Что такое вакуум?
Очень часто к нам обращаются люди, которые хотят купить вакуумный насос, но слабо представляют, что такое вакуум.
Попытаемся разобраться, что же это такое.
По определению, вакуум – это пространство, свободное от вещества (от латинского слова «vacuus» — пустой).
Существует несколько определений вакуума: технический вакуум, физический вакуум, космический вакуум и т.д.
Мы будем рассматривать технический вакуум, который определяется как сильно разреженный газ.
Рассмотрим на примере, что такое вакуум и как его измеряют.
На нашей планете существует атмосферное давление, принятое за единицу (одна атмосфера). Оно меняется в зависимости от погоды, высоты на уровнем моря, но мы не будем принимать это во внимание, так как это не будет никак влиять на понимание понятия вакуум.
Итак, мы имеем давление на поверхности земли равное 1 атмосфере. Всё, что ниже 1 атмосферы (в закрытом сосуде), называется техническим вакуумом.
Возьмём некий сосуд и закроем его герметичной крышкой. Давление в сосуде будет равно 1 атмосфере. Если мы начнём откачивать из сосуда воздух, то в нём возникнет разряжение, которое и называется вакуумом.
Рассмотрим на примере: в левом сосуде 10 кружочков. Пусть это будет 1 атмосфера.
«откачаем» половину – получим 0,5 атм, оставим один – получим 0,1 атм.
Так как в сосуде всего одна атмосфера, то и максимально возможный вакуум мы можем получить (теоретически) ноль атмосфер.
«Теоретически» — т.к. выловить все молекулы воздуха из сосуда практически невозможно.
По этому, в любом сосуде, из которого откачали воздух (газ) всегда остается какое-то его минимальное количество. Это и называют «остаточным давлением», то есть давление, которое осталось в сосуде после откачки из него газов.
Существуют специальные насосы, которые могут достичь глубокого вакуума до 0,00001 Па, но всё равно не до нуля.
В обычной жизни редко когда требуется вакуум глубже 0,5 — 10 Па (0,00005-0,0001 атм).
Есть несколько вариантов измерения вакуума, которые зависят от выбора точки отсчёта:
1. За единицу принимается атмосферное давление. Всё, что ниже единицы – вакуум.
То есть шкала вакуумметра от 1 до 0 атм (1…0,9…0,8…0,7…..0,2…0,1….0).
2. За ноль принимается атмосферное давление. То есть вакуум – все отрицательные числа меньше 0 и до -1.
То есть шкала вакуумметра от 0 до -1 (0, -0,1…-0,2….,-0,9,…-1).
Также шкалы могут быть в кПа, mBar, но это всё аналогично шкалам в атмосферах.
На картинке показаны вакуумметры с различными шкалами, которые показывают одинаковый вакуум:
Из всего сказанного выше видно, что величина вакуума не может быть больше атмосферного давления.
К нам почти каждый день обращаются люди, которые хотят получить вакуум -2, -3 атм и т.д.
И они очень удивляются когда узнают, что это невозможно (кстати, каждый второй из них говорит, что «вы сами ничего не знаете», «а у соседа так» и т.д. и.т.п.)
На самом деле, все эти люди хотят формовать детали под вакуумом, но чтобы прижим детали был более 1 кг/см2 (1 атмосферы).
Этого можно достичь, если накрыть изделие плёнкой, откачать из под неё воздух (в этом случае, в зависимости от созданного вакуума, максимальный прижим составит 1 кг/см2 (1 атм=1 кг/см2)), и после этого поместить это всё в автоклав, в котором будет создано избыточное давление. То есть для создания прижима в 2 кг/см2, достаточно создать в автоклаве избыточное давление в 1 атм.
Теперь несколько слов о том, как многие клиенты измеряют вакуум на выставке ООО «Насосы Ампика», у нас в офисе:
включают насос, прикладывают палец (ладонь) к всасывающему отверстию вакуумного насоса и сразу делают вывод о величине вакуума.
Обычно, все очень любят сравнивать советский вакуумный насос 2НВР-5ДМ и предлагаемый нами его аналог VE-2100.
После такой проверки, всегда говорят одно и тоже – вакуум у 2НВР-5ДМ выше (хотя на самом деле оба насоса выдают одинаковые параметры по вакууму).
В чем же причина такой реакции? А как всегда – в отсутствии знаний законов физики и что такое давление вообще.
Немного ликбеза: давление «P» – это сила, которая действует на некоторую площадь поверхности, направленная перпендикулярно этой поверхности (отношение силы «F» к площади поверхности «S»), то есть P=F/S.
По-простому – это сила, распределённая по площади поверхности.
