فشار و یکاهای اندازه گیری
فشار چیست؟
به مقدار نیروی عمودی وارد شده بر واحد سطح یک جسم فشار می‌گویند. بر این اساس میزان فشار وارده بر یک سطح، از تقسیم مقدار نیروی وارده بر مساحت سطح مشخص می‌شود.
در دستگاه بین المللی SI ، “پاسکال” یکی از واحدهای اصلی اندازه گیری فشار است.
یک پاسکال فشاری است که توسط نیرویی به بزرگی یک نیوتن به صورت عمود بر سطحی به مساحت یک متر مربع اعمال می شود.
از دیگر واحدهای اندازه گیری فشار می‌توان به اتمسفر (Atm)، میلی متر جیوه(mmHG) ، بار (bar) و پی اس آی (Psi) اشاره نمود.
اتمسفر(Atm) : واحدی است که معمولا برای اندازه گیری فشار هوا استفاده می شود.
یک اتمسفر با فشار ناشی از یک ستون آب به ارتفاع ۱۰ متر برابر است. یک اتمسفر تقریباً برابر با میانگین فشار هوا در سطح آبهای آزاد است.
میلی متر جیوه (mmHG): میلی متر جیوه یک واحد مانومتریک است و بر اساس چگالی جیوه و شتاب گرانشی زمین تعریف می شود.
هر ۷۶۰ میلی متر جیوه با یک اتمسفر برابر است. استفاده از این واحد اندازه گیری در صنعت کاربرد کمتری دارد و معمولاً برای اندازه گیری فشار گازها در رنج های پایین (نزدیک به فشار اتمسفر) از آن استفاده می‌شود.
بار (bar) : معادل ۱۰۰ هزار پاسکال و تقریبا برابر با یک اتمسفر است. همچنین واحد bar به صورت تقریبی معادل 1 Kgf/cm2در نظر گرفته می‌شود.
از این واحد اندازه گیری اغلب در تجهیزات صنعتی برای نشان دادن فشار سیالات (مایعات و گازها) استفاده می‌شود.
بر همین اساس اغلب گیج های صنعتی بر اساس واحد bar یا Kgf/cm2درجه بندی شده اند.
در اینجا لازم است با واحد فرعی و پر کاربرد مگاپاسکال (Mpa) هم به دلیل کثرت استفاده در صنعت آشنا شویم که معادل یک میلیون پاسکال و یا 10 بار (bar) است.
پس برای راحتی استفاده از گیج های فشار، روابط ساده زیر را به یاد داشته باشیم:
1 bar = 100 Kpa = 1 Kgf/cm2 ≈ 1Atm , 1 Mpa = 10 bar = 10 Kgf/cm2
پی اس آی (Psi) : پی اس آی واحد سیستم انگلیسی اندازه گیری فشار سیالات است. این واحد اندازه گیری که بسیار در صنعت مورد استفاده است، معادل یک پوند بر اینچ مربع است. یعنی فشار وارد شده ناشی از اعمال یک پوند نیرو به سطحی با مساحت یک اینچ مربع.
با توجه به کثرت استفاده از دو واحد Psi و bar ، بسیاری از گیج های فشار بر اساس این دو واحد درجه بندی شده اند. بر این اساس دانستن ضریب تبدیل این دو واحد برای صنعت گران بسیار مفید است:
1Psi= 1 lb/in2 1bar≈ 14.5Psi 1Mpa= 145Psi
در ادامه نمونه هایی از گیج های مورد استفاده در صنعت را خواهیم دید: