ما هو الضغط المطلق وكيف يؤثر على أداء النظام الهوائي؟

إن قياسات الضغط تربك حتى المهندسين ذوي الخبرة. لقد قمت باستكشاف أخطاء عدد لا يحصى من الأنظمة الهوائية حيث تسببت مراجع الضغط غير الصحيحة في حدوث مشكلات في الأداء. إن فهم الضغط المطلق يمنع حدوث أخطاء حسابية مكلفة وفشل النظام.

يقيس الضغط المطلق (ضغط ABS) الضغط بالنسبة للفراغ المثالي، بما في ذلك الضغط الجوي في القياس. وهو يساوي ضغط المقياس مضافًا إليه الضغط الجوي (14.7 رطل لكل بوصة مربعة عند مستوى سطح البحر)، مما يوفر الضغط الكلي الحقيقي المؤثر على المكونات الهوائية.

في الأسبوع الماضي، ساعدت توماس، وهو مهندس تصميم من شركة تصنيع هولندية، في حل مشكلات الأداء المتعلقة بالارتفاعات في أسطوانة هوائية بدون قضيب¹ النظام. عملت حساباته بشكل مثالي عند مستوى سطح البحر ولكنها فشلت في منشأتهم الجبلية. لم تكن المشكلة في تعطل المعدات - بل في سوء فهم الضغط المطلق.

جدول المحتويات

• ما هو الضغط المطلق وما الفرق بينه وبين الضغط المقياسي؟
• لماذا يعد الضغط المطلق حاسمًا في الحسابات الهوائية؟
• كيف يؤثر الارتفاع على الضغط المطلق في الأنظمة الهوائية؟
• ما هي التطبيقات الشائعة للضغط المطلق في الأوساط الصناعية؟
• كيف يمكنك التحويل بين قياسات الضغط المختلفة؟
• ما الأخطاء التي يرتكبها المهندسون في حسابات الضغط المطلق؟

ما هو الضغط المطلق وما الفرق بينه وبين الضغط المقياسي؟

يمثل الضغط المطلق الضغط الكلي المؤثر على نظام ما، مقيسًا من نقطة مرجعية مثالية في الفراغ. ويتضمن هذا القياس تأثيرات الضغط الجوي التي يتجاهلها الضغط المقياسي.

الضغط المطلق يساوي الضغط المقياسي زائد الضغط الجوي. عند مستوى سطح البحر، يساوي الضغط الجوي 14.7 رطل لكل بوصة مربعة، وبالتالي فإن ضغط المقياس 80 PSIG يساوي 94.7 رطل لكل بوصة مربعة من الضغط المطلق. هذا التمييز أمر بالغ الأهمية لإجراء حسابات دقيقة للنظام الهوائي.

فهم النقاط المرجعية للضغط

تستخدم قياسات الضغط المختلفة نقاط مرجعية مختلفة:

أساسيات الضغط المطلق

يوفر الضغط المطلق الصورة الكاملة للضغط. ويشمل كلاً من الضغط المطبق والضغط الجوي المحيط بالنظام.

العلاقة الأساسية هي:
PSIA = PSIG + الضغط الجوي

في ظروف مستوى سطح البحر القياسية:
رطل لكل بوصة مربعة = رطل لكل بوصة مربعة + 14.7

حدود ضغط المقياس

تتجاهل قياسات الضغط المقياسي تغيرات الضغط الجوي. وهذا يخلق مشاكل عندما يتغير الضغط الجوي بسبب الارتفاع أو الظروف الجوية.

يعمل الضغط المقياسي بشكل جيد لمعظم التطبيقات الصناعية لأن الضغط الجوي يظل ثابتًا نسبيًا في مواقع ثابتة. ومع ذلك، يصبح الضغط المطلق حرجاً في:

• حسابات تعويض الارتفاعات
• تصميم نظام تفريغ الهواء
• تطبيقات قانون الغاز
• حسابات معدل التدفق
• تعويض درجة الحرارة

اختلافات القياس العملية

عملت مؤخرًا مع آنا، وهي مهندسة عمليات من منصة بحرية نرويجية. عملت حساباتها الهوائية بشكل مثالي على الشاطئ ولكنها فشلت عندما انتقلت المعدات إلى العمليات البحرية.

