Меню

Единицы измерения вакуума таблица



КАК ВЫБРАТЬ ВАКУУМНЫЙ НАСОС. Часть 1: «Вакуум».

1. Введение.

При выборе вакуумного насоса (или компрессора) и оценке его пригодности для использования в той или иной технологии оперируют двумя главными характеристиками:

Вакуумный насос или компрессор, который в поиске у потенциального пользователя, должен, прежде всего, обеспечить требуемый уровень давления. Затем ставится задача получить это давление за определенный промежуток времени. Быстрота получения заданного значения давления определяется производительностью ( pumping speed ) вакуумного насоса. При этом газовые компрессоры нагнетают газы и формируют давления выше атмосферного. Вакуумные насосы генерируют давления ниже атмосферного, т.е. создают разрежение.

В этой статье речь пойдет о низком давлении, т.е. о ВАКУУМЕ, как об основной технической характеристике всех вакуумных насосов. Создание или генерирование устройством вакуума – это динамический процесс понижения атмосферного давления в объеме и во времени. При поисках и выборе вакуумного насоса по уровню вакуума обычно говорят о двух характеристиках вакуумного насоса, связанных с давлением:

  • предельное остаточное давление (или предельный вакуум, ultimate pressure )
  • рабочее давление (или рабочий вакуум, working pressure )

Предельное остаточное давление – это самое хорошее (высокое) значение вакуума, которое позволяет достигнуть конструкция этого вакуумного насоса. Важно понимать, что когда вакуумный насос достигает этого предельного значения вакуума, производительность откачки газов становится равной нулю, т.е. откачка прекращается, и в дальнейшем при работе насоса это значение предельного давления будет поддерживаться как некое достигнутое равновесное состояние системы «насос-откачиваемый объём».

Как правило, значение предельного остаточного давления достигается лишь при работе вакуумного насоса в режиме «сам на себя», т.е. при заглушенном входном патрубке. Это объясняется довольно просто: при подключении к насосу технологических объемов (емкости, трубопроводы, стыки, камеры и др.) всегда существуют течи (негерметичности) или явления газовой десорбции, которые не позволяют достичь в откачиваемом объеме максимальное значение вакуума, который способен создать сам насос.

Рабочее давление – это заданное значение вакуума, которое требуется обеспечить и поддерживать вакуумным насосом в той или иной технологии или техпроцессе.

При выборе вакуумного насоса его предельное остаточное давление должно быть немного лучше чем рабочее. Это как бы обеспечивает некий «запас прочности», т.е. гарантию того, что требуемое в техпроцессе давление будет достигнуто с помощью именно этого вакуумного насоса.

2. Давление газов в объёме. Атмосферное давление. Понятие «ВАКУУМ».

Давление газов в замкнутом объёме – это суммарное усилие, оказываемое ударами (толчками) постоянно движущихся молекул газов в стенки объёма, в результате их постоянного броуновского движения и сталкивания друг с другом и с твёрдыми стенками сосуда.

Основная единица измерения давления в системе СИ – это «Па» (Паскаль):

1 Па = 1 Н / м 2 = 0,01 мбар [ 1 ]

Другие общепринятые единицы измерения давления и их соотношения приведены в Таблице 1:

Таблица 1
Единица измерения давления бар мбар мм.
рт. ст.
м
вод. ст.
Па кПа МПа атм. ат. кгс/см 2 psi
Бар ( bar ) 1 1000 750 10,2 100 000 100 0,1 0,9869 1,02 1,02 14,5

Атмосферное давление – это давление, которое оказывает масса воздушного столба, как смесь газов, простирающихся на высоту более 1000 км от уровня поверхности земли и океана. При этом надо понимать, что чем выше от поверхности моря находится точка измерения этого атмосферного давления, тем атмосфера менее сконцентрирована, тем смесь газов реже (как бы их масса разбавляется в огромном увеличивающемся с высотой объёме) и, как следствие, давление этой смеси газов падает с подъёмом на высоту (см. Рис. 2). Почему? Просто так издавна утроена планета Земля, вокруг которой существует атмосфера, как газовая аура вокруг шара. Благодаря этой атмосферной ауре живут организмы и проистекают самые жизненные реакции веществ, постоянно потребляющие кислород, и растения, которые этот кислород постоянно вырабатывают и восстанавливают т.н. кислородный атмосферный баланс. Самые яркие примеры – это ветер, горение (как процесс окисления) и дыхание живых организмов, животных, людей.

Кривая изменения атмосферного давления до высоты 12 км над уровнем моря показана на Рис. 3.

Земная атмосфера. Принято считать, что это смесь 14 основных «земных» газов (см. Рис. 1), из которых три составляют львиную долю, в целом более 99% (азот – более 78%, кислород – более 20%, паров воды может быть более 1%).

Земная атмосфера делится на зоны по параметрам давления и температуры: тропосферу, стратосферу, мезосферу и термосферу (см. Рис. 4).

