Давление и единицы его измерения

Свойства воздуха

Введение

Предмет «Пневматическое оборудование вагонов метрополитена» изучает конструкцию, принцип работы, характерные неисправности, нормы регулировки, техническое обслуживание, а так же взаимодействие между собой пневматических приборов и аппаратов, используемых на вагонах метрополитена.

Пневматикой называется раздел техники, объединяющий систему механизмов, при работе которых используется энергия сжатых газов. В пневматическом оборудовании вагонов метрополитена, в качестве рабочего тела применяется сжатый воздух. Воздух является смесью газов: азота (около 78%), кислорода (около 21%), инертных газов, углекислого газа, метана. Также в воздухе присутствует водяной пар.

Основным свойством воздуха, которое используется при работе пневматического оборудования, является его способность к сжатию и стремление к расширению с совершением полезной работы в результате образовавшегося давления. Жидкости, в отличие от газов, практически несжимаемы и принципы работы устройств гидравлики несколько иные. Именно энергия аккумулированного сжатого воздуха и выполняет ту или иную полезную работу в пневматических устройствах, что обеспечивает функционирование различных узлов как на отдельно взятом вагоне, так и на составе в целом.

Для работы пневматических устройств важным свойством газа как рабочего тела является то, что газ передает производимое на него поверхностными силами внешнее давление по всем направлениям без изменения (закон Паскаля).

Так же, в данном случае следует учесть свойство газов увеличивать свою температуру при быстром сжатии (увеличении давления) и понижать при резком разрежении (понижении давления).

Принцип работы всех пневматических устройств основан на возникающей разности давлений воздуха в рабочих камерах или полостях определенного узла и устройства, вызывающая механическое воздействие на другой узел или на все пневматическое устройство в целом.

Давление представляет собой физическую величину, измеряемую отношением силы, действующей на поверхности взаимодействия между телами к площади этой поверхности (если по данной поверхности сила распределена равномерно).

P=F/S

В системе СИ за единицу давления принято давление, вызываемое силой 1 Н, равномерно распределенной по перпендикулярной к ней поверхности площадью 1 м². Эту единицу давления называют паскаль (Па).

1 Па = 1 Н/м²

Единица давления Па (паскаль) применяется, главным образом, в научной среде. В технике и быту общепринятыми единицами измерения давления, являются физическая атмосфера (атм), техническая атмосфера (ат.) и миллиметры ртутного столба (мм. рт. ст.)

Физическая атмосфера (ат.) — внесистемная единица измерения давления, равная нормальному атмосферному давлению на уровне Балтийского моря, то есть давлению, уравновешиваемому столбом ртути высотой 760 мм при температуре 0° С. Иногда физическую атмосферу называют нормальной атмосферой. Численно атмосферное давление равно отношению веса столба воздуха над предметом к вертикальной проекции площади этого предмета. 1 ат. = 1,033 кгс/см². Следует помнить, что 1 килограмм - сила (кгс) равен приблизительно 9,81 Н, таким образом нормальное атмосферное давление 101 325 Па равно 1,0332 кгс/см².

Техническая атмосфера (ат) — единица измерения давления, относящаяся к системе единиц измерений МКГСС и равна давлению, производимому силой в 1 кгс, равномерно распределенной по плоской поверхности площадью в 1см².

Для справки приведем соотношения между различными единицами давления:

1 ат = 1,033 кгс/см² = 760 мм рт. ст. = 101325 Па

1 атм = 1 кгс/см² = 735,66 мм рт. ст. = 98066 Па

В инженерной пневматике наиболее распространенной единицей измерения давления является именно техническая атмосфера.

Дата добавления: 2015-04-24