Из этой формулы видно, что чем больше площадь поверхности, тем меньше будет давление. А также сила, которая потребуется для отрыва руки или пальца от входного отверстия насоса, прямо пропорциональна величине площади поверхности (F=P*S).
Диаметр всасывающего отверстия у вакуумного насоса 2НВР-5ДМ – 25 мм (площадь поверхности 78,5 мм2).
Диаметр всасывающего отверстия у вакуумного насоса VE-2100 – 6 мм (площадь поверхности 18,8 мм2).
То есть для отрыва руки от отверстия диаметром 25 мм, требуется сила в 4,2 раза большая, чем для диаметра отверстия 6 мм (при одинаковом давлении).
Именно по этому, когда вакуум измеряют пальцами, получается такой парадокс.
Давление «P», в этом случае, рассчитывается как разница между атмосферным давлением и остаточным давлением в сосуде (то есть вакуумом в насосе).
Как посчитать силу прижима какой-либо детали к поверхности?
Очень просто. Можно воспользоваться формулой приведенной выше, но попробуем объяснить попроще.
Например, пусть требуется узнать, с какой силой может быть прижата деталь размером 10х10 см при создании под ней вакуума насосом ВВН 1-0,75.
Берём остаточное давление, которое создаёт этот вакуумный насос серии ВВН.
Конкретно у этого водокольцевого насоса ВВН 1-0,75 оно составляет 0,4 атм.
1 атмосфера равна 1 кг/см2.
Площадь поверхности детали – 100 см2 (10см х10 см).
То есть, если создать максимальный вакуум (то есть давление на деталь будет 1 атм), то деталь прижмётся с силой 100 кг.
Так как у нас вакуум 0,4 атм, то прижим составит 0,4х100=40 кг.
Но это в теории, при идеальных условиях, если не будет подсоса воздуха и т.п.
Реально нужно это учитывать и прижим будет на 20…40% меньше в зависимости от типа поверхности, скорости откачки, и т.п.
Теперь пару слов о механических вакуумметрах.
Эти устройства показывают остаточное давление в пределах 0,05…1 атм.
То есть он не покажет более глубокого вакуума (будет всегда показывать «0»). Например, в любом пластинчато-роторном вакуумном насосе, по достижении его максимального вакуума, механический вакуумметр всегда будет показывать «0». Если требуется визуальное отображение значений остаточного давления, то нужно ставить электронный вакуумметр, например VG-64.
Часто к нам приходят клиенты, которые формуют детали под вакуумом (например, детали из композиционных материалов: углепластика, стеклопластика и т.п.), это нужно для того, чтобы во время формовки из связующего вещества (смолы) выходил газ и тем самым улучшались свойства готового продукта, а так же деталь прижималась к форме плёнкой, из-под которой откачивают воздух.
Встаёт вопрос: каким вакуумным насосом пользоваться – одноступенчатым или двухступенчатым?
Обычно думают, что раз вакуум у двухступенчатого выше, то и детали получаться лучше.
Вакуум у одноступенчатого насоса 20 Па, у двухступенчатого 2 Па. Кажется, что раз разница в давлении в 10 раз, то и прижиматься деталь будет гораздо сильнее.
Но так ли это на самом деле?
1 атм = 100000 Па = 1 кг/см2.
Значит разница в прижиме плёнки при вакууме 20 Па и 2 Па составит 0,00018 кг/см2 (кому не лень – посчитает сам).
То есть, практически, разницы никакой не будет, т.к. выигрыш в 0,18 г в силе прижима погоды не сделает.
Как рассчитать за какое время вакуумный насос откачает вакуумную камеру?
В отличии от жидкостей, газы занимают весь имеющийся объем и если вакуумный насос откачал половину воздуха, находящегося в вакуумной камере, то оставшаяся часть воздуха вновь расширится и займет весь объем.
Ниже приведена формула для вычисления этого параметра.
t = (V/S)*ln(p1/p2)*F , где
t — время (в часах) необходимое для откачки вакуумного объема от давления p1 до давления p2
V — объем откачиваемой емкости, м3
S — быстрота действия вакуумного насоса, м3/час
p1 — начальное давление в откачиваемой емкости, мбар
p2 — конечное давление в откачиваемой емкости, мбар
ln — натуральный логарифм
F — поправочный коэффициент, зависит от конечного давления в емкости p2:
— p2 от 1000 до 250 мбар F=1
— p2 от 250 до 100 мбар F=1,5
— p2 от 100 до 50 мбар F=1,75
— p2 от 50 до 20 мбар F=2
— p2 от 20 до 5 мбар F=2,5
— p2 от 5 до 1 мбар F=3
В двух словах, это всё.
