточное

Измерение абсолютного и избыточного давления

Атмосферное давление измеряют барометром, поэтому его еще называют барометрическим и обозначают Pamb или Pбар

Нормальное атмосферное давление равно 1 атм=1,033 ат=1,013 x 100 000 Па=760 мм рт.ст. 

Избыточное давление измеряют манометром, поэтому его еще называют манометрическим и обозначают Pe или Pизб

Виды давления в системе измерения

     Давление — действующая сила, находящаяся на поверхности тела, деленная на площадь данной поверхности. В системе СИ измеряется в Па (Паскалях). Метрологи измеряют давление в единицах измерения – миллибар, которая равно 100 Па. Для обозначения типа в нашем каталоге в разделе датчики давления у каждого датчика существует специально поле "Тип измеряемого давления". Разберем какие бывают типы.

 

 

  • Абсолютное давление (ДА)   

     Абсолютное давление - величина измеренная относительно давления равного абсолютному нулю. Другими словами, давление относительно абсолютного вакуума. Если вам нужен прибор этого типа или просто интересно как он выглядит, то тут можно посмотреть датчик этого типа.

 

  • Барометрическое давление (ДБ) 

     Барометрическое давление — это абсолютное давление земной атмосферы. Свое название этот тип давления получил от измерительного прибора барометра, который как известно определяет атмосферное давление в определенный момент времени при определенно температуре и на определенной высоте над уровнем моря. Относительно этого давления определяются избыточное давление и вакуум.

 

  • Давление избыточное (ДИ) 

     Избыточное давление имеет место в том случае если имеется положительная разность между измеряемым давлением и барометрическим. То есть избыточное давление — это величина на которую измеряемое давлением больше барометрического. Для измерения этого вида давления используют манометр. В качестве примера датчика этого типа можете посмотреть прибор Агат-100М-ДИ.

 

  • Вакуум (разряжение) в топке котла, печи и т. д. (ДВ) 

     Вакуум или по-другому вакуумметрическое давление — это величина на которую измеряемое давление меньше барометрического. Если избыточное давление обозначается в положительных единицах, то вакуум в отрицательных. Например, датчик Агат-100М-ДВ, способный измерять вакуум. Приборы способные измерять этот тип давления называют вакуумметрами.

 

  • Дифференциальное давление (ДД) 

     Дифференциальное давление имеет место если сравнивается одно давление относительно другого, причем ни одно из них не равно барометрическому. Избыточное давление и вакуум меряется относительно барометрического давления. Если же измерить эти величины относительно любой другой величины, то мы получим уже дифференциальное. Мы могли бы привести пример и датчика дифференциального давления, но лучше дадим вам ссылку на поиск с помощью которого можно найти датчик любого типа из описанных в этой статье типа.

 

  • Гидростатическое давление (ДГ) 

     Гидростатическое давление -  давление столба воды над условным уровнем. Измеряется высотой столба воды в единицах длины или в атмосферах. Благодаря полной удобоподвижности своих частиц капельные и газообразные жидкости, находясь в покое, передают давление одинаково во все стороны; давление это действует на всякую часть плоскости, ограничивающей жидкость, с силой Р, пропорциональной величине этой поверхности, и направленной по нормали к ней. Отношение Pw, т. е. давление р на поверхность равную единице, называется гидростатическим давлением.

 

Что такое избыточное давление

Давление — физическая величина, характеризующая отношение нормально (перпендикулярно поверхности) направленной силы к площади поверхности, на которую она действует.

Различают атмосферное, избыточное и абсолютное давление.

Атмосферным называют давление воздуха на землю и на предметы, расположенные на ней. Атмосферное давление измеряют барометром, поэтому его называют также барометрическим и обозначают Pбар. 1 атм=1,033 ат=1,013*100 000 Па=760 мм рт.ст. 1 мм рт. ст.=133 Па 1 мм водн. ст.=9,8 Па

В герметично закрытом сосуде можно создать давление выше или ниже атмосферного.

Избыточным называют давление, создаваемое искусственно в сосудах, паровых или водогрейных котлах, трубопроводах и отсчитываемое от имеющегося уже давления атмосферного. Избыточное давление указывает на сколько давление внутри сосуда больше атмосферного. Pизб измеряется манометрами и получило название манометрического.

Если в сосудах давление избыточное, то абсолютное давление равно сумме атмосферного и избыточного давления:

Pабс = Pбар + Pизб.

В чем разница между абсолютным и относительным давлением?

Абсолютное давление - измеренное атмосферное давление.

Абсолютное давление не приведено в соответствие с условиями на уровне моря.

Чтобы сравнить условия давления из одного места в другое, метеорологи корректируют давление в соответствии с условиями на уровне моря (называемыми относительным давлением или давлением относительно уровня моря).

Поскольку давление воздуха уменьшается по мере того, как вы поднимаетесь на высоту, скорректированное давление на уровне моря (давление, в котором будет находиться ваше местоположение, если вы находитесь на уровне моря) выше, чем ваше измеренное давление, если вы живете выше уровня моря, и ниже измеренное давление, если вы живете ниже уровня моря.

Ниже приводится величина абсолютного перепада давления в зависимости от высоты для стандартных дневных условий:

Относительное давление - это атмосферное давление, скорректированное с учетом условий на уровне моря.

Чтобы сравнить условия давления из одного места в другое, метеорологи корректируют измеренное давление (называемое абсолютным давлением) в соответствии с условиями на уровне моря. Поскольку давление воздуха уменьшается по мере того, как вы поднимаетесь на высоту, скорректированное давление на уровне моря (давление, при котором будет ваше местоположение, если вы находитесь на уровне моря) выше, чем ваше измеренное давление, если вы живете над уровнем моря, и ниже, чем измеренное вами. давление, если вы живете ниже уровня моря.

Относительное давление выше абсолютного, если вы не живете на уровне моря или ниже.

Вы можете проверить давление в местном аэропорту здесь:

https://www.wunderground.com/

Вернуться в Справочный центр >>

.

