1. 什么是压力?
压力被定义为一种流体对其周围环境所施加的力。压力P是力对面积区域A的函数 P = F/A
一个装满气体的容器里含有无数的原子和分子,这些原子和分子不断地在其墙上碰撞。压强是容器壁上的这些原子和分子碰撞的平均力。此外,压力并不一定要沿容器壁测量,也是可以以每一个平面上的单位面积来测量。举个例子,气压就是空气压在地球上的重量的函数。因此,当海拔增加时,压力就会减小。同样地,当潜水员或潜艇潜入海洋深处时,压力也会增加。
头压测量
压力国际单位制是帕斯卡(N / m2),但其他常见的单位压力包括磅每平方英寸(PSI),大气(atm)、bar、英寸的水银(in Hg),毫米汞(mm Hg)。
压力测量可以被描述为静态的或动态的。在没有运动的情况下,压力被称为静态压力。静态压力的例子包括气球内部空气的压力或盆地内水的压力。通常情况下,流体的运动会改变对周围环境的作用力。这种压力测量被称为动态压力测量。例如,气球或水盆底部的压力会随着空气从气球中释放出来,或者从盆里流出来而变化。
头压(或压力头)测量液体在容器或管道中的静压力。头压,P,是液体的高度,h,和重量密度,w,的一个函数,如下面的图1所示的液体中。
力将是潜水者的深度乘以海洋的重量(每立方英尺64磅)。一名潜水员在33英尺深的海水中潜水,每平方英尺就会有2112磅的水。这就变成了14.7 PSI。有趣的是,海平面的大气压力也是14.7 PSI或1atm。因此,33英尺的水产生的压力和5英里的空气一样多!戴水肺的潜水员深海33英尺将承受水的重量压力和空气压力合并后的压强,那将是29.4 PSI或2 atm。
压力测量可以通过执行的测量类型来进一步表示。有三种类型的压力测量:绝压、表压和差压。压力测量是相对于真空测量(图2)。通常,缩写PAA(帕斯卡绝压)或PSIA(磅每平方英寸绝压)是用来描述压力。
表压测量是相对于环境大气压力。类似于压力,缩写PAG(帕斯卡表压)或PSIG(磅每平方英寸表压)是用来描述表压。
差压和表压相似,但是相对于环境大气压力测量,差压测量是对一个特定的参考压力。同时,缩写PAD(帕斯卡差压)或PSID(磅每平方英寸差压)是用来描述压差。