Вакуум – это всякое давление, величина которого ниже атмосферного. Нормальным атмосферным давлением в земных условиях принято считать абсолютное давление атмосферного столба на уровне поверхности мирового океана (моря). Это значение составляет 1013 мбар абс. «абс.» — здесь имеется в виду абсолютное давление, которое равно нулю в том случае, когда в объеме нет ни одной молекулы газов. Т.к. на поверхности земли, в её недрах и в атмосфере всегда есть газообразные вещества и пары жидких веществ, то абсолютный вакуум недостижим в земных условиях. Как бы быстро и хорошо не откачивались объемы современными вакуумными насосами, какими бы герметичными они бы ни были, в микроскопических шероховатостях стенок объемов всегда есть определенное количество молекул газов, которые невозможно удалить из этих микрорельефов. Кроме того, при давлении на стенки сосудов извне всегда есть проскакивающие, как бы просачивающиеся сквозь сито, внутрь молекулы газов, даже сквозь твёрдые кристаллические решетки металлов. В закрытых объёмах всегда есть явления газовой десорбции, т.е. выделения молекул газов со стенок объема вовнутрь, всегда есть микропоры и микротрещины, через которые газы проникают в зоны низкого давления. Всё это не позволяет получить абсолютный вакуум в земных условиях.

Факты: Альпы – это горный массив, пересекающий границы шести стран. В самом их сердце возвышается знаменитая гора Монблан, находящаяся на границе Франции и Италии.

Сами Альпы представляют собой горную гряду, которая тянется по Европе почти 1200 км, в самом широком месте между итальянской Вероной и немецким Гармиш-Партенкирхеном имеет ширину около 260 км, занимая общую площадь в 190 тыс. кв. км. Альпы полностью или частично находятся на территории 8 стран. По доле общей площади государства, приходящейся на Альпы, эти страны располагаются следующим образом: Лихтенштейн (100%), Монако (100%), Австрия (65%), Швейцария (60%), Словения (40%), Италия (17%), Франция (7%), Германия (3%).

Факты: Эверест, она же Джомолунгма – высочайшая вершина в мире, высота этой горы составляет 8848 метров. Эверест расположен в Гималайских горах, которые протягиваются по Тибетскому нагорью и Индо-Гангской равнине на территории нескольких стран: Непала, Индии, Бутана, Китая.

Вершина Эвереста расположена на территории Китая, но сама гора находится на китайско-непальской границе.

Факты: В гражданской и военной авиации очень важно поддерживать атмосферное давление внутри самолета, т.к. при поднятии его на любую высоту от поверхности Земли, давление за бортом падает, а это влечет за собой отток воздуха из салона самолета во внешнюю среду. Чтобы этого не происходило требуется выполнение двух основных условий нормального полета с лётчиком или пассажирами внутри:

— корпус самолета должен быть герметичен ( max отсутствие утечек воздуха наружу);
— в корпус необходимо подавать воздух компрессорами под избыточным давлением, чтобы компенсировать всегда существующие утечки и микро утеки воздуха наружу.

Если в военных самолётах можно решить проблему утечек индивидуальными масками пилотов, то в гражданских самолётах, где много пассажиров, создают специальные автоматизированные системы поддержания атмосферного давления.

Рис. 3. График снижения атмосферного давления с высотой над уровнем моря (от 0 до 12) км.

Рис. 4. Диаграмма распределения температуры воздуха в 4-х слоях атмосферного столба:
тропосфера (до 11 км), стратосфера (от 11 до 47 км), мезосфера (от 47 до 80 км), термосфера (свыше 80 км).

3. Градация вакуума по глубине (технические уровни вакуума).

Существует несколько методик по разбивке всей возможной шкалы низкого давления на различные интервалы (отрезки). Самые распространенные – это академическая градация и индустриальная градация.

Академический основан на оценке плотности (степени разрежения) газов по характеру движения их молекул в объёмах путем соизмерения длин пробега молекул между их столкновениями друг с другом и со стенками сосудов, т.е. соизмерения т.н. длин свободного пробега. Чем больше средняя длина свободного пробега молекулы, тем лучше вакуум. Так, например, если молекула газа в объёме успевает пролететь от стенки к стенке не соударяясь с другими молекулами, то это показатель того, что в таком объёме достигнут сверхвысокий вакуум.

Так как мы специализируемся на поставках оборудования для промышленных применений, то рассмотрим в этой статье индустриальный подход к разбивке вакуума на 4 класса (интервала). Этот метод соответствует европейскому стандарту DIN 28400. Классы вакуума приведены в Таблице 2.

Таблица 2
Технические уровни вакуума ( classes ) Диапазон давлений ( pressure range )
ФОРВАКУУМ ( rough vacuum ) (от 1000 до 1) мбар абс.
СРЕДНИЙ ВАКУУМ ( fine vacuum ) (от 1 до 10 -3 ) мбар абс.
ВЫСОКИЙ ВАКУУМ ( high vacuum ) (от 10 -3 до 10 -7 ) мбар абс.
СВЕРХВЫСОКИЙ ВАКУУМ ( ultrahigh vacuum ) (10 -7 и ниже) мбар абс.

4. Базовые законы ФИЗИКИ ГАЗА и уравнение состояния идеального газа.

Закон Бойля-Мариотта.

Закон Бойля-Мариотта был установлен английским физиком Робертом Бойлем в 1662 г. и независимо от него французским ученым Эдмом Мариоттом в 1679 г. и звучит так:

Для данной массы газа при неизменной температуре произведение его давления p на объем V есть величина постоянная:

Этот закон также называется ЗАКОНОМ ИЗОТЕРМИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА.

при постепенном росте объёма определенного количества газа, чтобы сохранить его температуру неизменной, давление газа должно также постепенно снижаться.

Закон Гей-Люссака.

Закон, связывающий объем газа V и его температуру T, был установлен французским ученым Жозефом Гей-Люссаком в 1802 г.

Для данной массы газа при постоянном давлении отношение объёма газа к его температуре есть величина постоянная.

Этот закон еще называют ЗАКОНОМ ИЗОБАРНОГО ПРОЦЕССА.

при постепенном нагреве определенного количества газа, чтобы сохранить давление неизменным, газ должен также постепенно расширяться.

Закон Шарля.

Закон, связывающий давление газа p и его температуру T, установлен Жаком Шарлем в 1787 году.

Для данной массы газа в закрытом герметичном объёме давление газа всегда прямо пропорционально его температуре.

Этот закон еще называют ЗАКОНОМ ИЗОХОРОГО ПРОЦЕССА.

при постепенном нагреве определенного количества газа в закрытом объёме, также постепенно будет расти и его давление.

Уравнение состояния идеального газа.

Уравнение, позволяющее обобщить все три основных газовых закона термодинамики называется уравнением состояния идеального газа или уравнением Менделеева-Клапейрона. Оно дает взаимосвязь трёх важнейших макроскопических параметров, описывающих состояние идеального газа: давления p , объема V , температуры T ,- и имеет вид:

[ 5 ]

p ∗ V = Const = f, где f зависит от рода газа
T

или при записи в другом виде: [ 6 ]

p ∗ V = m ∗ R∗T
μ

p – давление газа, Па (Н/м 2 )

μ – молярная масса газа

R = 8,31 Дж/моль ∗ К – универсальная газовая постоянная,

T – температура газа, °К (градусы абсолютной шкалы Кельвина).

Под идеальным газом понимается газ, частицы которого являются не взаимодействующими на расстоянии материальными точками и испытывают абсолютно упругие соударения друг с другом и со стенками сосудов.

Важно понимать, что все газовые законы работают для фиксированной массы (количества) газа.

Законы эти хорошо работают для режимов вакуума и не приемлемы при очень высоких давлениях и температурах.

5. Конструктивные типы вакуумных насосов.

Если говорить об уровне вакуума и его использовании в промышленных и исследовательских целях, то:

— в массовой мировой промышленности очень широко применяют форвакуум и средний вакуум;

— в более редких высоких технологиях используют форвакуум, средний и высокий вакуум;

— в лабораториях и исследованиях можно встретить все классы вакуума, в т.ч. и сверхвысокий.

Для получения всех классов в промышленности применяют различные конструкции вакуумных насосов, основные типы которых приведены в Таблице 3.

Тип насоса

Конструктивный вид
(схема)

Диапазон рабочих давлений

Мембранный вакуумный насос:

— 1 ступень откачки
— 2 ступени откачки
— 3 ступени откачки
— 4 ступени откачки

Соответственно работа в диапазоне:

— от 100 мбар абс. до атмосферного давления
— от 10 мбар абс. до атмосферного давления
— от 2 мбар абс. до атмосферного давления
— от 0,5 мбар абс. до атмосферного давления

от 600 мбар абс. до атмосферного давления

от 400 мбар абс. до атмосферного давления

от 150 мбар абс. до атмосферного давления

Водокольцевой вакуумный насос

от 33 мбар абс. до атмосферного давления

Сухой кулачковый вакуумный насос

от 20 мбар абс. до атмосферного давления

Пластинчато-роторный вакуумный насос с рецикркуляционной смазкой

от 0,5 мбар абс. до атмосферного давления

Сухой спиральный вакуумный насос

от 0,01 мбар абс. до атмосферного давления

Сухой винтовой вакуумный насос

от 0,01 мбар абс. до атмосферного давления

2-х ступенчатый пластинчато-роторный вакуумный насос с масляной ванной

от 0,0005 мбар абс. до атмосферного давления

Сухой вакуумный насос Рутса (бустерный)

от 0,001 до 25 мбар абс.

— турбомолекулярные
— диффузионные паромасляные
— криогенные
— магниторазрядные
— сорбционные, ионные и гетероионные

от 10 -11 до 5 мбар абс.

В этом разделе основной акцент сделан на насосы для получения форвакуума, т.к. это самая востребованная ниша рынка вакуумного оборудования, и не только в России и странах СНГ, а и во всем мире.

Следует также знать, что высоковакуумные насосы не могут работать без вакуумных насосов фор- и среднего вакуума, т.к. они стартуют в работу только с пониженных давлений (как правило, со среднего вакуума) и выхлоп у них должен происходить в зону вакуума, иначе высокий и сверхвысокий вакуум недостижим. Т.о. форвакуумные насосы и насосы среднего вакуума востребованы во всех отраслях промышленности, высокотехнологичных сферах и в научных исследованиях.

Таблица 3

м 3 /час

м 3 /мин

л/мин

л/с

1 м 3 /час =

1.667·10 -2

1 м 3 /мин =

10 3

16.6667

1 л/мин =

610 -2

1•10 -3

1.667•10 -2

1л/с =

610 -2

Источник

Датчики для измерения вакуума

Давление, как правило, является следствием того, что молекулы в газе или жидкости воздействуют на окружающую среду? Обычно это стенки сосуда. Его величина зависит от силы ударов по определенной площади; отсюда появились такие единицы измерения: фунт силы на квадратный дюйм.

Соотношение между давлением (р), усилием (F) и площадью (А) определяется по формуле:

И эта формула работает при измерении вакуума (например космическое пространство) и при измерении избыточного (в гидравлических системах).Что же такое вакуум? Его определение не является точным, но обычно принято понимать, что давление ниже атмосферного. У него нет отдельных единиц измерения.

Другое определение различия между давлением и вакуумом — это отрасли, которые используют и производят оборудование для измерения вакуума и давления. В широком смысле, если сила на стенках вмещающего сосуда достаточна, чтобы позволить ее измерение непосредственно, мы имеем дело с измерением давления, но если сила слишком мала и должна быть косвенно выведена, мы находимся в области измерения вакуума.