11.6: Манометрическое давление, абсолютное давление и измерение давления

Если вы хромаете на заправочную станцию ​​с почти спущенной шиной, вы заметите, что манометр на авиалинии показывает почти ноль, когда вы начинаете заполнять ее. Фактически, если бы в вашей шине была зияющая дыра, датчик показывал бы ноль, даже если в шине существует атмосферное давление. Почему шкала показывает ноль? Здесь нет никакой загадки. Манометры просто предназначены для считывания нуля при атмосферном давлении и положительного значения, когда давление выше атмосферного.

Точно так же атмосферное давление увеличивает кровяное давление во всех частях кровеносной системы. (Как отмечалось в Принципе Паскаля, полное давление в жидкости - это сумма давлений из разных источников - в данном случае от сердца и атмосферы.) Но атмосферное давление не оказывает чистого влияния на кровоток, поскольку оно добавляет к выходному давлению. сердца и возвращение в него тоже. Важно то, насколько кровяное давление на больше атмосферного. Таким образом, измерения артериального давления, как и давления в шинах, производятся относительно атмосферного давления.

Короче говоря, манометры очень часто игнорируют атмосферное давление, то есть считывают ноль при атмосферном давлении. Поэтому мы определяем манометрическое давление как давление относительно атмосферного давления. Избыточное давление положительно для давлений выше атмосферного и отрицательно для давлений ниже него.

Определение: избыточное давление

Манометрическое давление - это давление относительно атмосферного давления. Избыточное давление положительно для давлений выше атмосферного и отрицательно для давлений ниже него.

Фактически, атмосферное давление действительно увеличивает давление в любой жидкости, не заключенной в жесткий контейнер. Это происходит из-за принципа Паскаля. Таким образом, полное давление или абсолютное давление складывается из манометрического и атмосферного давления:

\ [P_ {abs} = P_g + P_ {atm} \]

где \ (P_ {abs} \) - абсолютное давление, \ (P_g \) - манометрическое давление, а \ (P_ {atm} \) - атмосферное давление. Например, если ваш манометр показывает 34 фунта на квадратный дюйм (фунта на квадратный дюйм), то абсолютное давление составляет 34 фунта на квадратный дюйм плюс 14.7 фунтов на квадратный дюйм (\ (P_ {atm} \) в фунтах на квадратный дюйм) или 48,7 фунтов на квадратный дюйм (эквивалент 336 кПа).

Определение: Абсолютное давление

Абсолютное давление - это сумма манометрического и атмосферного давления.

По причинам, которые мы рассмотрим позже, в большинстве случаев абсолютное давление в жидкости не может быть отрицательным. Жидкости выталкивают, а не вытягивают, поэтому наименьшее абсолютное давление равно нулю. (Отрицательное абсолютное давление - это притяжение.) Таким образом, минимально возможное манометрическое давление равно \ (P_g = -P_ {atm} \) (это делает \ (P_ {abs} |) нулевым).

Теоретически нет предела тому, насколько большим может быть манометрическое давление.

Существует множество устройств для измерения давления, от шинных манометров до манжет для измерения кровяного давления. Принцип Паскаля имеет большое значение в этих устройствах. Непрерывная передача давления через жидкость обеспечивает точное дистанционное измерение давления. Дистанционное зондирование часто удобнее, чем установка измерительного прибора в систему, например в артерию человека.

На рисунке показан один из многих типов механических манометров, используемых сегодня.Во всех механических манометрах давление представляет собой силу, которая преобразуется (или преобразуется) в некоторый тип считывания.

Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): В этом анероидном манометре используется гибкий сильфон, соединенный с механическим индикатором для измерения давления.

Целый класс датчиков использует свойство, согласно которому давление, обусловленное весом жидкости, определяется выражением \ (P = h \ rho g \).

Рассмотрим, например, U-образную трубку, показанную на рисунке. Эта простая трубка называется манометром .На рисунке (а) обе стороны трубы открыты для атмосферы. Таким образом, атмосферное давление одинаково снижается с каждой стороны, поэтому его эффект нивелируется. Если жидкость глубже с одной стороны, давление на более глубокой стороне больше, и жидкость течет от этой стороны до тех пор, пока глубины не сравняются.

Давайте посмотрим, как манометр используется для измерения давления. Предположим, одна сторона U-образной трубки подключена к некоторому источнику давления \ (P_ {abs} \), например, игрушечному воздушному шарику на рисунке (b) или банке с арахисом в вакуумной упаковке, показанной на рисунке (c).Давление передается на манометр в неизменном виде, и уровни жидкости больше не равны. На рисунке (b), \ (P_ {abs} \) больше атмосферного давления, тогда как на рисунке (c) \ (P_ {abs} \) меньше атмосферного давления. В обоих случаях \ (P_ {abs} \) отличается от атмосферного давления на величину \ (h \ rho g \), где \ (\ rho \) - плотность жидкости в манометре. На рисунке (b) \ (P_ {abs} \) может поддерживать столб жидкости высотой \ (h \), и поэтому он должен оказывать давление \ (h \ rho g \), превышающее атмосферное давление (манометр давление \ (P_g \) положительное).На рисунке (c) атмосферное давление может поддерживать столб жидкости высотой \ (h \), и поэтому \ (P_ {abs} \) меньше атмосферного давления на величину \ (h \ rho g \) ( манометрическое давление \ (P_g \) отрицательное). Манометр с одной стороной, открытой в атмосферу, является идеальным устройством для измерения манометрического давления. Манометрическое давление равно \ (P_g = h \ rho g \) и определяется путем измерения \ (h \).

Рисунок \ (\ PageIndex {2} \): Манометр с открытой трубкой имеет одну сторону, открытую в атмосферу. (a) Глубина жидкости должна быть одинаковой с обеих сторон, в противном случае давление, оказываемое каждой стороной на дно, будет неравным, и поток будет идти с более глубокой стороны.(b) Положительное избыточное давление \ (P_g = h \ rho g \), передаваемое на одну сторону манометра, может поддерживать столб жидкости высотой \ (h \). (c) Аналогично, атмосферное давление больше отрицательного манометрического давления \ (P_g \) на величину \ (h \ rho g \). Жесткость банки предотвращает передачу атмосферного давления на арахис.

