ПСИ вс ПСИА вс ПСИГ: Водич за разлику, формула и избор

ПСИ (фунте по квадратном инчу) је општа јединица за притисак. ПСИГ мери притисак у односу на околну атмосферу. ПСИА мери притисак у односу на савршени вакуум. Формула конверзије је:ПСИА=ПСИГ + локални атмосферски притисак. На нивоу мора, 0 ПСИГ је приближно 14,696 ПСИА -, а не нулти притисак.

Шта је ПСИ?

ПСИ означава фунте по квадратном инчу. Она описује силу примењену по јединици површине и најраспрострањенија је јединица за притисак у Сједињеним Државама и у многим индустријским применама широм света. Међутим, сам ПСИ не наводи референтну тачку. Очитавање притиска од 50 ПСИ може значити 50 ПСИ изнад атмосферског притиска (манометар) или 50 ПСИ изнад апсолутног вакуума (апсолутног). Ова два тумачења описују веома различита физичка стања.

Због ове двосмислености, инжењерски документи, листови са подацима о инструментима и записи о калибрацији никада не би требало да користе „ПСИ“ без појашњења да ли је вредност мерна или апсолутна. Писање само „ПСИ“ на налогу за куповину или П&ИД довело је до погрешног избора сензора, неуспешне калибрације и поремећаја процеса у стварним инсталацијама.

Шта је ПСИГ (поундс пер Скуаре Инцх Гауге)?

ПСИГ мери притисак у односу на локални атмосферски притисак. Стандардни механичкиманометарчита 0 ПСИГ када је његов сензорски елемент отворен према околном ваздуху. То не значи да притисак не постоји - то значи да притисак унутар мерача одговара атмосфери споља.

Када мерач притиска у гумама очита 32 ПСИГ, ваздух унутар пнеуматика делује 32 пси више од околне атмосфере. Пријемник компримованог ваздуха оцењен на 125 ПСИГ држи ваздух на 125 пси изнад атмосферског притиска. У оба случаја, стварни укупни притисак на молекуле гаса је већи него што сугерише вредност ПСИГ, јер атмосферски притисак и даље делује на систем.

ПСИГ је подразумевана референтна вредност притиска за већину инструмената на терену и операција постројења. Притисак у цеви, притисак резервоара, пражњење пумпе,притисак паровода, притисак хидрауличког система и радни притисак котла су скоро увек изражени у ПСИГ. Техничари за одржавање, оператери и већина натписних плочица опреме користе манометарски притисак јер је практична брига колико притисак премашује околну атмосферу - та разлика одређује механички стрес на цевима, посудама, прирубницама и спојевима.

Шта је ПСИА (апсолутна фунта по квадратном инчу)?

ПСИА мери притисак у односу на савршени вакуум - теоријско стање нулте молекуларне активности и нултог притиска. На овој скали, 0 ПСИА представља апсолутни вакуум, а стандардни атмосферски притисак на нивоу мора је приближно 14,696 ПСИА (често заокружено на 14,7 ПСИА за практичне прорачуне).

Апсолутни притисак је битан кад год укупан притисак система утиче на исход -, а не само притисак изнад атмосфере. Ово је случај у вакуум системима, прорачунима густине гаса, термодинамичким једначинама и било ком процесу гдезакон идеалног гасаили се примењују други модели понашања гаса. Молекули гаса реагују на укупни (апсолутни) притисак, без обзира на то шта мерач чита.

ПСИА је такође јаснија референца у апликацијама за вакуум. Вакумска комора која ради на 2 ПСИА преноси специфично физичко стање. Описивање истог стања као -12,7 ПСИГ (приближно) је мање интуитивно и уводи ризик од грешака предзнака у прорачунима.

ПСИ вс ПСИА вс ПСИГ: Табела поређења

Напомена о ПСИД-у:Индустријски корисници се често сусрећу са диференцијалним притиском (ПСИД) поред ПСИГ и ПСИА. Атрансмитер диференцијалног притискамери разлику између два притиска процеса -, на пример, пад притиска на филтеру, плочи са отвором или измењивачу топлоте. ПСИД не означава атмосферу или вакуум; мери само размак између две спојене славине за притисак.

Формула за конверзију ПСИГ у ПСИА

Однос између мерача и апсолутног притиска дефинисан је једноставном једначином успостављеном у физици:

ПСИА=ПСИГ + локални атмосферски притисак

И обрнуто:

ПСИГ=ПСИА − Локални атмосферски притисак

На нивоу мора, стандардни атмосферски притисак је101,325 Па (14,696 пси), обично заокружено на 14,7 пси за свакодневни инжењерски рад.

Како претворити ПСИГ у ПСИА (корак по корак)

1. корак:Идентификујте да ли је вредност притиска коју имате манометарска (ПСИГ) или апсолутна (ПСИА).

2. корак:Одредите свој локални атмосферски притисак. Ако сте близу нивоа мора, 14,7 пси је разумна апроксимација. На вишим надморским висинама -, на пример, Денвер, Колорадо на 5.280 стопа - просечни атмосферски притисак је ближи 12,2 пси. За прецизан рад користите-барометар на лицу места или наведите локалну метеоролошку станицу.

Корак 3:Примените формулу. Додајте атмосферски притисак на ПСИГ да бисте добили ПСИА или одузмите атмосферски притисак од ПСИА да бисте добили ПСИГ.

4. корак:Одлучите да ли је апроксимација од 14,7 пси прихватљива за вашу апликацију или су вам потребни стварни локални услови. За провере компримованог ваздуха и рутинско одржавање, апроксимација је обично у реду. За калибрацију вакуума, компензација густине гаса умерила протока гаса, или лабораторијско{0}}мерење, користите праву локалну атмосферску вредност.

Примери конверзије

Пример 1 - Претворите 100 ПСИГ у ПСИА (ниво мора):

ПСИА=100 + 14.7=114.7 ПСИА

Пример 2 - Конвертујте 30 ПСИА у ПСИГ (ниво мора):

ПСИГ=30 − 14.7=15.3 ПСИГ

Пример 3 - Шта је 0 ПСИГ у ПСИА?

ПСИА=0 + 14.7=14.7 ПСИА. Ово потврђује да 0 ПСИГ није вакуум - већ једноставно значи да је притисак једнак локалној атмосфери.

Пример 4 - Претворите −5 ПСИГ у ПСИА (ниво мора):

ПСИА=−5 + 14.7=9.7 ПСИА. Систем је под делимичним вакуумом. Апсолутни притисак је 9,7 пси изнад савршеног вакуума.

Пример 5 - Претворите −10 ПСИГ у ПСИА (ниво мора):

ПСИА=−10 + 14.7=4.7 ПСИА. Ово представља дубљи вакуум, а мерач који очитава овако далеко испод нуле приближава се нижем мерљивом опсегу многих стандардних мерача.

Пример 6 - Конвертујте 100 ПСИГ у ПСИА у Денверу, Колорадо (висина ~5280 стопа):

ПСИА=100 + 12.2=112.2 ПСИА. Имајте на уму да је ово 2,5 пси ниже од резултата-нивоа мора. За већину провера притиска у цевима, разлика не утиче на одлуку. За компензацију густине гаса у авртложни мерач протокаили прорачун масеног протока, тај помак од 2,5 пси може произвести мерљиву грешку у исправљеном очитању протока.

Зашто је битан локални атмосферски притисак?

Број 14,7 пси (тачније 14,696 пси) представља просечан атмосферски притисак на средњем нивоу мора. Стварни атмосферски притисак се мења са надморском висином, временом и температуром. Премаатмосфера међународног стандарда, притисак пада за отприлике 0,5 пси на сваких 1000 стопа повећања надморске висине. На надморској висини од 5.280 стопа у Денверу, просечан локални атмосферски притисак је приближно 12,2 пси - око 17% нижи од стандарда за ниво мора{9}}.

