Давление является важнейшим параметром, характеризующим протекание технологических процессов в различных отраслях промышленности. Согласно молекулярно-кинетической теории материи под давлением понимается сила, с которой молекулы вещества в термодинамической системе воздействуют на единицу ограничивающей ее поверхности. При этом предполагается, что движение молекул равновероятно во всех направлениях.
При определении давления принято различать давление абсолютное, атмосферное, избыточное и вакуумметрическое.
Абсолютное давление (ра) – это давление внутри какой-либо системы, под которым находится газ, пар или жидкость, отсчитываемое от абсолютного нуля.
Атмосферное давление (рв) создается массой воздушного столба земной атмосферы. Оно имеет переменную величину, зависящую от высоты местности над уровнем моря, географической широты и метеорологических условий.
Избыточное давление определяется разностью между абсолютным давлением (ра) и атмосферным давлением (рв):
ризб=ра - рв
Под вакуумом (разряжением) понимают такое состояние газа, при котором его давление меньше атмосферного. Количественно вакуумметрическое давление определяется разностью между атмосферным давлением и абсолютным давлением внутри вакуумной системы:
рвак=рв - ра
За единицу давления в Международной системе единиц СИ принято давление, называемое Паскалем (Па). Паскаль связан с широко применяющимися единицами, следующими соотношениями:
1 кгс/см2=735,563 мм рт. ст.=104 мм вод. ст.=9,80665*104Па.
При измерении давления в движущихся средах под понятием давления понимают статическое и динамическое давление.
Статическое давление – это давление, зависящее от запаса потенциальной энергии газовой и жидкостной среды; определяется статическим напором. Оно может быть избыточным или вакуумметрическим, в частном случае может быть равно атмосферному.
Динамическое давление - это давление, обусловленное скоростью движения потока газа или жидкости. Определяется оно через скоростной (динамический) напор по следующей формуле:
Рд=ρn2/2,
Где рд – динамическое давление; ρ – плотность движущегося вещества; n - скорость движущегося потока.
Полное давление (рп) движущейся среды слагается из статического (рст) и динамического (рд) давлений:
рп= рст+ рд
Измерение расхода и количества жидкостей, газа или пара является важным звеном в оперативном контроле, регулировании и управлении технологическими процессами в промышленности.
Количество вещества, проходящего через поперечное сечение трубопровода в единицу времени, измеряется объемным Qо или массовым Qм показателями (расходом), выражаемыми в м3/ч, м3/с, л/с или кг/с, кг/ч, т/ч соответственно. Допускаются единицы, выраженные отношением объема или массы к минуте: м3/мин, кг/мин и т.д.
Количество вещества, проходящего через поперечное сечение трубопровода за определенный промежуток времени, измеряется показателями количества в единицах объема Gо (м3, л) или единицах массы Gм (т, кг).
Выражения для определения мгновенного расхода жидкости или газа следующие:
V=Sv
Q= ρSv
Где V – объемный расход; q – массовый расход; ρ – плотность вещества; S – поперечное сечение трубопровода; v – скорость перемещения вещества.
Из выражений следует, что измерение расхода жидкости или газа можно свести к измерению ρ, S и v. Во многих случаях ρ или S остаются постоянными, тогда измерение расхода можно свести к измерению скорости при постоянной площади или наоборот.