Надеемся, что кому-нибудь эта информация поможет сделать правильный выбор вакуумного оборудования и блеснуть знаниями за кружкой пива.
Как перевести давление PSI в атмосферы
Поддержание правильного давления в шинах автомобиля — одна из важнейших задач автомобилиста. Давление в покрышках напрямую влияет на безопасность движения и расход топлива. Большинство автомобилистов в России привыкли замерять давление в шинах в атмосферах. Но если посмотреть в инструкции некоторых современных автомобилей, особенно американских, в них рекомендуемое давление указано в другой единице — PSI. В рамках нашей статьи рассмотрим, что такое PSI, как перевести данную единицу в привычные атмосферы, и зачем она вообще была введена.
Оглавление: 1. Что такое PSI 2. Как перевести PSI в атмосферы или бары 3. Таблица перевода давления PSI в бары (атмосферы)
Что такое PSI
Чаще всего, в России автомобилисты измеряют давление в шинах именно в атмосферах. Но не лишним будет знать, что это не единственный вариант для замера давления, который используется в мире. В зависимости от страны, давление в покрышках могут изменять, помимо атмосфер, в барах, Паскалях или PSI.
Важно разобраться в определениях распространенных единиц измерения:
- Атмосферы. Это давление 1 килограмма массы на 1 квадратный сантиметр площади. Различают техническую и физическую атмосферу. Первая равняется 735,5 мм ртутного столба, вторая 760 мм ртутного столба. Чаще всего, если речь идет об автомобильных шинах, техническую и физическую атмосферу считают идентичными.
- Бары. Их принято приравнивать к атмосферам в соотношении 1 к 1. Несмотря на то, что бары равны 750,06 мм ртутного столба.
- Паскали. Редко кто использует единицу измерения Паскаль для давлений в шинах. Но, для общего развития, полезно будет знать, что 1 атмосфера — это 101325 Паскаль.
- PSI. Единица, которая распространена в Америке, поэтому часто информацию о давлении в шинах в PSI можно встретить в инструкции к американскому автомобилю. Под PSI понимается давление фунта на квадратный дюйм. 1 единица PSI — это 51,715 мм ртутного столба.
Как можно видеть, атмосферы и бары близки друг к другу, тогда как PSI значительно от них отличается. Поэтому важно, если давление в технической документации задано в PSI, уметь перевести его в атмосферы.
Как перевести PSI в атмосферы или бары
Обратите внимание
Как мы выше отметили, в аспекте автотранспорта значения атмосфер и бар принято приравнивать 1 к 1. Поэтому ниже в материале будет идти речь об атмосферах, но все описанное относится и к барам.
Перевести давление в PSI в атмосферы очень просто. Достаточно взять указанное число и разделить его на 14.
Например, в книге по эксплуатации автомобиля указано, что давление в шинах на передней оси, когда в автомобиле находится два человека, должно составлять 28 PSI. Это говорит о том, что давление должно быть 2 атмосферы (бара). Поскольку 28 разделить на 14 будет 2.
Соответственно, если у вас устройство для измерения давления в шинах показывает результаты в PSI, а в книге по технической эксплуатации автомобиля давление указано в атмосферах, необходимо умножить давление в атмосферах на 14, чтобы получить результат в PSI.
Обратите внимание
Чаще всего, информация о рекомендуемом давлении в шинах указывается под лючком бензобака. Если у вас там указана информация в PSI, но при этом ваш манометр показывает результаты в атмосферах или барах, достаточно один раз перевести значения, используя коэффициент 14, после чего дописать на наклейке с информацией сведения в удобной единице измерения.
Таблица перевода давления PSI в бары (атмосферы)
Указанный выше коэффициент 14 является усредненным. Если же вдаваться в подробности скрупулезно, значение для перевода PSI в атмосферы несколько иное. Проще будет обратиться к таблице ниже, чтобы узнать информацию:
| Атм (Атмосферы) | PSI |
|---|---|
| 1,4 | 20 |
| 1,5 | 22 |
| 1,6 | 23 |
| 1,7 | 25 |
| 1,8 | 26 |
| 1,9 | 28 |
| 2 | 29 |
| 2,1 | 30 |
| 2,2 | 32 |
| 2,3 | 33 |
| 2,4 | 35 |
| 2,5 | 36 |
| 2,6 | 38 |
| 2,7 | 39 |
| 2,8 | 41 |
| 2,9 | 42 |
| 3 | 44 |
100 бар сколько атмосфер? Давление в 100 бар, сколько это?
Добрый день. Давайте разберемся, как перевести 100 бар в атмосферы.