Ртутные манометры часто используются для измерения артериального давления. Надувная манжета надевается на плечо, как показано на рисунке. Сжимая грушу, человек, производящий измерение, оказывает давление, которое в неизменном виде передается как на главную артерию руки, так и на манометр.Когда это приложенное давление превышает кровяное давление, кровоток ниже манжеты прекращается. Затем человек, производящий измерение, медленно снижает приложенное давление и ожидает возобновления кровотока. Кровяное давление пульсирует из-за перекачивающего действия сердца, достигая максимума, называемого систолическим давлением, и минимума, называемого диастолическим давлением, с каждым ударом сердца. Систолическое давление измеряется по значению \ (h \), когда кровоток впервые начинается при понижении давления в манжете. Диастолическое давление измеряется по h, когда кровь течет без перерыва.Типичное кровяное давление молодого взрослого человека поднимает ртуть до высоты 120 мм при систолическом и 80 мм при диастолическом. Обычно это 120 на 80 или 120/80. Первое давление соответствует максимальной мощности сердца; второй - из-за эластичности артерий в поддержании давления между ударами. Плотность ртутной жидкости в манометре в 13,6 раз больше, чем у воды, поэтому высота жидкости будет 1 / 13,6 высоты в водяном манометре. Эта уменьшенная высота может затруднить измерения, поэтому ртутные манометры используются для измерения более высоких давлений, например артериального давления.Плотность ртути такова, что \ (1 \, мм \, Hg = 133 \, Па \).

Определение: систолическое давление

Систолическое давление - это максимальное артериальное давление.

Определение: диастолическое давление

Диастолическое давление - это минимальное кровяное давление.

Рисунок \ (\ PageIndex {3} \). При обычных измерениях артериального давления надувная манжета надевается на плечо на том же уровне, что и сердце. Кровоток определяется сразу под манжетой, и соответствующие значения давления передаются на манометр, заполненный ртутью.(Источник: фотография армии США, сделанная специалистом Мика Э. Клэр \ 4-й BCT)

Пример \ (\ PageIndex {1} \): Расчет высоты мешка для внутривенных вливаний: артериальное давление и внутривенное введение

Настои

Внутривенные инфузии обычно производятся с помощью силы тяжести. Предполагая, что плотность вводимой жидкости составляет 1,00 г / мл, на какой высоте следует поместить мешок для внутривенного вливания над точкой входа, чтобы жидкость просто попадала в вену, если кровяное давление в вене на 18 мм рт. Ст. Выше атмосферного. ? Предположим, что мешок для внутривенных вливаний складной.

Стратегия для (а)

Для того, чтобы жидкость просто попала в вену, ее давление на входе должно превышать артериальное давление в вене (на 18 мм рт. Ст. Выше атмосферного давления). Поэтому нам нужно найти высоту жидкости, соответствующую этому манометрическому давлению.

Решение

Сначала нам нужно преобразовать давление в единицы СИ. Поскольку \ (1.0 \, мм \, Hg = 133 \, Па \),

\ [\ begin {align *} P = 18 \, мм \, Hg \ times \ dfrac {133 \, Pa} {1.0 \, mm \, Hg} = 2400 \, Pa \\ [5pt] & = 0 .24 \, Па \ end {align *} \]

Обсуждение

Мешок для внутривенных вливаний должен быть помещен на 0,24 м выше точки входа в руку, чтобы жидкость просто попала в руку. Как правило, мешки для внутривенных вливаний располагаются выше. Вы, возможно, заметили, что мешки, используемые для сбора крови, размещаются под донором, чтобы кровь могла легко течь от руки к сумке, что является противоположным направлением потока, чем требуется в представленном здесь примере.

Барометр - прибор для измерения атмосферного давления.Ртутный барометр показан на рисунке. Это устройство измеряет атмосферное давление, а не манометрическое давление, потому что над ртутью в трубке создается почти чистый вакуум. Высота ртути такова, что \ (h \ rho g = P_ {atm} \). Когда атмосферное давление меняется, ртуть поднимается или падает, давая важные подсказки синоптикам. Барометр также можно использовать как высотомер, так как среднее атмосферное давление зависит от высоты. Ртутные барометры и манометры настолько распространены, что единицы измерения атмосферного и кровяного давления часто используются в миллиметрах ртутного столба.В таблице приведены коэффициенты пересчета для некоторых наиболее часто используемых единиц давления.

Рисунок \ (\ PageIndex {4} \): ртутный барометр измеряет атмосферное давление. Давление, обусловленное весом ртути, \ (h \ rho g \), равно атмосферному давлению. Атмосфера способна вытеснить ртуть в трубке на высоту \ (h \), потому что давление над ртутью равно нулю.
Преобразование в Н / м 2 (Па) Конверсия из банкомата
\ (1.2 \) \ (1.0 атм = 1013 миллибар \)

Коэффициенты преобразования для различных единиц давления

Сводка

  • Манометрическое давление - это давление относительно атмосферного давления.
  • Абсолютное давление - это сумма манометрического и атмосферного давления.
  • Анероидный манометр измеряет давление с помощью сильфона и пружины, соединенного со стрелкой калиброванной шкалы.
  • Манометры с открытой трубкой имеют U-образную форму трубки, один конец которой всегда открыт.Он используется для измерения давления.
  • Ртутный барометр - это прибор, измеряющий атмосферное давление.

Глоссарий

абсолютное давление
сумма манометрического давления и атмосферного давления
диастолическое давление
минимальное артериальное давление в артерии
избыточное давление
давление относительно атмосферного
систолическое давление
максимальное артериальное давление в артерии

Авторы и авторство

Пол Питер Урон (почетный профессор Калифорнийского государственного университета, Сакраменто) и Роджер Хинрикс (Государственный университет Нью-Йорка, колледж в Освего) с авторами: Ким Диркс (Университет Окленда) и Манджула Шарма (Университет Сиднея).Эта работа лицензирована OpenStax University Physics в соответствии с лицензией Creative Commons Attribution License (4.0).

