تفاوت فشار مطلق و فشار نسبی

فشار (Pressure)، یکی از مهمترین پارامترهای فرآیندی است که به صورت نیروی وارد شده بر واحد سطح بیان می شود. به عبارت دیگر فشار یک کمیت اسکالر است و نقش مهمی در درک رفتار سیال، محاسبه نیروهای وارد بر سازه ها، طراحی مخازن تحت فشار و توصیف شرایط جوی ایفا می کند.

انواع مختلفی از اندازه گیری فشار نظیر فشار مطلق (Absolute Pressure)، فشار نسبی (Gauge Pressure) و فشار تفاضلی (Differential Pressure) وجود دارد. همچنین دو فشار به عنوان مرجع، فشار اتمسفر و فشار صفر مطلق در نظر گرفته می شود. فشار اتمسفر در سطح دریا 1.013 بار (14.7 psi) است و فشار صفر مطلق از نظر تئوری یک خلاء کامل است.

با استفاده از عبارت ریاضی در تصویر زیر فشار محاسبه می گردد:

در رابطه فوق A سطح مقطع، F نیروی وارد سده بر سطح و P فشار است. فشار بر حسب واحدهایی مانند پاسکال (Pa)، پوند بر اینچ مربع (psi)، بار یا اتمسفر (atm) اندازه‌ گیری می‌ شود.

نیرو (F) مقدار نیروی عمودی است که به سطح اعمال می شود که معمولاً بر حسب واحد نیوتن (N) یا پوند (پوند) اندازه گیری می شود. مساحت (A) به سطحی اطلاق می شود که نیرو بر روی آن اعمال می شود که معمولاً برحسب متر مربع (m²) یا اینچ مربع (in²) اندازه گیری می شود.

ساده ترین روش برای توضیح تفاوت بین این دو فشار این است که فشار مطلق از صفر مطلق یا خلاء استفاده می کند. اما فشار گیج نسبت به فشار اتمسفر اندازه گیری می شود. همچنین به دلیل فشار اتمسفر متغیر، اندازه گیری فشار گیج یا نسبی دقیق نمی باشد.

تفاوت های زیادی بین دو فشار نسبی و مطلق وجود دارد و تأثیرات قابل توجهی در اندازه گیری آنها خواهد داشت. در این مقاله به بررسی تفاوت های فشار مطلق و فشار نسبی یا گیج خواهیم پرداخت:

فشار مطلق چیست؟

فشار مطلق (Absolute Pressure)  از فشار صفر مطلق (absolute vacuum) به عنوان مرجع استفاده می کند بنابراین نمی تواند مقدار منفی داشته باشد. با توجه به فرمول زیر فشار مطلق مجموع فشار گیج و فشار اتمسفر است:

P Abs = P gauge + P atm

برخلاف فشار گیج یا نسبی که فشار اندازه گیری شده را با فشار اتمسفر مقایسه می کند، فشار مطلق نشان دهنده مقدار فشار واقعی از فشار صفر مطلق است. با توجه به مستقل بودن فشار مطلق از فشار اتمسفر، تحت تاثیر عوامل خارجی قرار نمی گیرد.

واحدهای رایج اندازه گیری فشار مطلق شامل پاسکال (Pa)، بار، پوند بر اینچ مربع (psi)، اتمسفر (atm) می شود. این واحدها نشان دهنده مقدار فشار نسبت به مرجع فشار خلاء یا صفر مطلق هستند.

فشار مطلق در کاربردهای مختلف مانند فرآیندهای صنعتی، دینامیک سیالات، پیش بینی آب و هوا و محاسبات مهندسی بسیار مهم است. این روش یک اندازه گیری اساسی از فشار کل اعمال شده توسط یک سیال، مستقل از فشار اتمسفر اطراف را فراهم می کند.

فشار گیج چیست؟

 فشار گیج یا نسبی (Gauge Pressure)  بر حسب فشار اتمسفر محیط اندازه گیری می شود. تغییرات فشار اتمسفر به دلیل شرایط آب و هوایی یا ارتفاع به طور مستقیم بر خروجی سنسور فشار نسبی تأثیر می گذارد.

فشار گیج بالاتر از فشار محیط به عنوان فشار مثبت شناخته می شود. اما اگر فشار اندازه گیری شده کمتر از فشار اتمسفر باشد به آن فشار منفی یا گیج خلاء می گویند. رابطه فشار نسبی به صورت زیر تعریف می شود:

P gauge = P abs – P atm

 

 فشار نسبی به طور کلی هنگامی به کار می رود که می‌ خواهید فشاری را که تحت تأثیر تغییرات فشار اتمسفر است مانند سطح مایع در یک مخزن باز را اندازه‌گیری نمایید. اما اگر می خواهید فشارهایی را اندازه گیری کنید که تحت تأثیر تغییرات فشار اتمسفر نیستند می توانید از یک گیج فشار مطلق استفاده کنید.

فشار تفاضلی چیست؟

فشار تفاضلی (Differential pressure – DP) اختلاف فشار بین دو نقطه فشار است. اختلاف فشار  اغلب برای اندازه گیری افت فشار در یک تجهیز مانند فیلتر، شیر یا فلومتر استفاده می شود. 

P =P2-P1∆

واحد اندازه گیری فشار دیفرانسیل به کاربرد خاص و محدوده فشاری که اندازه گیری می شود بستگی دارد. واحدهای رایج شامل پاسکال (Pa)، پوند بر اینچ مربع (psi)، بار یا سایر واحدهای فشار است.

اندازه گیری اختلاف فشار به طور گسترده ای در صنایع و کاربردهای مختلف استفاده می شود. آنها در سیستم های تهویه مطبوع، کنترل فرآیند، دینامیک سیالات، سیستم های فیلتراسیون و بسیاری از موارد دیگر که اختلاف فشار بین دو نقطه نیاز به نظارت یا کنترل دارد،به کار می روند.

تجهیز صنعت یکی از بزرگترین تامین کنندگان و واردکنندگان انواع تجهیزات ابزار دقیق و پایپینگ است. این فروشگاه بزرگ انواع تجهیزات اندازه گیری فشار مطلق و نسبی را با بهترین کیفیت از برندهای مختلف به فروش می رساند. جهت کسب اطلاعات بیشتر در مورد خرید و استعلام قیمت با کارشناسان فنی و فروش ما در ارتباط باشید.