За рутинске операције постројења на умереним надморским висинама, коришћење 14,7 пси као подразумеване вредности обично не ствара практичан проблем. Систем компримованог ваздуха оцењен на 125 ПСИГ ради безбедно без обзира да ли је локална атмосфера 14,7 или 12,2 пси, јер се референца мерача аутоматски прилагођава.

Апроксимација од 14,7 пси постаје проблематична у специфичним ситуацијама: калибрација инструмената апсолутног притиска, извођење прорачуна закона о гасу где је густина битна, покретање вакуумских система где је циљ изражен у ПСИА и компензацијабројила масеног протока гасакоји користе апсолутни притисак као улаз. У овим случајевима, замена 14,7 пси за праву локалну вредност од 12,2 пси доводи до грешке од око једне-шестине атмосфере, што директно утиче на тачност прорачуна.

Када користити ПСИГ у односу на ПСИА?

Користите ПСИГ за системе под притиском изнад атмосфере

ПСИГ је права референца када треба да знате колики притисак премашује околну атмосферу. Ово се односи на системе компримованог ваздуха, водоводне цеви, хидрауличне водове,парни системи, посуде под притиском и пражњење пумпе - у суштини било која примена где је механички стрес на заштитном омотачу примарна брига. Напон на зиду цеви зависи од разлике притиска између унутрашњег и спољашњег, што мери мерач.

Користите ПСИА за вакуум, гасне законе и процесе зависне од густине{0}

ПСИА је права референца када укупни притисак покреће физички исход. Густина гаса је пропорционална апсолутном притиску и обрнуто пропорционална апсолутној температури (из закона идеалног гаса: ПВ=нРТ). Ако амерач протокаили рачунар протока користи притисак да компензује запреминско очитавање гаса у стандардним условима, потребан му је апсолутни притисак. Додавање мерне вредности када очекује апсолутни - или обрнуто - ће компензирати резултат за отприлике једну атмосферу. У процесу који ради при 30 ПСИГ, то представља око 33% грешке у коригованом протоку запремине.

ПСИА је такође пожељан за вакуумску дестилацију, вакуумске пећи, сушење{0}}леофилом, производњу полупроводника и било који процес где је радни притисак испод атмосферског. Изражавање дубоког вакуума као „−13 ПСИГ“ је мање јасно и више је склоно грешкама-од навођења „1,7 ПСИА“.

Водич за избор референтног притиска

Индустријске примене

Манометри и трансмитери притиска

Већина механичких манометара и индустријскихтрансмитери притискаизмерите манометарски притисак. Направљени су тако да је једна страна сензорског елемента испуштена у атмосферу, тако да излаз одражава само притисак изнад (или испод) атмосферских услова. Овај дизајн их чини погодним за притисак у цевима, ниво резервоара помоћу хидростатичке главе, праћење перформанси пумпе и општу контролу процеса.

Предајници апсолутног притиска користе затворени референтни вакуум на једној страни сензорске дијафрагме уместо атмосферског отвора. Ово их чини прикладним за мерење вакуума, барометарско снимање и апликације где процесни притисак мора бити познат у односу на праву нулу. Навођење погрешног типа предајника - наручивање предајника мерача када процес захтева апсолутни - је уобичајена грешка у набавци. Пре избора сензора, листа података инструмента или листа са спецификацијама треба јасно да наведе да ли је тражени улаз ПСИГ, ПСИА или ПСИД.

Системи компримованог ваздуха

Системи за компримовани ваздух користе ПСИГ јер су оператери и особље за одржавање забринути за то колики притисак систем држи изнад околне атмосфере. Компресор оцењен на 125 ПСИГ производи ваздух на 125 пси изнад атмосферских услова, а резервоар за пријемник, сигурносни вентили, регулатори и низводни цевоводи су оцењени на основу ове референце мерача. Надувавање гума, рад пнеуматских алата и актуатори на ваздушни{4}}и погон такође функционишу од манометарског притиска.