.

EngArc - L - Абсолютное, избыточное, вакуумное и атмосферное давление

EngArc - L - Абсолютное, избыточное, вакуумное и атмосферное давление
Абсолютное, манометрическое, вакуумное и атмосферное давление


Quick
абсолютное давление - Фактическое давление в данной позиции называется абсолютным давлением и измеряется относительно абсолютного вакуума (т. Е. Абсолютного нулевого давления).
избыточное давление - избыточное давление - это давление относительно атмосферного давления.Другими словами, насколько давление выше или ниже атмосферного.
вакуумное давление - Давление ниже атмосферного называется вакуумным давлением и измеряется вакуумметрами, которые показывают разницу между атмосферным давлением и абсолютным давлением.
атмосферное давление - Атмосферное давление - это давление, которое испытывает область из-за силы, действующей со стороны атмосферы.

Уравнения

P Датчик = P абс - P атм избыточное давление
P Vac = P атм - P abs вакуумное давление
P абс = P атм + P датчик абсолютное давление

Номенклатура

900 атм
P abs абсолютное давление
P манометр манометрическое давление
P vac давление вакуума атмосферное давление

Детали

Атмосферное давление - это давление, которое испытывает область из-за силы, действующей со стороны атмосферы.Для инженерных расчетов обычно используется давление на уровне моря. Обычно для инженерных расчетов используется величина 1 атм, или 101 кПа. Избыточное давление - это давление относительно атмосферного давления. Другими словами, насколько давление выше или ниже атмосферного. Абсолютное давление - это сумма атмосферного давления и избыточного давления. Если избыточное давление имеет положительное значение, абсолютное давление будет выше атмосферного.Если избыточное давление имеет отрицательное значение, абсолютное давление будет меньше атмосферного. Аббревиатура абсолютного давления может быть сокращена до P abs или просто P .

Фактическое давление в данной позиции называется абсолютным давлением, и оно измеряется относительно абсолютного вакуума (т. Е. Абсолютного нулевого давления). Однако большинство устройств для измерения давления откалиброваны для считывания нуля в атмосфере, и поэтому они показывают разницу между абсолютным давлением и местным атмосферным давлением.Эта разница называется избыточным давлением. Давление ниже атмосферного называется вакуумным давлением и измеряется вакуумметрами, которые показывают разницу между атмосферным давлением и абсолютным давлением.

Как и другие манометры, манометр, используемый для измерения давления воздуха в автомобильной шине, считывает манометрическое давление. Следовательно, обычное значение 32 фунта на квадратный дюйм (2,25 кгс / см 2 ) указывает на давление на 32 фунта на квадратный дюйм выше атмосферного давления.

Что касается термодинамических соотношений и таблиц, почти всегда используется абсолютное давление.Часто буквы «a» (для абсолютного давления) и «g» (для избыточного давления) добавляются к единицам измерения давления (например, фунтам на квадратный дюйм и фунтам на квадратный дюйм), чтобы прояснить, что имеется в виду.

.

Абсолютное давление против. Манометрическое давление: окончательное сравнение

Сила, приложенная к единице площади любой поверхности, называется давлением. Абсолютное давление относится к измерению давления при абсолютном нуле, тогда как манометрическое давление относится к измерению давления при атмосферном давлении.

Знаете ли вы?

Между абсолютным и избыточным давлением существует много различий. Однако для измерений обоих типов используется одна и та же шкала.

Хотели бы вы написать нам? Что ж, мы ищем хороших писателей, которые хотят распространять информацию.Свяжитесь с нами, и мы поговорим ...

Давайте работать вместе!

Измерение давления находит свое применение в повседневной жизни. В основном это касается измерения давления и вакуума. Простым примером могут быть автомобильные шины, давление воздуха в которых необходимо регулярно проверять. Давление может быть абсолютным, манометрическим и дифференциальным.

Рассмотрим P атм , P абс , P отн как атмосферное, абсолютное и относительное (манометрическое) давление соответственно для справки.Атмосферное давление рассчитывается на основе положения молекул воздуха в атмосфере. Обратите внимание, что P атм зависит от высоты. Он увеличивается с уменьшением высоты и уменьшается с увеличением высоты. Однако стандартное значение атмосферного давления принято равным 1 атм.

Рассмотрим схему, приведенную ниже. Самая нижняя строка диаграммы показывает абсолютное нулевое давление. Это давление может иметь значение от абсолютного нуля до давления, превышающего атмосферное значение.С другой стороны, избыточное давление является относительным и простирается от давления ниже атмосферного до значения выше него.

Абсолютное давление по сравнению с Манометрическое давление

Абсолютное давление

➜ Абсолютное давление определяется как давление, измеренное относительно нулевого давления вакуума.

➜ Приведено против идеального вакуума.

➜Формула для абсолютного давления
Абсолютное давление = избыточное давление + атмосферное давление
P абс. = P отн. + P атм.

➜ Абсолютное давление используется в основном для измерения давления в самолетах и ​​т. Д.

➜ Единицами измерения абсолютного давления являются фунты на квадратный дюйм и кПаa. При этом суффикс "а".

Хотели бы вы написать нам? Что ж, мы ищем хороших писателей, которые хотят распространять информацию. Свяжитесь с нами, и мы поговорим ...

Давайте работать вместе!

➜ Это абсолютное значение измеренного давления.

➜ Абсолютное давление отсчитывается от нуля (нулевое эталонное значение).

➜ Изменения атмосферного давления не влияют на абсолютное давление.

➜ Абсолютное давление не может быть отрицательным.

➜ Измеряется с помощью манометра или барометра.

➜ Примеры: высотомер, давление воздуха, измерение давления в глубоком вакууме учеными.

Манометрическое давление

➜ Избыточное давление определяется как давление, измеренное относительно нулевого атмосферного давления.

➜ Приведено против атмосферного давления.