كانت المشكلة هي تباين الضغط الجوي. فقد أحدثت أنظمة الطقس تغيرات في الضغط الجوي بمقدار 1-2 PSI أثرت على قراءات الضغط الجوي الخاصة بها. ومن خلال التحول إلى قياسات الضغط المطلق، تخلصنا من تغيرات الأداء المرتبطة بالطقس.

الفهم البصري

فكر في الضغط المطلق على أنه يقيس من قاع حمام السباحة (التفريغ المثالي) إلى سطح الماء (ضغط النظام). يقيس الضغط المقياس فقط من مستوى الماء العادي (الضغط الجوي) إلى السطح.

يساعد هذا القياس على فهم سبب توفير الضغط المطلق معلومات أكثر اكتمالاً للحسابات الهندسية.

لماذا يعد الضغط المطلق حاسمًا في الحسابات الهوائية؟

يشكل الضغط المطلق الأساس لحسابات النظام الهوائي الدقيقة. تتطلب العديد من المعادلات الهندسية قيم ضغط مطلق للحصول على نتائج صحيحة.

الضغط المطلق ضروري للحسابات الهوائية لأن قوانين الغاز ومعادلات التدفق والعلاقات الديناميكية الحرارية تستخدم قيم الضغط المطلق. ينتج عن استخدام الضغط المقياسي في هذه المعادلات نتائج غير صحيحة يمكن أن تؤدي إلى فشل النظام.

تطبيقات قانون الغاز

إن قانون الغاز المثالي² يتطلب ضغطًا مطلقًا لإجراء حسابات دقيقة:

PV = nRT

أين:

• P = الضغط المطلق
• V = الحجم
• ن = عدد المولات
• R = ثابت الغازات
• T = درجة الحرارة المطلقة³

ينتج عن استخدام الضغط المقياسي في حسابات قانون الغاز أخطاء تتناسب مع الضغط الجوي. وعند مستوى سطح البحر، ينتج عن ذلك خطأ 15% في معظم الحسابات.

حسابات معدل التدفق

تتطلب معادلات معدل التدفق الهوائي نسب ضغط مطلق:

معدل التدفق ∝ √ (P₁² - P₂²)

حيث P₁ وP₂ هما الضغط المطلق أعلى وأسفل القيد.

يمكن أن يؤدي استخدام ضغوط المقاييس في حسابات التدفق إلى حدوث أخطاء تتجاوز 20%، مما يؤدي إلى مكونات النظام صغيرة الحجم أو كبيرة الحجم.

حسابات قوة الاسطوانة

في حين أن حسابات القوة الأساسية (F = P × A) تعمل مع الضغط المقياسي، فإن التطبيقات المتقدمة تتطلب ضغطًا مطلقًا:

تعويض الارتفاعات

يتغير ناتج القوة مع الارتفاع بسبب تغيرات الضغط الجوي. تأخذ حسابات الضغط المطلق في الحسبان هذه التغيرات.

تأثيرات درجة الحرارة

تتطلب حسابات تمدد الغاز وانكماشه قيم ضغط ودرجة حرارة مطلقة لضمان الدقة.

أداء الضاغط

تستخدم حسابات تحجيم الضاغط وحسابات الأداء نسب الضغط المطلق:

نسبة الضغط = P₂(القيمة المطلقة) ÷ P₁(القيمة المطلقة)

تحدد هذه النسبة متطلبات مرحلة الضاغط واستهلاك الطاقة. ينتج عن استخدام الضغط المقياسي ضغط غير صحيح نسب الضغط⁴.

مثال من العالم الحقيقي

لقد ساعدت ماركوس، وهو مشرف صيانة في منشأة تصنيع سويسرية دقيقة، في حل مشكلة عدم اتساق أداء الأسطوانات بدون قضيب. كانت منشأته تعمل على ارتفاع 3000 قدم، حيث يبلغ الضغط الجوي 13.2 رطل لكل بوصة مربعة بدلاً من 14.7 رطل لكل بوصة مربعة في مستوى سطح البحر.