Выберите датчик для измерения вакуума

Вакуумные насосы, компрессоры, вентиляторы

Источник

Единицы измерения производительности и давления вакуумных насосов

При подборе вакуумного насоса наши партнеры часто используют специфические единицы измерения производительности и остаточного давления насосов.

Так кому-то привычней оперировать литрами в секунду, кому-то кубическими метрами в час или минуту. Кто-то привык измерять давление в атмосферах, а кому-то привычней милливольты, Паскали или Бары.

Специалисты «СЛЭМЗ» составили таблицы основных показателей вакуумных насосов АВЗ, водокольцевых насосов ВВН, пластинчато-роторных НВР: производительность и предельное остаточное давление. Также вы найдете таблицу перевода самых популярных единиц измерения давления.

Производительность или быстродействие вакуумного насоса определяет допустимые объемы, в которых может создаваться паспортное разрежение. Неправильно подобранный по производительности агрегат будет перегреваться, разбрызгивать уплотняющую жидкость, заклинивать либо же просто работать неэффективно.

Остаточное давление принято измерять в Паскалях, Барах, миллиметрах ртутного столба и атмосферах. При работе с аналоговыми вакуумметрами используется условная шкала от нуля до «минус единицы»

Основные параметры АВЗ и НВЗ

Глубина вакуума Модель Быстродействие
Паскали Бары kgf/cm 2 мм. рт. ст. атмосферы м 3 /час м 3 /мин л/с л/мин
1,1 0.000011 0.000011 0.0083 0.000011 АВЗ-20Д (НВЗ-20) 72 1,2 20 1200
6,7 0.000067 0.000068 0,05 0.000068 АВЗ-63Д 227 3,783 63 3780
6,7 0.000067 0.000068 0,05 0.000068 АВЗ-90 324 5,4 90 5400
6,7 0.000067 0.000068 0,05 0.000068 АВЗ-125Д 450 7,5 125 7500
6,7 0.000067 0.000068 0,05 0.000068 АВЗ-180 648 10,8 180 10800

Производительность и остаточное давление ВВН

Единицы измерения вакуума Модель Быстродействие
Паскали Бары kgf/cm 2 мм. рт. ст. атмосферы м 3 /час м 3 /мин л/с л/мин
20000 0,2 0,2 200 0,2 ВВН1-0,75 45 0,75 12,5 750
40000 0,4 0,41 300 0,41 ВВН1-1,5 90 1,5 25 1500
40000 0,4 0,41 300 0,41 ВВН1-3 198 3,3 55 3300
40000 0,4 0,41 300 0,41 ВВН1-6 372 6,2 103,3 6198
40000 0,4 0,41 300 0,41 ВВН1-12 720 12 200 12000
40000 0,4 0,41 300 0,41 ВВН1-25 1500 25 416,6 24996
40000 0,4 0,41 300 0,41 ВВН2-50М 3000 50 833,3 49998

Быстродействие и глубина вакуумных насосов НВР

Давление вакуума в Модель Быстродействие
Паскали Бары kgf/cm2 мм. рт. ст атмосферы м3/час м3/мин л/с л/мин
1,1 0.000011 0.000011 0.0083 0.000011 3НВР-1Д (НВР-1,25) 4,5 0,075 1,25 75
6,7 0.000067 0.000068 0,05 0.000068 2НВР-5ДМ 19,6 0,3267 5,5 330
6,7 0.000067 0.000068 0,05 0.000068 НВР-16ДМ 60 1 16,6 996
6,7 0.000067 0.000068 0,05 0.000068 2НВР-90Д 90 1,5 25 1500

Таблица перевода единиц измерения вакуума (давления)

Таблица соответствия единиц измерения глубины вакуума помогает быстрее переводить паспортные показатели насосов в привычные Вам единицы измерения: Паскали в Бары, Атмосферы либо кгс/см 2

Единицы измерения глубины вакуума
Паскаль МПа Бар Атмосфера мм рт. ст. м. в.ст. кгс/см 2
Паскали, Па (Н/м 2 ) 1*10 -6 10 -5 9.87*10 -6 0.0075 10 -4 1.02*10 -5
Мегапаскали, МПа 1*10 6 10 9.87 7.5*10 3 102 10.2
Бары 105 0,1 0.987 750 10.197 1.0197
Атмосферы, АТМ 1.01*10 5 1.01* 10-1 1.013 759.9 10.332 1.03
Миллиметры ртутного столба 133.3 133.3*10 -6 1.33*10 3 1.32*10 -3 0.013 1.36*10 3
Метры водяного столба 10 4 10 -2 0.097 9.87*10 -2 75 0.102
Килограмм-сила на квадратный сантиметр, кгс/см 2 9.8*10 4 9.8*10 -2 0.98 0.97 735 10

Теперь вы можете подобрать вакуумный насос под специфику техпроцесса, оперируя производительностью и остаточным давлением в любых единицах измерения.

Если у вас остались вопросы, звоните — менеджеры СЛЭМЗ подробно расскажут об единицах измерения вакуума и помогут с выбором!

Источник

Единицы измерения вакуума таблица

8-812-989-01-72
8 — 812-989-04-49
info@vactron.org

Соотношения между физическими единицами измерения в вакуумной технике

Автоматический конвертер единиц измерения, наиболее часто используемых в вакуумной технике.