➜Формула для манометрического давления
Манометрическое давление = абсолютное давление - атмосферное давление
P отн. = P абс. - P атм

➜ Избыточное давление используется в основном для обычных целей.

➜ Единицы измерения манометрического давления - бар изб., КПа (изб.) И фунт / кв. Где дан суффикс "g".

➜ Это относительное значение измеренного давления.

➜ Манометрическое давление измеряется от уровня атмосферного давления.

➜ Изменения атмосферного давления влияют на манометрическое давление.

➜ Манометрическое давление может быть положительным или отрицательным.

➜ Измеряется с помощью манометра.

➜ Примеры: измерение артериального давления или давления воздуха в шинах автомобиля.

.

Что такое статическое давление в гидродинамике?

Чтобы лучше понять, что такое статическое давление, нам сначала нужны некоторые общие сведения и пояснения по другим терминам. Термин «давление» широко используется во многих приложениях в гидродинамике и термодинамике, от аэродинамики до проектирования установок. Однако мы должны сделать вывод из контекста, если мы говорим о статическом, общем или динамическом давлении.

Большинство определений, упомянутых здесь, были взяты из книги Механика жидкостей Мерла К.Поттер, Дэвид К. Виггерт и Бассем Х. Рамадан.

Рекомендации по давлению Важные соображения перед запуском вычислительного ветроэнергетического моделирования

В гидромеханике давление определяется как нормальная сила, действующая на площадь. Математически давление p на точку определяется как:

Метрическими единицами измерения давления являются ньютоны на квадратный метр (Н / м²) или, как правило, килопаскаль (кПа). Например, атмосферное давление на уровне моря 101.3 кПа. Английские единицы измерения давления - фунты на квадратный дюйм (psi) или фунты на квадратный фут (psf).

Моделирование атмосферного давления Абсолютное давление

Давление, как и температура, можно измерять с помощью различных шкал, и существуют абсолютные шкалы для обоих свойств. В идеальном вакууме абсолютное давление достигает нуля. Таким образом, в пространстве нет молекул, оказывающих давление. Следовательно, невозможно добиться отрицательного абсолютного давления.

Все становится намного сложнее, когда мы рассматриваем относительные измерения давления. Когда дело доходит до терминологии, возникает большая путаница. Различные программы также часто рекомендуют интерпретацию своих измерений давления по-разному. Мы немного поговорим о том, как это работает с SimScale.

Моделирование давления воздуха Относительное давление

Существует множество различных способов измерения относительного давления. Первый и наиболее распространенный пример - это манометрическое давление , которое достигается при измерении давления относительно атмосферного давления.Его также обычно называют барометрическим давлением. Из этого следует, что преобразование манометрического давления в абсолютное давление получается путем прибавления его к атмосферному давлению.

Давайте теперь рассмотрим другие измерения давления, которые используются в области механики жидкости.

Моделирование давления воздуха Статическое давление

Чтобы проиллюстрировать, что такое полное давление, давайте начнем с проверки знаменитого уравнения Бернулли:

, которое измеряет разницу в скорости и давлении между двумя точками потока.

Давление p в этом уравнении - это статическое давление . При измерении относительно атмосферного давления статическое давление совпадает с манометрическим давлением. Однако можно измерить статическое давление с помощью вакуума в качестве эталона, так что измеренное значение равно абсолютному давлению.

Статическое давление измеряется, когда жидкость находится в состоянии покоя относительно измерения. Его можно измерить с помощью пьезометра, прикрепленного к стенке трубы, по которой течет жидкость.

Моделирование давления воздуха Динамическое давление

Обратите внимание, что при предварительном измерении статического давления мы не учитываем скоростные эффекты. Если не пренебрегать этими эффектами, то измеряемое давление возрастет. Это увеличение называется динамическим давлением . Динамическое давление зависит от скорости и плотности жидкости:

Моделирование давления воздуха Общее давление

Общее давление , также называемое давлением торможения, измеряется путем добавления статического давления к динамическому давлению:

Общее давление обычно измеряется с помощью устройства, называемого трубкой Пито.Вы можете видеть трубки Пито на самолетах, например, в виде небольших отверстий или металлических трубок, висящих в крыльях, как показано ниже:

Трубка Пито на Airbus A380, Источник: Дэвид Монниа GFDL, CC-BY-SA-3.0 или CC BY-SA 2.0 fr, из Wikimedia Commons

Скорость внутри трубки Пито равна нулю, что делает ее точкой застоя. Другое устройство, называемое статической трубкой Пито, может использоваться для непосредственного измерения динамического давления. В основном он состоит из трубки Пито с отверстием для статического давления.

Для большинства повседневных случаев полное давление очень близко к статическому давлению. Это происходит потому, что большинство систем разработаны для обеспечения низких скоростей жидкости, как правило, для предотвращения потери напора из-за трения, которое пропорционально кинетической энергии жидкости. В этих случаях различие между общим давлением и статическим давлением может не иметь значения.

Статическое давление Давление в SimScale

Статическое давление на центробежном вентиляторе - анализ CFD, выполненный с помощью SimScale Как правило, при моделировании потоков жидкости мы используем уравнения Навье-Стокса.Теперь, когда мы выводим уравнения Навье-Стокса для несжимаемой жидкости, член давления имеет только математический смысл. Физический смысл имеет только градиент давления, который отвечает за движение жидкости. Другими словами, измерения давления используются в основном для проверки работоспособности решения.

Следуя этой логике, если мы изменим фиксированные граничные условия давления в нашей модели, например, суммируя постоянное значение, результирующий поток не изменится, потому что градиент давления останется прежним.

В частности, для несжимаемых потоков SimScale использует удельное давление, которое определяется путем нормализации давления по плотности.

SimScale также позволяет использовать богатый набор граничных условий. Для получения дополнительной информации о настройке и использовании граничных условий на облачной платформе моделирования SimScale вы можете обратиться к этой странице документации. Для граничных условий входа давления используется полное давление, а для выходов давления - статическое или манометрическое давление.Если вы хотите узнать больше об облачной платформе SimScale и ее возможностях, загрузите этот обзор функций.

Чтобы узнать больше о моделировании давления воздуха, посетите этот блог.


Зарегистрируйтесь и посетите наш блог SimScale, чтобы узнать больше!


Ссылки

  • Мерл К. Поттер, Дэвид К. Виггерт и Бассем Х. Рамадан, «Механика жидкостей»

.

11.6 Манометрическое давление, абсолютное давление и измерение давления

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

  • Определение избыточного и абсолютного давления
  • Понимание работы анероидных барометров и барометров с открытой трубкой

Если вы хромаете на заправку с почти спущенной шиной, вы заметите, что датчик шин на авиалинии показывает почти ноль, когда вы начинаете заправлять ее. Фактически, если бы в вашей шине была зияющая дыра, датчик показывал бы ноль, даже если в шине существует атмосферное давление.Почему шкала показывает ноль? Здесь нет никакой загадки. Манометры просто предназначены для считывания нуля при атмосферном давлении и положительного значения, когда давление выше атмосферного.

Точно так же атмосферное давление увеличивает кровяное давление во всех частях кровеносной системы. Как отмечалось в Принципе Паскаля, полное давление в жидкости - это сумма давлений из разных источников - в данном случае сердца и атмосферы. Но атмосферное давление не оказывает общего влияния на кровоток, поскольку оно увеличивает давление, исходящее из сердца и возвращающееся в него.Важно то, насколько кровяное давление больше атмосферного. Таким образом, измерения артериального давления, как и давления в шинах, производятся относительно атмосферного давления.

Вкратце, манометры часто игнорируют атмосферное давление, то есть считывают ноль при атмосферном давлении. Поэтому мы определяем манометрическое давление как давление относительно атмосферного давления. Избыточное давление положительно для давлений выше атмосферного и отрицательно для давлений ниже него.

Манометрическое давление

Манометрическое давление - это давление относительно атмосферного давления. Избыточное давление положительно для давлений выше атмосферного и отрицательно для давлений ниже него.

Фактически, атмосферное давление увеличивает давление в любой жидкости, не заключенной в жесткий контейнер. Это происходит из-за принципа Паскаля. Общее давление или абсолютное давление, таким образом, является суммой манометрического давления и атмосферного давления: Pabs = Pg + PatmPabs = Pg + Patm размер 12 {P rSub {размер 8 {"abs"}} = P rSub {размер 8 {g }} + P rSub {размер 8 {"атм"}}} {}, где размер 12 PabsPab {P rSub {размер 8 {"abs"}}} {} - абсолютное давление, размер PgPg 12 {P rSub {размер 8 { g}}} {} - манометрическое давление, а PatmPatm размер 12 {P rSub {size 8 {"atm"}}} {} - атмосферное давление.Например, если ваш манометр показывает 34 фунта на квадратный дюйм, то абсолютное давление составляет 34 фунта на квадратный дюйм плюс 14,7 фунта на квадратный дюйм (размер 12 {P rSub {P rSub {размер 8 {"атм"}}} {} в фунтах на квадратный дюйм), или 48,7 фунтов на квадратный дюйм (эквивалент 336 кПа).

Абсолютное давление

Абсолютное давление - это сумма манометрического и атмосферного давления.

По причинам, которые мы рассмотрим позже, в большинстве случаев абсолютное давление в жидкости не может быть отрицательным. Жидкости выталкивают, а не вытягивают, поэтому наименьшее абсолютное давление равно нулю.Отрицательное абсолютное давление - это притяжение. Таким образом, минимально возможное избыточное давление Pg = −PatmPg = −Patm size 12 {P rSub {size 8 {g}} = - P rSub {size 8 {"atm"}}} {} (это делает PabsPabs размером 12 {P rSub {size 8 {"abs"}}} {} ноль). Теоретически нет предела тому, насколько большим может быть манометрическое давление.

Существует множество устройств для измерения давления, от шинных манометров до манжет для измерения кровяного давления. Принцип Паскаля имеет большое значение в этих устройствах. Непрерывная передача давления через жидкость обеспечивает точное дистанционное измерение давления.Дистанционное зондирование часто удобнее, чем установка измерительного устройства в систему, например в артерию человека.

На рисунке 11.18 показан один из многих типов механических манометров, используемых сегодня. Во всех механических манометрах давление представляет собой силу, которая преобразуется или преобразуется в какой-либо тип считывания.

Рис. 11.18 В этом анероидном манометре используются гибкие сильфоны, соединенные с механическим индикатором для измерения давления.

Целый класс датчиков использует свойство, согласно которому давление, обусловленное весом жидкости, определяется выражением P = hρg.P = hρg. размер 12 {P = hρg "." } {} Рассмотрим, например, U-образную трубку, показанную на рис. 11.19. Эта простая трубка называется манометром . На рис. 11.19 (а) обе стороны трубы открыты для атмосферы. Таким образом, атмосферное давление одинаково снижается с каждой стороны, поэтому его эффект нивелируется. Если жидкость глубже с одной стороны, давление на более глубокой стороне больше, и жидкость течет от этой стороны до тех пор, пока глубины не сравняются.