Вацуум Системс

Вакумски системи могу да користе ПСИА, негативни ПСИГ, инче живе (инХг), Торр или милибаре у зависности од индустрије и дубине вакуума. За груби индустријски вакуум (као што је вакуум пумпа која вуче процесну посуду надоле ради испитивања цурења), понекад се користи ПСИГ у негативном опсегу. За апликације са дубљим вакуумом - вакуумске пећи, сушаре за замрзавање, колоне за дестилацију - ПСИА пружа интуитивнију скалу јер се број приближава нули како се вакуум продубљује. Јединице као што су Тор и микрони су уобичајене у раду са високим{5}}вакумом и полупроводницима. Када прегледате спецификације вакуума, увек потврдите коју јединицу и коју референцу користи добављач.

Мерење протока и процеса гаса

Мерење протока гаса је место где конфузија ПСИГ и ПСИА изазива највеће грешке. Када је авртложни мерач протока, термички мерач масеног протока, или рачунар протока компензује волуметријско очитавање према стандардним условима, користи притисак и температуру за израчунавање стварне густине гаса. Густина гаса је пропорционална апсолутном притиску -, а не манометарском притиску. Ако рачунар протока или предајник очекује ПСИА и прима ПСИГ (или обрнуто), прорачун густине се помера за приближно једну атмосферу, стварајући значајну грешку у исправљеном излазу протока.

На пример, размотрите линију природног гаса која ради на 30 ПСИГ близу нивоа мора. Апсолутни притисак је око 44,7 ПСИА. Ако рачунар протока погрешно користи 30 уместо 44,7 у својој формули за густину, израчуната густина је за отприлике 33% премала, а пријављени стандардни запремински проток ће бити искључен за исту пропорцију. Ова врста грешке има стварни финансијски утицај у преносу старатељства и оптимизацији процеса.

Приликом навођења аинструмент за мерење протока, проверите захтеве за унос притиска у упутству за инструмент. Неки уређаји прихватају ПСИГ и интерно додају атмосферски притисак; други захтевају ПСИА директно. Инжењер за пуштање у рад то треба да провери током подешавања.

Уобичајене грешке са ПСИ, ПСИА и ПСИГ

Грешка 1: Под претпоставком да „ПСИ“ увек значи ПСИГ

У разговорима на терену, „ПСИ“ обично подразумева ПСИГ. У инжењерским документима, наруџбеницама и сертификатима о калибрацији, та претпоставка може довести до погрешног инструмента, погрешног опсега или погрешног прорачуна. Лист са подацима који наводи "радни притисак: 50 ПСИ" приморава читаоца да погоди референцу. Увек експлицитно пишите ПСИГ или ПСИА.

Грешка 2: Третирање 0 ПСИГ као без притиска

Брод отворен за атмосферу очитава 0 ПСИГ, али још увек садржи ваздух на приближно 14,7 ПСИА (на нивоу мора). Атмосфера гура око 14,7 фунти силе на сваки квадратни инч површине. Разумевање ове разлике је од суштинског значаја за прорачуне понашања гаса и за схватање да очитавање мерача на нули не значи да је систем празан или под притиском у апсолутном смислу.

Грешка 3: Коришћење 14,7 ПСИ на свакој надморској висини

Заокруживање атмосферског притиска на 14,7 пси је разумно на ниским надморским висинама. На 5.000 стопа, локални атмосферски притисак пада на отприлике 12,2 пси. На 10.000 стопа, то је ближе 10,1 пси. За прорачуне густине гаса, циљеве вакуумског система и прецизну калибрацију, грешка од коришћења 14,7 пси на великој надморској висини може бити значајна.

Грешка 4: Коришћење манометарског притиска у једначинама закона о гасу

Закон идеалног гаса и сродне једначине (Бојлов закон, комбиновани гасни закон, прорачуни компресибилности) захтевају апсолутни притисак и апсолутну температуру. Укључивање ПСИГ-а у ове једначине даје погрешне резултате јер формула третира улаз као укупни притисак од апсолутне нуле. Ова грешка је нарочито честа када се претвара између стварног и стандардног запреминског протока за мерење гаса.

