7. Pomiar ciśnienia i różnicy ciśnień

Ciśnienie i różnica ciśnień należą do podstawowych wielkości, które wyznacza się przy pomiarach wentylacyjnych. Znajomość wartości ciśnienia może być użyteczna przy stosowaniu niektórych metod określenia prędkości, strumienia objętości i masy, dyssypacji energii, spadków potencjału powietrza (straty naporu), parametrów pracy wentylatora, współczynników oporów aerodynamicznych i w wielu innych zagadnieniach przewietrzania kopalń. Mierzone ciśnienia zwykle mało różnią się od ciśnienia barometrycznego, a różnice ciśnień najczęściej są rzędu procentu ciśnienia barometrycznego.

Ciśnieniem p w punkcie K na powierzchni A pomyślanej wewnątrz płynącego gazu idealnego (nielepkiego) lub znajdującego się w stanie spoczynku nazywa się granicę stosunku siły ΔF do pola powierzchni ΔA, gdy wartość ΔA dąży do zera w taki sposób, że punkt K leży na elemencie ΔA, a więc

(7.1)

Jeżeli rozkład sił na płaskiej powierzchni o polu A jest równomierny, to ciśnienie określa zależność

(7.2)

w której F oznacza wypadkową sił działających na powierzchnię A.

Przy pomiarach ciśnienia w przepływającym płynie wyróżnia się ciśnienie statyczne i całkowite. Ciśnienie można odnosić do równego zeru ciśnienia próżni absolutnej lub do ciśnienia barometrycznego. Wartość ciśnienia odniesiona do próżni absolutnej nazywa się ciśnieniem bezwzględnym (lub absolutnym). Na przykład ciśnienie barometryczne, które jest odniesione do próżni absolutnej, jest ciśnieniem bezwzględnym. Wartość ciśnienia odniesiona do ciśnienia barometrycznego nazywa się pod- lub nadciśnieniem (rys. 7.1).

Rys.7.1. Ciśnienie bezwzględne, podciśnienie i nadciśnienie

W układzie SI jednostką ciśnienia jest 1 N/m², zwany też 1 paskalem (Pa). W wielu przyrządach mierzona różnica ciśnień jest równoważona ciśnieniem hydrostatycznym cieczy manometrycznej. Z tego względu wprowadzono pośrednie jednostki ciśnienia: milimetr słupa rtęci i milimetr słupa wody. Przykładowo 1 atmosfera fizyczna - 1 Atm - jest to ciśnienie, które wywiera słupek rtęci o gęstości 13595,5 kg/m³ i wysokości 760 mm w punkcie o przyspieszeniu siły ciężkości g = 9,80665 m/s². Jednostki pośrednie wymagają zatem określenia gęstości cieczy manometrycznej i uwzględnienia wartości przyspieszenia ziemskiego. Sposób przeliczania jednostek ciśnień, wynikających z pomiarów manometrycznych, na układ SI pokazano w rozdziale 3.

Służby wentylacyjne wykonują najczęściej pomiar ciśnienia w wyrobiskach, lutniociągach lub w innych przewodach. Jeżeli przepływ jest jednorodny w całym obszarze pomiaru, to pobór sygnału ciśnienia statycznego dokonuje się otworami o średnicy od 2 do 5 mm (rys. 7.2) wykonanymi w ściance i połączonymi z manometrem przewodami.

Rys.7.2. Pobór sygnału ciśnienia statycznego na ściance przewodu	Rys.7.3. Tarczka Saire'a

Natomiast jeżeli pole ciśnienia statycznego nie jest jednorodne i ma różne wartości w poszczególnych punktach obszaru pomiarowego, to do pomiaru można wykorzystać tarczę Saire'a z otworem wykonanym w środku (rys. 7.3). Tarcza ta umieszczona w wybranym punkcie przepływu wraz z przewodem odprowadzającym sygnał ciśnienia do manometru tworzy sondę. Powierzchnię tarczy umieszcza się równolegle do linii prądu powietrza.

Ciąg dalszy nastąpi ............

Na razie korzystać w tym zakresie z plików ĆW_CIS.doc i ĆW_CIS2.doc

Rys.48. Pomiar ciśnienia dynamicznego

---