Давайте посмотрим, как манометр используется для измерения давления. Предположим, что одна сторона U-образной трубки подключена к некоторому источнику давления PabsPabs размером 12 {P rSub {size 8 {"abs"}}} {}, например, игрушечному воздушному шарику на рисунке 11.19 (b) или арахису в вакуумной упаковке банку, показанную на Рисунке 11.19 (c). Давление передается на манометр в неизменном виде, и уровни жидкости больше не равны. На рисунке 11.19 (b) размер PabsPabs 12 {P rSub {size 8 {"abs"}}} {} больше атмосферного давления, тогда как на рисунке 11.19 (c), размер 12 PabsPab {P rSub {size 8 {"abs"}}} {} меньше атмосферного давления. В обоих случаях размер PabsPabs 12 {P rSub {size 8 {"abs"}}} {} отличается от атмосферного давления на величину hρghρg размер 12 {hρg} {}, где ρρ размер 12 {ρ} {} - плотность жидкости в манометре. На рис. 11.19 (b) PabsPabs размером 12 {P rSub {size 8 {"abs"}}} {} может поддерживать столб жидкости высотой hh размером 12 {h} {}, поэтому он должен оказывать давление hρghρg размер 12 {hρg} {} больше атмосферного давления (манометрическое давление PgPg размера 12 {P rSub {size 8 {g}}} {} является положительным).На рис. 11.19 (c) атмосферное давление может поддерживать столб жидкости высотой hh размером 12 {h} {}, поэтому размер 12 PabsPabs {P rSub {size 8 {"abs"}}} {} меньше атмосферного. давление на величину hρghρg размер 12 {hρg} {} (манометрическое давление PgPg размера 12 {P rSub {size 8 {g}}} {} отрицательно). Манометр с одной стороной, открытой в атмосферу, является идеальным устройством для измерения манометрического давления. Манометрическое давление равно Pg = hρgPg = hρg размер 12 {P rSub {size 8 {g}} = hρg} {} и определяется путем измерения hh размера 12 {h} {}.

Рисунок 11.19 Манометр с открытой трубкой имеет одну сторону, открытую в атмосферу. (a) Глубина жидкости должна быть одинаковой с обеих сторон, в противном случае давление, оказываемое каждой стороной на дно, будет неравным, и поток будет идти с более глубокой стороны. (b) Положительное избыточное давление Pg = hρgPg = hρg размер 12 {P rSub {size 8 {g}} = hρg} {}, передаваемое на одну сторону манометра, может поддерживать столб жидкости высотой hh размером 12 {h } {}. (c) Точно так же атмосферное давление больше отрицательного манометрического давления PgPg размер 12 {P rSub {size 8 {g}}} {} на величину hρghρg размер 12 {hρg} {}.Жесткость банки предотвращает передачу атмосферного давления на арахис. Манометры

Mercury часто используются для измерения артериального давления. Надувная манжета надевается на плечо, как показано на рисунке 11.20. Сжимая грушу, человек, производящий измерение, оказывает давление, которое в неизменном виде передается как на главную артерию руки, так и на манометр. Когда это приложенное давление превышает кровяное давление, кровоток ниже манжеты прекращается. Затем человек, производящий измерение, медленно снижает приложенное давление и ожидает возобновления кровотока.Кровяное давление пульсирует из-за перекачивающего действия сердца, достигая максимума, называемого систолическим давлением, и минимума, называемого диастолическим давлением, с каждым ударом сердца. Систолическое давление измеряется путем учета значения hh размера 12 {h} {}, когда кровоток впервые начинается при понижении давления в манжете. Диастолическое давление измеряется по размеру hh 12 {h} {}, когда кровь течет без перебоев. Типичное кровяное давление молодого взрослого человека поднимает ртуть до высоты 120 мм при систолическом и 80 мм при диастолическом.Обычно это 120 на 80 или 120/80. Первое давление соответствует максимальной мощности сердца; второй - из-за эластичности артерий в поддержании давления между ударами. Плотность ртутной жидкости в манометре в 13,6 раз больше, чем у воды, поэтому высота жидкости будет 1 / 13,6 высоты в водяном манометре. Эта уменьшенная высота может затруднить измерения, поэтому ртутные манометры используются для измерения более высоких давлений, например артериального давления.Плотность ртути такова, что 1,0 мм рт. Ст. = 133 Па. 1,0 мм рт. Ст. = 133 Па.

Систолическое давление

Систолическое давление - это максимальное артериальное давление.

Диастолическое давление

Диастолическое давление - это минимальное кровяное давление.

Рисунок 11.20 При обычных измерениях артериального давления надувная манжета надевается на плечо на том же уровне, что и сердце. Кровоток определяется сразу под манжетой, и соответствующие значения давления передаются на манометр, заполненный ртутью.(предоставлено: фотография армии США Spc. Micah E. Clare \ 4TH BCT)

Пример 11.7 Расчет высоты внутривенного мешка: кровяное давление и внутривенные инфузии

Внутривенные инфузии обычно производятся с помощью силы тяжести. Предполагая, что плотность вводимой жидкости составляет 1 г / мл, на какой высоте следует поместить мешок для внутривенного вливания над точкой входа, чтобы жидкость просто попадала в вену, если артериальное давление в вене на 18 мм рт. Ст. Выше атмосферного давления. ? Предположим, что мешок для внутривенных вливаний складной.

Стратегия для (а)

Чтобы жидкость просто 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, соответствующую этому манометрическому давлению.

Решение

Сначала нам нужно преобразовать давление в единицы СИ. Так как 1 мм рт. Ст. = 133 Па, 1 мм рт. Ст. = 133 Па,

11,28 P = 18 мм рт. Ст. × 133 Па 1 мм рт. Ст. = 2400 Па.P = 18 мм рт. Ст. × 133 Па1 мм рт. Ст. = 2400 Па. Размер 12 {P = "18" «" мм "« "Hg" умноженное на {{"133" "" Па "} больше {1". " 0` "мм" `" Hg "}} =" 2400 "` "Па" "." } {}

Изменение порядка Pg = hρgPg = hρg, размер 12 {P rSub {size 8 {g}} = hρg} {} для hh размера 12 {h} {} дает h = Pgρgh = Pgρg размер 12 {h = {{P rSub {size 8 {g}}} больше {ρg}}} {}. Подстановка известных значений в это уравнение дает

11,29 h = 2400 Н / м 21 × 103 кг / м 39,80 м / с2 = 0,24 м h = 2400 Н / м 21 × 103 кг / м 39,80 м / с2 = 0,24 м. Выравнивание {stack { размер 12 {h = {{"2400" `" N / m "rSup {size 8 {2}}} больше {left (1"."0 раз" 10 "rSup {размер 8 {3}}" "кг / м" rSup {size 8 {3}} right) left (9 "." "80" `" "m / s" rSup {size 8 { 2}} справа)}}} {} # "" = "0" "." «24 м». {} }} {}

Обсуждение

Мешок для внутривенных вливаний должен быть помещен на 0,24 м выше точки входа в руку, чтобы жидкость просто попала в руку. Как правило, мешки для внутривенных вливаний располагаются выше. Вы, возможно, заметили, что мешки, используемые для сбора крови, размещаются под донором, чтобы кровь могла легко течь от руки к сумке, что является противоположным направлением потока, чем требуется в представленном здесь примере.