Грешка 5: Наручивање погрешног сензора притиска

Предајник манометарског притиска и трансмитер апсолутног притиска су различито изграђени. Сензор мерача референцира атмосферу кроз отвор; апсолутни сензор упућује на запечаћену вакуумску комору. Инсталирање сензора мерача где је потребан апсолутни сензор - или обрнуто - даје отклон очитавања за приближно једну атмосферу. Пре наручивања, потврдите захтев процеса: Да ли је мерење у односу на атмосферу, у односу на вакуум или разлика између две тачке процеса?

Контролна листа: Пре избора сензора притиска

Користите ову контролну листу када бирате манометар,трансмитер притиска, или пресостат за нову инсталацију или замену:

• Да ли процес ради изнад атмосферског притиска, испод њега (вакуум) или обоје?
• Да ли низводни систем (ПЛЦ, проточни рачунар, ДЦС, снимач података) очекује ПСИГ, ПСИА или ПСИД?
• Да ли ће се очитавање притиска користити за компензацију густине гаса или прорачун масеног протока? Ако јесте, вероватно је потребан апсолутни притисак.
• Да ли технички лист процеса или П&ИД специфицирају референцу притиска? Потврдите пре куповине.
• Колики је локални атмосферски притисак на месту инсталације? У објектима{0}}на великим висинама, помак од 14,7 пси може да утиче на избор домета сензора и калибрацију.
• Да ли је процес диференцијално мерење (преко филтера, отвора или ограничења)? Ако да, атрансмитер диференцијалног притиска(ПСИД опсег) може бити прави избор.

Како користити јасне ознаке јединица у инжењерским документима

Двосмислена нотација притиска узрокује грешке у набавци, проблеме са инсталацијом на терену и грешке у прорачуну које се шире кроз логику контролног система. У инжењерским цртежима, спецификацијама, наруџбеницама и поступцима калибрације увек напишите пуну ознаку јединице.

Примери јасног означавања:

• 100 ПСИГ радни притисак
• 30 ПСИА улазни притисак
• −10 ПСИГ (вакуум)
• 5 ПСИА апсолутни процесни притисак
• 150 ПСИГ максимално дозвољени радни притисак
• 15 ПСИД преко филтерског елемента

Овај ниво специфичности помаже свима који су укључени - од инжењера који пише спецификације, преко агента за куповину који наручује предајник, до техничара који га инсталира и калибрише на терену.

Често постављана питања

Која је разлика између ПСИ, ПСИА и ПСИГ?

ПСИ је општа јединица мерења притиска (у фунти по квадратном инчу). ПСИГ наводи да се мерење односи на локални атмосферски притисак - и говори вам колико притисак премашује (или пада испод) околног ваздуха. ПСИА наводи да се мерење односи на савршени вакуум, који представља укупан притисак. Бројчана разлика између ПСИА и ПСИГ у било којој тачки једнака је локалном атмосферском притиску, отприлике 14,7 пси на нивоу мора.

Да ли је ПСИГ исто што и ПСИ?

Не технички, иако у свакодневној употреби на терену „ПСИ“ често подразумева ПСИГ. Разлика је важна у техничким документима јер коришћење „ПСИ“ без навођења мерача или апсолутног оставља читаоца да нагађа. Ако атрансмитер притискалист са подацима каже „опсег: 0–100 ПСИ“, морате да потврдите да ли то значи ПСИГ или ПСИА пре наручивања.

Да ли је ПСИА увек већи од ПСИГ-а?

За сваки позитиван манометар, одговарајућа вредност ПСИА је виша јер се додаје атмосферски притисак. На нивоу мора, ПСИА=ПСИГ + 14.7. Једини случај где је ПСИА нумерички једнак ПСИГ био би да је атмосферски притисак нула, што се не дешава на површини Земље.

Шта је 0 ПСИГ у ПСИА?

На нивоу мора, 0 ПСИГ је приближно 14,7 ПСИА. На надморској висини Денвера (око 5.280 стопа), 0 ПСИГ је ближе 12,2 ПСИА. Нулти манометарски притисак једноставно значи да је систем у равнотежи са локалном атмосфером - то није вакуум.