Для получения результата:
1) выберете единицу измерения
2) укажите исходную и искомую размерности
3) Введите значение исходной величины в экспоненциальной форме (в формате 1e-7, где 1 — мантисса, -7 — степень)

Для сравнения характеристик вакуумного оборудования отечественного и иностранного производства, для приведения в единому образцу представления параметров приборов и просто для создания порядка, размещены данные таблицы соответствий.

СООТНОШЕНИЯ РАЗЛИЧНЫХ ЕДИНИЦ ИЗМЕРЕНИЯ ПОТОКА ГАЗА

Единицы измерения

см 3 атм

с

см 3 атм / ч

лмм рт.ст. / с

лмкм рт.ст. / с

м 3 Па

с

см 3 атм

с

7,6 10 –1

см 3 атм / ч

2,78 10 –4

2,8 10 –5

лмм рт.ст. / с

4,74 10 3

1,33 10 –1

лмкм рт.ст. / с

1,32 10 –3

1,33 10 –4

м 3 Па

с

3,6 10 4

7,5 10 3

СООТНОШЕНИЯ МЕЖДУ ЕДИНИЦАМИ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ

Единицы измерения

Торр

М вод.ст.

Атм

Дин / см2

1 торр =1 мм рт.ст.

1,36 10 –3

1,33 10 3

1 м вод.ст.

9,68 10 –2

9,81 10 3

9,8 10 4

Техническая атмосфера

1 ат = 1 кгс / см 2

98,1 10 3

0,981 10 6

Физическая атмосфера

1 атм = 760 торр

1 паскаль =1 ньютон / м 2 = 1 Н / м 2

7,5 10 –3

1,02 10 –4

1,02 10 –5

9,87 10 –6

1 бар = 1 дин / см 2

0,75 10 –3

1,02 10 –5

1,02 10 –6

9,87 10 –7

СООТНОШЕНИЯ МЕЖДУ ЕДИНИЦАМИ ИЗМЕРЕНИЯ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ НАСОСОВ

Единицы измерения

м 3 /час

м 3 /мин

л/мин

л/сек

cfm

1 м 3 /час

1 м 3 /мин

1 л/мин

1 л/с

1 cfm (фут 3 /мин)

Курс обучения «Основы течеискания и вакуумной техники» 20 – 22 апреля 2021 года

Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» имени В. И. Ульянова и ООО «ВАКТРОН» приглашают сотрудников предприятий принять участие в курсе повышения квалификации «Основы течеискания и вакуумной техники».

Программа является подготовительным курсом к аттестации персонала в области контроля герметичности по требованиям РОСТЕХНАДЗОР (СДАНК-01-2020, СДАНК-02-2020) и РОСАТОМ ГОСТ Р 50.05.01-2018, ГОСТ Р 50.05.11-2018.

По результатам обучения сотрудник получает удостоверение о повышении квалификации государственного образца по университетской программе дополнительного профессионального образования. Курс проводится согласно лицензии на образовательную деятельность №1103.

Курс на практике подготовит к квалифицированной эксплуатации и обслуживанию современного вакуумного оборудования.

Занятия будут проходить в очной форме в отеле «Новый Петергоф», Санкт-Петербург, Петергоф, Санкт-Петербургский проспект, 34. Для слушателей семинара действуют специальные цены на бронирование номеров. Мест в группе – 15. Необходима предварительная регистрация. Регистрация участников: 8 (812) 989-01-72, Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Актуальная информация в телеграм ВАКТРОН.

Источник

Единицы измерения давления и производительности

Непосвященному человеку довольно легко запутаться в изобилии существующих сегодня единиц измерения давления, усугубляемым использованием относительной и абсолютной шкал. Поэтому мы сочли необходимым привести здесь помимо таблицы соответствий несколько определений и практических советов, которые, на наш взгляд, должны помочь неискушенному заказчику правильно определиться с выбором нужного ему насоса или компрессора.

Прежде всего, разберемся с абсолютный и относительным давлением.

Абсолютное давление — это давление, измеренное относительно абсолютного нуля давлений или, иначе говоря, абсолютного вакуума.

Относительное давление (в компрессорной технике- избыточное) — это давление, измеренное относительно земной атмосферы.

То есть, если мы используем в качестве единицы измерения кгс/см 2 (технические атмосферы), то абсолютный вакуум будет соответствовать нулю по абсолютной шкале и минус единице по относительной, тогда как атмосферное давление будет соответствовать единице по абсолютной шкале и нулю по относительной. Для компрессоров все проще — избыточное давление будет всегда на 1 атмосферу меньше абсолютного.

Значения предельных остаточных давлений насосов на нашем сайте приведены по большей части в абсолютных миллибарах, поскольку именно эта единица давления получила наибольшее распространение среди западных производителей вакуумной техники. Но поскольку на территории бывшего СССР очень часто в качестве вакуумметров используются трубки Бурдона, показывающие относительное давление в технических атмосферах (ат. или кгс/см 2 ), чаще всего наши заказчики сталкиваются с необходимостью перевода относительных технических атмосфер в абсолютные миллибары и наоборот. Для этого используйте формулу:

например: -0.95 ат.отн.=(1-0.95)*1000=50 мбар абс.

Для перевода миллибар в Торры (мм. рт. ст.) или Паскали, запомните соотношение:

Источник

Единицы измерения вакуума таблица

Таблица перевода единиц измерения давления

avacuum.ru

атм.