Бар это одна из мер давления. Бар считается внесистемная единицей измерения давления.
Если перевести в систему СИ, то 1 бар равен 10 в пятой степени Паскаля.
Также можно узнать чему равен 1 бар в атмосферах. 1 бар равен 0,98692 атмосфер физических или 1,0197 технических атмосфер.
Следующий шаг простой, вы должны умножить 100 на показатели атмосфер в одном баре:
1) 100 бар равно 98,692 физических атмосфер;
2) 100 бар равно 101,97 технических атмосфер.
Получилось, что задача переводы бар в атмосферы достаточна простая, когда вы знаете нужные данные.
Водозащита и водонепроницаемость
Аббревиатура WR (Water Resistant) – это показатель водозащиты, говорящий о способности часов работать в условиях повышенной влажности или под водой. Однако, прежде чем радостно нести топить свои часы с отметкой «200 метров» в Марианской впадине, необходимо понять, что обозначения водозащиты в часах носят условный характер, их не нужно воспринимать буквально. Так, отметка «200м» совершенно не означает, что Ваши часы наручные водонепроницаемые позволяют погружаться под воду на глубину до 200 метров. Да, собственно, никому, кроме мировых рекордсменов по погружению с аквалангом, не придет в голову мысль о покорении такой глубины.
Швейцарские водонепроницаемые часы Необходимо помнить, что показатель давления, при котором происходило тестирование часов в лабораторных условиях, не имеет отношения к глубине реального погружения, потому что в реальной жизни невозможно повышать давление равномерно. Находясь непосредственно под водой, простым движением руки можно создать давление, большее, чем 10атм, т.е. даже при показателе водозащиты «100 метров» на глубине около 10 метров часы водонепроницаемые могут залиться. Чем сильнее и резче движения, тем больше вероятность залития. Что делать, если в часы попала вода? Абсолютное большинство производителей предупреждает своих клиентов о том, что «залитые» часы не подлежат гарантии. Поэтому будьте готовы к тому, что в мастерской с Вас потребуют денег за ремонт.
Рекомендации
- — Никогда не погружайте часы (даже с самыми высокими показателями водонепроницаемости) в ванную с горячей водой и не надевайте их в сауну, так как уплотнители могут деформироваться из-за очень высокой температуры.
- — Также не рекомендуется принимать в часах душ – не только из-за особенностей давления, создаваемого напором воды, но и из-за риска попадания в механизм мыльного раствора.
- — Избегайте резких перепадов температуры.
- — После погружения в соленую морскую воду промойте часы пресной водой, чтобы предотвратить коррозию.
- — Желательно не нажимать на кнопки под водой, если не уверены, что показатель водозащиты достаточно высок.
- — Внимательно прочтите руководство по эксплуатации, чтобы знать все возможности и допустимые нагрузки для своих часов.
- — Заменяйте элемент питания только в авторизованных сервисных центрах или в сервисах высокого уровня. Так как при замене элемента питания, как правило, заменяют уплотнители, далее проводят тест на герметичность.
«Слабые» места в часах, которые пропускают воду: — заводная головка; — задняя крышка; — кнопки хронографа; — стекло.
Не водозащищенные часы. В них вообще нельзя ничего делать. Хранить под стеклом и любоваться издалека.
Часы с минимальной водозащитой. Можно гулять под дождем, брызгаться. Категорически запрещено в них плавать.
Часы с обычной водозащитой. Можно забыть снять их перед купанием и очень медленно и плавно плавать. Никаких резких движений и погружений!
Водонепроницаемые часы. Можно плавать и неглубоко нырять (без акваланга)
Дайверские часы. Можно нырять глубоко, но не более 20 реальных метров.
Профессиональные глубоководные часы. Можете не беспокоиться о том, что часы зальются. У многих моделей есть гелиевый клапан.
Часто можно встретить и необычные показатели водозащиты:
Швейцарские женские часы водонепроницаемые Frederique Constant 120 метров
Швейцарские водонепроницаемые часы с автоподзаводом Porsche Design 220 метров
Швейцарские часы мужские водонепроницаемые Claude Bernard 800 метров
Швейцарские часы водонепроницаемые противоударные Perrelet 1000 метров
Швейцарские часы водонепроницаемые недорогие Wenger 6000 метров (один из мировых рекордов)
Швейцарские механические водонепроницаемые часы CX Swiss Military Watch Самые бюджетные и при этом самые надежные водонепроницаемые электронные часы можно найти у японских производителей – это водонепроницаемые часы Сasio, Citizen и т.д. Купить наручные водонепроницаемые часы и получить подробную консультацию по понравившимся Вам моделям можно в интернет-магазине AllTime.