Барометр - прибор для измерения атмосферного давления. Ртутный барометр показан на рисунке 11.21. Это устройство измеряет атмосферное давление, а не манометрическое давление, потому что над ртутью в трубке создается почти чистый вакуум. Высота ртути такова, что hρg = Patmhρg = Patm размер 12 {hρg = P rSub {size 8 {"atm"}}} {}. Когда атмосферное давление меняется, ртуть поднимается или падает, давая важные подсказки синоптикам. Барометр также можно использовать как высотомер, так как среднее атмосферное давление зависит от высоты.Ртутные барометры и манометры настолько распространены, что единицы измерения атмосферного и кровяного давления часто используются в миллиметрах ртутного столба. В таблице 11.2 приведены коэффициенты пересчета для некоторых наиболее часто используемых единиц давления.

Рисунок 11.21 Ртутный барометр измеряет атмосферное давление. Давление, обусловленное весом ртути, hρghρg size 12 {hρg} {}, равно атмосферному давлению. Атмосфера способна вытеснить ртуть в трубке до высоты hh размер 12 {h} {}, потому что давление над ртутью равно нулю.
Преобразование в Н / м 2 (Па) Конверсия из банкомата
1 атм = 1,013 × 105 Н / м 21 атм = 1,013 × 105 Н / м2 размер 12 {1 "." 0` "atm" = 1 "." «013» умножить на «10» rSup {размер 8 {5}} «Н / м» rSup {размер 8 {2}}} {} 1 атм = 1,013 × 105 Н / м 21 атм = 1,013 × 105 Н / м2 размер 12 {1 "." 0` "atm" = 1 "." «013» умножить на «10» rSup {размер 8 {5}} «Н / м» rSup {размер 8 {2}}} {}
1 дин / см2 = 0.10 Н / м 21 дин / см2 = 0,10 Н / м2 для размера 12 {1 "." 0` "dyne / cm" rSup {size 8 {2}} = 0 "." "10" "" Н / м "rSup {размер 8 {2}}} {} 1 атм = 1,013 × 106 дин / см21атм = 1,013 × 106 дин / см2 размер 12 {1 "." 0` "atm" = 1 "." "013" умножить на "10" rSup {размер 8 {6}} "дин / см" rSup {размер 8 {2}}} {}
1 кг / см2 = 9,8 × 104 Н / м 21 кг / см2 = 9,8 × 104 Н / м2 размер 12 {1 "." 0` "кг / см" rSup {size 8 {2}} = 9 "." 8 раз по "10" rSup {размер 8 {4}} "Н / м" rSup {размер 8 {2}}} {} 1атм = 1.013 кг / см21атм = 1,013 кг / см2 размер 12 {1 "." 0` "atm" = 1 "." "013" "" кг / см "rSup {размер 8 {2}}} {}
1 фунт / дюйм 2 = 6,90 × 103 Н / м 21 фунт / дюйм 2 = 6,90 × 103 Н / м2 размер 12 {1 "." 0` "фунт / дюйм" "." rSup {размер 8 {2}} = 6 "." "90" умножить на "10" rSup {размер 8 {3}} "Н / м" rSup {размер 8 {2}}} {} 1 атм = 14,7 фунта / дюйм 21 атм = 14,7 фунта / дюйм 2, размер 12 {1 "." 0` "atm" = "14" "." 7` "фунт / дюйм" "." rSup {размер 8 {2}}} {}
1 мм рт. Ст. = 133 Н / м 21 мм рт. Ст. = 133 Н / м2 размер 12 {1 "."0`" мм "` "Hg" = "133" `" Н / м "rSup {размер 8 {2}}} {} 1 атм = 760 мм рт. Ст. 1 атм. = 760 мм рт. Ст. Размер 12 {1 "." 0` "atm" = "760" `" мм "` "Hg"} {}
1 = 1,33 × 103 Н / м 21 = 1,33 × 103 Н / м2, размер 12 {1 "." 0` "см" `" Hg "= 1". " "33" умножить на "10" rSup {размер 8 {3}} "Н / м" rSup {размер 8 {2}}} {} 1 атм. = 76,0 см рт. Ст. 1 атм. = 76,0 см рт. Ст., Размер 12 {1 "." 0` "atm" = "76" "." 0` "см" "" рт. Ст. "} {}
1 см воды = 98.1 Н / м 21 см воды = 98,1 Н / м2 размер 12 {1 "." 0` "см" "" вода "=" 98 "". " 1` "Н / м" rSup {размер 8 {2}}} {} 1 атм = 1,03 × 103 см воды 1 атм = 1,03 × 103 см водяной размер 12 {1 "." 0` "atm" = 1 "." "03" умножить на "10" rSup {размер 8 {3}} "" см "" "вода"} {}
1 бар = 1.000 × 105 Н / м 21бар = 1.000 × 105 Н / м2 размер 12 {1 "." 0` "bar" = 1 "." «000» умножить на «10» rSup {размер 8 {5}} «Н / м» rSup {размер 8 {2}}} {} 1 атм = 1,013 бар 1 атм = 1.013 размер стержня 12 {1 "." 0` "atm" = 1 "." "013" `" bar "} {}
1 миллибар = 1.000 × 102 Н / м 21 миллибар = 1.000 × 102 Н / м2 размер 12 {1 "." 0` "миллибар" = 1 "." «000» умножить на «10» rSup {размер 8 {2}} «Н / м» rSup {размер 8 {2}}} {} 1 атм = 1013 миллибар 1 атм = 1013 миллибар

Таблица 11.2 Коэффициенты пересчета для различных единиц давления

.

Смотрите также