Може ли ПСИГ бити негативан?

Да. Негативан ПСИГ означава да је притисак испод атмосферског притиска, што описује делимични вакуум. На пример, −5 ПСИГ на нивоу мора одговара око 9,7 ПСИА. Вакум пумпе, ејектори и одређене процесне посуде раде на негативним мано притисцима. Минимална могућа вредност ПСИГ је приближно −14,7 ПСИГ на нивоу мора, што одговара 0 ПСИА (савршен вакуум).

Шта је 0 ПСИА?

0 ПСИА представља савршен вакуум - потпуно одсуство притиска. Ово је теоријска граница. Чак иу-квалитетом лабораторијским вакуум коморама, постизање правих 0 ПСИА је практично немогуће, иако су притисци у микро-Торр опсегу изузетно близу.

Да ли манометри очитавају ПСИГ или ПСИА?

Већина стандардних индустријских манометара очитава ПСИГ јер њихов сензорски механизам користи атмосферски притисак као референцу (једна страна Бурдонове цеви или дијафрагме се испушта у ваздух). Апсолутни манометри постоје, али су мање уобичајени; они се типично користе за барометријска мерења или апликације у вакууму где је потребна стабилна апсолутна референца.

Да ли прорачуни протока гаса треба да користе ПСИГ или ПСИА?

Прорачуни протока гаса који укључују густину, компресибилност или конверзију у стандардне услове захтевају апсолутни притисак (ПСИА). Закон идеалног гаса (ПВ=нРТ) користи апсолутни притисак и апсолутну температуру. Некимјерачи протокаи флов рачунари прихватају ПСИГ и интерно конвертују, док други очекују ПСИА директно. Увек проверите упутство за инструмент да бисте потврдили који улаз уређај захтева.

Да ли се притисак у гумама мери у ПСИ или ПСИГ?

Манометри притиска у гумама мере ПСИГ. Када надувате гуму до 32 ПСИ, то је 32 пси изнад околне атмосфере. Апсолутни притисак унутар пнеуматика је приближно 32 + 14.7=46.7 ПСИА на нивоу мора.

Да ли надморска висина утиче на очитавања ПСИГ-а?

Надморска висина не мења оно што мерач чита за дати унутрашњи притисак, јер мерач аутоматски упућује на локалну атмосферу. Међутим, надморска висина мења однос између ПСИГ и ПСИА. Очитавање од 100 ПСИГ на нивоу мора одговара 114,7 ПСИА, док 100 ПСИГ у Денверу одговара око 112,2 ПСИА. Ово је важно за прорачун густине гаса и апсолутног притиска.

Која је разлика између манометарског, апсолутног и диференцијалног притиска?

Манометарски притисак (ПСИГ) се мери у односу на локалну атмосферу. Апсолутни притисак (ПСИА) се мери у односу на савршени вакуум. Диференцијални притисак (ПСИД) је разлика између два процесна притиска, мерена између две славине за притисак -, на пример, узводно и низводно од филтера илимерач протока. Сваки тип захтева другачији дизајн сензора и служи различитој сврси мерења.

Коју јединицу притиска треба да наведем у поруџбини трансмитера притиска?

Наведите ПСИГ ако је процес изнад атмосферског притиска и низводни систем очекује унос мерача. Наведите ПСИА ако процес укључује вакуум, компензацију густине гаса или било који прорачун који захтева апсолутну референцу. Наведите ПСИД ако мерите пад притиска преко ограничења. Никада немојте писати само „ПСИ“ на наруџбини -, јер то приморава добављача да претпостави, што ризикује да испоручи погрешан сензор.

Извори и даље читање

• ОпенСтак Цоллеге Пхисицс 2е, одељак 11.6: Манометарски притисак, апсолутни притисак и мерење притиска
• НИСТ ЦОДАТА вредност: стандардна атмосфера (101.325 Па)
• Атмосферски притисак - Википедиа (стандардна дефиниција атмосфере и ефекти надморске висине)