Бар

мбар

Па

мм.рт.ст.

psi

ат. (кгс/см 2 )

дюймов рт. столба

1 атм. =

101325

1 Бар =

9.87•1 -1

10 3

10 5

7.5•10 2

1 мбар =

9.87•10 -4

10 -3

10 2

7.5•10 -1

1.45•10 -2

1.02•10 -3

2.95•10 -2

1 Па =

9.87•10 -6

10 -5

10 -2

7.5•10 -3

1.45•10 -4

1.02•10 -5

2.95•10 -4

1 мм.рт.ст.=

1.32•10 -3

1.33 -3

1.33•10 2

1.93•10 -2

1.36•10 -3

3.94•10 -2

1 psi =

6.8•10 -2

6.9•10 -2

6.9•10 3

7.03•10 -2

1 ат. (кгс/см 2 ) =

9.68•10 -1

9.8•10 -1

9.8•10 2

9.8•10 4

7.36•10 2

1 дюйм рт. cтолба =

3.3•10 -2

3.39•10 -2

3.386•10 3

3.45•10 -2

Таблица перевода единиц быстроты откачки

avacuum.ru

Производитель Agilent Technologies
Страна-изготовитель Италия
Тип датчика Термопарный
Верхний предел измеренией, мбар 1000(Атмосфера)
Нижний предел измеренией, мбар 10^(-4)
Время отклика, с 0.03

Производитель Agilent Technologies
Страна-изготовитель Италия
Тип датчика Емкостной
Верхний предел измеренией, мбар 1000(Атмосфера)
Нижний предел измеренией, мбар 1
Время отклика, с 0.03

Производитель Ilmvac
Страна-изготовитель Германия
Тип датчика Емкостной
Верхний предел измеренией, мбар 1000
Нижний предел измеренией, мбар 1
Время отклика, с 0.02

Производитель Ilmvac
Страна-изготовитель Германия
Тип датчика Комбинированный широкодиапазонный
Верхний предел измеренией, мбар 1000
Нижний предел измеренией, мбар 10^(-3)
Время отклика, с 0.02

Производитель Agilent Technologies
Страна-изготовитель Италия
Тип датчика Комбинированный широкодиапазонный
Верхний предел измеренией, мбар 1000(Атмосфера)
Нижний предел измеренией, мбар 10^(-9)
Время отклика, с 0.01

Производитель Agilent Technologies
Страна-изготовитель Италия
Тип датчика Комбинированный широкодиапазонный
Верхний предел измеренией, мбар 1000(Атмосфера)
Нижний предел измеренией, мбар 10^(-10)
Время отклика, с 0.01

Производитель Agilent Technologies
Страна-изготовитель Италия
Тип датчика Комбинированный широкодиапазонный
Верхний предел измеренией, мбар 1000(Атмосфера)
Нижний предел измеренией, мбар 5*10^(-5)
Время отклика, с 0.01

Производитель Ilmvac
Страна-изготовитель Германия
Тип датчика Комбинированный широкодиапазонный
Верхний предел измеренией, мбар 1000(Атмосфера)
Нижний предел измеренией, мбар 10^(-10)
Время отклика, с 0.2

Производитель Ilmvac
Страна-изготовитель Германия
Тип датчика Комбинированный широкодиапазонный
Верхний предел измеренией, мбар 1000(Атмосфера)
Нижний предел измеренией, мбар 10^(-8)
Время отклика, с 0.1

Абсолютное и относительное измерение вакуума

Давления, измеренные на шкале, которая использует нулевое значение в качестве опорной точки, называются абсолютными давлениями. Атмосферное давление на поверхности Земли изменяется, но составляет приблизительно 10 5 Па (1000 мбар). Это абсолютное давление, потому что оно выражается в отношении нулевого.

Датчик предназначенный для измерения давления, выраженного в отношении атмосферного давления, и, таким образом, показывающий ноль, когда его измерительный порт содержит молекулы при атмосферном давлении. Измерения проводимые таким датчиком известны как измерение давления в относительном режиме. Таким образом, разница между значением абсолютного давления и значением избыточного является переменным значением атмосферного:

Абсолютное = избыточное + атмосферное.

Чтобы избежать серьезных ошибок, важно знать какой режим измерения вакуума используется: абсолютный или относительный. Обратите внимание, что эталонная линия для измерений калибровочной моды не является прямой, что иллюстрирует изменчивость атмосферного давления.

Единицы измерения вакуума и давления

К сожалению, в измерениях вакуума и давления существует множество единиц, что создает значительные проблемы как для новичков, так и для опытных специалистов. К счастью, жизнь становится легче, так как устаревшие и плохо определенные единицы исчезают в пользу единицы измерения СИ.

Многие старые единицы имеют очевидное практическое и историческое происхождение; Например, дюйм воды был единицей, используемой, когда давление измерялось водяным столбом, верхняя поверхность которого была видна на дюймовой шкале. Первоначально точность измерений вакуума, требуемая для таких систем, соответствовала довольно грубым методам измерения вакуума, и никто не беспокоился, была ли вода горячей или холодной. По мере роста технологических потребностей возникла потребность в более последовательных измерениях. Математические модели измерительных приборов были значительно усовершенствованы. Например, в одной традиционной схеме измерения вакуума ртутного барометра было принято для дифференциальных разложений между ртутью в колонне, стеклом, из которого изготовлена колонна, латунью, из которой изготовлена шкала, и стальным резервуаром. Однако даже с уточненными определениями и связанной с ними математикой многие традиционные единицы не могут использоваться в рамках современных технологий.

Единица измерения СИ

Единица измерения СИ — это паскаль, сокращенно обозначаемый Па, имя дано давлению одного ньютона на квадратный метр (Н/м 2 ). В то время как легко визуализировать один квадратный метр, один ньютон сложнее, но он примерно равен нисходящей силе, действующей на руку, когда держит маленькое яблоко (если держатель стоит на поверхности земли!) Что касается повседневной жизни, один паскаль представляет собой очень небольшую величину, при этом атмосферное составляет примерно 100 000 Па. На дне кастрюли, наполненной водой, давление из-за глубины воды будет примерно на 1000 Па больше, чем на поверхности воды. Чтобы избежать использования громоздких чисел, кратным 103 и 0,001 назначаются префиксы, так что, например, 100 000 Па (105 Па) могут быть записаны как 100 кПа или 0,1 МПа.

Единицы измерения вакуума и конвертация

Взаимоотношения между паскалем и некоторыми другими единицами показаны в таблице, но обратите внимание, что не все могут быть или могут быть точно выражены. Надстрочные римские цифры в таблице относятся к примечаниям, которые следуют за ней.

1 x 10 5 (примерно)

Дюйм водяного столба

101 325/760 (примерно)

98 066.5 (примерно)

Методы измерения вакуума

В приборах для измерения вакуума используется ряд совершенно разных принципов. Некоторые из них имеют фундаментальный характер, например, измерение высоты столба жидкости с известной плотностью. Одним из таких примеров является ртутный барометр, в котором атмосферное давление может быть уравновешено столбом ртути. Расширение этой идеи для использования при высоких давлениях — использование металлических гирь, действующих над известной площадью, чтобы обеспечить силу, а не вес жидкости.

Часто вакуум может быть определено путем измерения механической деформации чувствительного элемента, который подвергается упругой деформации, когда изменяется разность давлений на его поверхностях. Механический прогиб может быть реализован и воспринят несколькими способами. Одним из наиболее распространенных типов движущихся механических элементов является эластичная диафрагма. Другим примером является труба Бурдона, где внутреннее давление вынуждает выпрямляться изогнутую трубку.

Такая механическая деформация может быть обнаружена несколькими способами: серией механических рычагов для непосредственного отображения деформации, измерения сопротивления в тензодатчике, измерения емкости, изменения частоты резонирующего элемента при растяжении или сжатии и т. д.

Когда вакуума глубокий и поэтому механическое отклонение слишком мало для измерения вакуума, используются косвенные средства, которые измеряют физические свойства, такие как теплопроводность, ионизация или вязкость, которые зависят от плотности числа молекул.

Один из самых ранних методов измерения вакуума, и все еще один из самых точных сегодня, состоит в том, что столб жидкости способен вытеснять жидкость из трубы.

Манометр, показанный на рисунке, представляет собой, по существу, заполненную жидкостью U-образную трубку, где вертикальное разделение поверхностей жидкости дает измерение разности давлений. На уровне нулевой точки d; давление L, обеспечивается жидкостью над ней, плюс давление p2 в верхней части трубки. В равновесии колонка поддерживается восходящим давлением p1, которое передается через жидкость из другой конечности.

Давление p1 на нижней поверхности жидкости определяется как:

Где h — вертикальная высота столбца жидкости выше уровня нулевой точки,P Плотность жидкости, g — локальное значение ускорения силы тяжести. Если верхняя труба соединена с атмосферой (р2 = атмосферное давление), то р1 является калибровочным давлением; Если верхняя труба вакуумирована (т. Е. Р2 = ноль), то р1 является абсолютным давлением и прибор становится барометром.

Ртуть, вода и масло используются в различных конструкциях манометра, хотя для барометрических целей всегда используется ртуть; Его плотность более чем в 13 раз превышает плотность воды или масла, и поэтому требуется гораздо более короткая колонна. Около 0,75 м при измерении атмосферного давления. Плотность ртути также значительно более стабильна, чем плотность других жидкостей.

Измерение вакуума путём деформации упругого элемента.

Когда давление приложено к деформирующему элементу, он будет двигаться. Для создания датчика давления перемещение должно быть достаточно маленьким, чтобы оставаться в пределе упругости материала, но достаточно большим, чтобы быть обнаруженным с достаточным разрешением. Поэтому при более низком давлении используются тонкие гибкие компоненты, а при более высоких давлениях — более жесткие. Существует несколько методов, используемых для определения степени отклонения. Они варьируются от механического усиления, производя видимое отклонение указателя до электронных методов обнаружения.

Перечисленные ниже инструменты включают не все типы, а те, которые обычно широко используются в промышленности.

Мембрана, прикрепленная к жесткому основанию, будет подвергаться воздействию силы, если между каждой стороной существует разница в давлении. Диафрагмы проще производить круглыми, но возможны и другие формы. Разность вызовет отклонение диафрагмы с максимальным отклонением в центре, и это отклонение можно измерить с помощью различных механических и электронных датчиков. Поскольку центр отклоняется, поверхность диафрагмы также напряжена и может показать, с одной стороны, сжимающие напряжения вокруг внешней кромки и растягивающие напряжения вокруг центральной части диафрагмы. Эта конфигурация напряжений может быть обнаружена с помощью тензодатчиков, и из этой информации можно рассчитать вакуум.

Капсулы. По существу капсулы изготавливаются из пары диафрагм, соединенных по их внешним краям. У одного будет центральная арматура, через которую поступает давление, а перемещение центра другой диафрагмы относительно первого определяется датчиком некоторого типа. Ясно, что действие двух диафрагм, действующих последовательно, должно удвоить отклонение.

Сильфоны. Не существует четкого различия между сильфоном и капсулами, но сильфоны обычно имеют несколько секций, последовательно уложенных друг в друга, и, как правило, гофры малы по сравнению с диаметром. Сильфоны могут быть свернуты из трубы, образованы под давлением или образованы из сварных элементов.

Существуют различные конструкции, но типичной формой является закрытая труба с овальным поперечным сечением, изогнутая вдоль ее длины. Когда трубка находится под давлением, на стремится выпрямиться, и датчик обнаруживает это движение. Они могут быть сконструированы для работы в широком диапазоне, а также в манометрическом, абсолютном и дифференциальном режимах. Доступны простые «C» — образные, спиральные и спиральные типы. Электронное обнаружение движения конца обычно используется с кварцевыми спиральными устройствами.

Измерения вакуума путём измерения теплопроводности

Для измерения вакуума можно использовать передачу энергии от горячей проволоки через газ. Тепло переносится в газе путем молекулярных столкновений с проволокой, т.е. теплопроводностью, а скорость передачи тепла зависит от теплопроводности газа. Таким образом, точность этих приборов имеет сильную зависимость от состава газа. В области глубокого вакуума, где имеется молекулярный поток (число Кнудсена больше 3, где число Кнудсена = длина свободного пробега / характерный размер системы), теплопередача пропорциональна вакууму. Когда число молекул увеличивается, газ становится более плотным, и молекулы начинают сталкиваться друг с другом чаще. В этой так называемой переходной области потока (или потока скольжения, 0,01 -3 мбар), прямые методы измерения вакуума с помощью таких средств, как отклонение диафрагмы или измерение свойств газа, таких как теплопроводность, уже не могут быть легко применимы , Поэтому необходимо прибегнуть к методам, которые в основном подсчитывают количество присутствующих молекул газа, т. е. измеряет плотность, а не вакуум. Из кинетической теории газов для данного газа с известной температурой Т давление р непосредственно связано с плотностью числа n через уравнение (в пределе идеального газа):

Где с — постоянная. Одним из наиболее удобных методов измерения плотности числа является использование некоторой методики ионизации молекул газа и последующего сбора ионов. В большинстве практических вакуумных датчиков для осуществления ионизации используются электроны с умеренной энергией (50 эВ до 150 эВ). Результирующий ионный ток напрямую связан с вакуумом и, таким образом, может быть выполнена калибровка. Последнее утверждение верно только в отношении конечного диапазона давлений, который определит рабочий диапазон прибора. Верхний предел давления будет достигнут, когда плотность газа будет достаточно большой, что при создании иона имеет значительную вероятность взаимодействия с молекулами нейтрального газа или свободными электронами в газе, так что ион сам нейтрализуется и не может достичь коллектора, для практических целей в типичных лабораторных системах или промышленных установках это можно принять за 0,1 Па (10 -3 мбар).

Нижний предел вакуума манометра будет достигнут, когда электрический ток утечки в измерительной головке или измерительной электронике станет сравнимым с измеряемым ионным током или когда другой физический эффект (например, влияние посторонних рентгеновских лучей) вызовет появление токов этого величина. Для большинства датчиков, описанных в Руководстве, эти пределы лежат ниже 10 -6 Па (10 -8 мбар).

Основным калибровочным уравнением для ионизационной калибровки является:

Ic — ионный ток K — постоянная, содержащая вероятность ионизации молекулы газа какими бы то ни было средствами и вероятность сбора результирующего иона n — плотность числа молекул газа Ie — ток ионизирующего электрона.

Вероятность ионизации молекулы газа будет зависеть от множества факторов, и поэтому ионизационный датчик будет иметь разные значения чувствительности для разных видов газа. Большинство практических вакуумных датчиков используют электронное воздействие для ионизации молекул газа, и это может быть достигнуто просто «кипящими» электронами от нити накаленной проволоки и притягивающей их к какому-то электронному коллектору. Затем ионы притягиваются к коллектору. К сожалению, вероятность ионизации молекулы газа электроном настолько мала за один проход в калибровке нормальных размеров, что необходимо увеличить длину пробега электронов и тем самым увеличить вероятность того, что какой-либо один электрон создает ион.

Широко используются два метода. В калибровочном ионизационном датчике горячего катода электроны, полученные в горячей нити накала, притягиваются к сетке, изготовленной из очень тонкой проволоки и при положительном электрическом потенциале. Поскольку сетка открыта, есть очень большая вероятность того, что электрон пройдет через сетку и не ударит провод. Если сетка окружена экраном с отрицательным электрическим потенциалом, электрон будет отражен этим экраном и будет притягиваться обратно к сетке. Этот процесс может происходить много раз, прежде чем электрон окончательно попадает в сетку . В результате очень длинные траектории электронов могут быть достигнуты в небольшом объеме. В противоположность этому, ионы притягиваются непосредственно в коллектор.

Ионизационная лампа с холодным катодом обходится без горячей нити и использует комбинацию электрических и магнитных полей. Любой электрон будет вращаться вокруг магнитных силовых линий до того, как он, в конечном счете, будет собран на положительно заряженном аноде. Фактически, длина пути будет такой большой, а вероятность ионизации настолько велика, что после запуска будет создан самоподдерживающийся газовый разряд, при условии, что ионы будут быстро вытесняться из области разряда ионным коллектором.

Выбор устройства для измерения вакуума

Прежде чем выбрать прибор для измерения вакуума и определить подходящего поставщика, важно установить критерии отбора. Они будут включать множество факторов, и этот раздел призван помочь потенциальному пользователю сделать выбор.

Источник

Читайте также:  Как называется прибор для измерения толщины краски авто

Сравнить или измерить © 2021
Внимание! Информация, опубликованная на сайте, носит исключительно ознакомительный характер и не является рекомендацией к применению.