壓力的那些事
壓力是工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的重要參數(shù)之一,為了保證生產(chǎn)正常運(yùn)行,必須對(duì)壓力進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制。比如在化學(xué)反應(yīng)中,壓力既影響物料平衡,又影響化學(xué)反應(yīng)速度,所以必須嚴(yán)格遵守工藝操作規(guī)程,這就需要測(cè)量或控制其壓力,以保證工藝過(guò)程的正常進(jìn)行。其次壓力測(cè)量或控制也是安全生產(chǎn)所必須的,通過(guò)壓力監(jiān)視可以及時(shí)防止生產(chǎn)設(shè)備因過(guò)壓而引起破壞或爆炸。在熱電廠中,爐膛負(fù)壓反映了送風(fēng)量與引風(fēng)量的平衡關(guān)系,爐膛壓力的大小還與爐內(nèi)穩(wěn)定燃燒密切相關(guān),直接影響機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
一、壓力單位
工程技術(shù)上,壓力對(duì)應(yīng)于物理概念中的壓強(qiáng),即指均勻而垂直作用于單位面積上的力,用符號(hào)P表示。在單位制中,壓力的單位為帕斯卡(Pascal),簡(jiǎn)稱帕,用符號(hào)Pa表示,其物理意義是1牛頓力垂直均勻地作用于1平方米面積上所產(chǎn)生的壓力稱為1帕,即。
目前在工程技術(shù)上仍使用的壓力單位還有:工程大氣壓、物理大氣壓、巴、毫米汞柱和毫米水柱等。我國(guó)已規(guī)定單位帕斯卡為壓力的法定計(jì)量單位。
二、壓力的表示方法
在測(cè)量中,壓力有三種表示方式,即壓力、表壓力、真空度或負(fù)壓,此外,還有壓力差(差壓)。
壓力是指被測(cè)介質(zhì)作用在物體單位面積上的全部壓力,是物體所受的實(shí)際壓力。
表壓力是指壓力與大氣壓力的差值。當(dāng)差值為正時(shí),稱為表壓力,簡(jiǎn)稱壓力;當(dāng)表壓力為負(fù)時(shí),稱為負(fù)壓或真空,該負(fù)壓的值稱為真空度。
差壓是指兩個(gè)壓力的差值。習(xí)慣上把較高一側(cè)的壓力稱為正壓力,較低一側(cè)的壓力稱為負(fù)壓力。但應(yīng)注意的是正壓力不一定高于大氣壓力,負(fù)壓力也并不一定低于大氣壓力。
各種工藝設(shè)備和測(cè)量?jī)x表通常是處于大氣之中,也承受著大氣壓力,只能測(cè)出壓力與大氣壓力之差,所以工程上經(jīng)常采用表壓和真空度來(lái)表示壓力的大小。所以,一般的壓力測(cè)量?jī)x表所指示的壓力也是表壓或真空度。因此,以后所提壓力,在無(wú)特殊說(shuō)明外,均指表壓力。
三、壓力測(cè)量的主要方法和分類
目前,壓力測(cè)量的方法很多,按照信號(hào)轉(zhuǎn)換原理的不同,一般可分為四類。
1.液柱式壓力測(cè)量
該方法是根據(jù)流體靜力學(xué)原理,把被測(cè)壓力轉(zhuǎn)換成液柱高度差進(jìn)行測(cè)量。一般采用充有水或水銀等液體的玻璃U形管或單管進(jìn)行小壓力、負(fù)壓和差壓的測(cè)量。
2.彈性式壓力測(cè)量
該方法是根據(jù)彈性元件受力變形的原理,將被測(cè)壓力轉(zhuǎn)換成彈性元件的位移或力進(jìn)行測(cè)量。常用的彈性元件有彈簧管、彈性膜片和波紋管。
3.電氣式壓力測(cè)量
該方法是利用敏感元件將被測(cè)壓力直接轉(zhuǎn)換成各種電量進(jìn)行測(cè)量。如電阻、電容量、電流及電壓等。
4.活塞式壓力測(cè)量
該方法是根據(jù)液壓機(jī)液體傳送壓力的原理,將被測(cè)壓力轉(zhuǎn)換成活塞面積上所加平衡砝碼的重力進(jìn)行測(cè)量。它普遍被用作標(biāo)準(zhǔn)儀器對(duì)壓力測(cè)量?jī)x表進(jìn)行檢定,如壓力校驗(yàn)臺(tái)。
在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中,常使用彈性式壓力儀表進(jìn)行就地顯示,使用電氣式壓力儀表進(jìn)行壓力信號(hào)的遠(yuǎn)傳。