أظهرت قراءات ضغط مقياسه 80 PSIG، ولكن الضغط المطلق كان 93.2 PSIA فقط بدلاً من 94.7 PSIA المتوقع. وقد أدى هذا الفرق البالغ 1.5 PSI إلى انخفاض ناتج قوة الأسطوانة بمقدار 1.6%، مما تسبب في مشاكل في دقة تحديد المواقع في التطبيقات الدقيقة.

من خلال إعادة معايرة حساباته للضغط الجوي المحلي، استعدنا الأداء المناسب للنظام.

تطبيقات التفريغ

تتطلب أنظمة التفريغ قياسات الضغط المطلق لأن الضغط المقياسي يصبح سالبًا تحت الضغط الجوي:

كيف يؤثر الارتفاع على الضغط المطلق في الأنظمة الهوائية؟

يؤثر الارتفاع بشكل كبير على الضغط الجوي، مما يؤثر على أداء النظام الهوائي. إن فهم هذه التأثيرات يمنع حدوث مشكلات في الأداء في المنشآت المرتفعة.

ينخفض الضغط الجوي بحوالي 0.5 رطل لكل 1,000 قدم من الارتفاع. ويؤثر هذا الانخفاض على حسابات الضغط المطلق ويمكن أن يقلل من ناتج قوة الأسطوانة الهوائية بمقدار 3-41 تيرابايت 3 تيرابايت لكل 1000 قدم من الارتفاع.

الضغط الجوي مقابل الارتفاع

يختلف الضغط الجوي القياسي بشكل متوقع مع الارتفاع:

تأثير ناتج القوة

يؤثر انخفاض الضغط الجوي على حسابات قوة الأسطوانة عند استخدام الضغط المطلق:

الضغط الفعال = الضغط القياسي + الضغط الجوي المحلي

بالنسبة لأسطوانة تعمل عند 80 PSIG:

• مستوى سطح البحر:: 80 + 14.7 = 94.7 رطل لكل بوصة مربعة
• 5,000 قدم:: 80 + 12.2 + 12.2 = 92.2 رطل لكل بوصة مربعة
• تخفيض القوة: 2.6%

استراتيجيات تعويض الارتفاعات

تعوض عدة طرق عن تأثيرات الارتفاع:

تعديل الضغط

قم بزيادة ضغط المقياس للحفاظ على ضغط مطلق ثابت:
ضغط المقياس المطلوب = الضغط المطلق المستهدف - الضغط الجوي المحلي

إعادة تصميم النظام

تغيير حجم الأسطوانات للحفاظ على ناتج القوة في ظروف الضغط المطلق المنخفض.

تعويض نظام التحكم

برمجة أنظمة التحكم في البرمجة لضبط تغيرات الضغط الجوي المحلي.

تأثيرات درجة الحرارة والارتفاع معاً

يؤثر كل من الارتفاع ودرجة الحرارة على كثافة الهواء وأداء النظام:

كثافة الهواء = (الضغط المطلق × الوزن الجزيئي) ÷ (ثابت الغاز × درجة الحرارة المطلقة)

الارتفاعات العالية عادة ما تكون درجات الحرارة فيها أقل، مما يعوض جزئياً تأثيرات انخفاض الضغط على كثافة الهواء.

تطبيق الارتفاعات في العالم الحقيقي

عملت مع كارلوس، وهو مدير مشروع لتركيب أنظمة تعمل بالهواء المضغوط في عملية تعدين في بيرو على ارتفاع 12,000 قدم. أظهرت حساباته على مستوى سطح البحر قوة كافية لتطبيقات مناولة المواد.

عند ارتفاع التركيب، كان الضغط الجوي 9.3 PSIA فقط مقارنةً بالضغط الجوي عند مستوى سطح البحر البالغ 14.7 PSIA. هذا الانخفاض في الضغط الجوي 37% أثر بشكل كبير على أداء النظام.

قمنا بتعويضها بـ

• زيادة ضغط التشغيل من 80 إلى 95 PSIG
• رفع حجم الأسطوانات الحرجة بمقدار 15%
• إضافة معززات الضغط للتطبيقات عالية القوة

قدم النظام المعدل الأداء المطلوب على الرغم من ظروف الارتفاع الشديد.

تأثيرات الطقس عند الارتفاع

تشهد المواقع المرتفعة تغيرات أكبر في الضغط الجوي بسبب الطقس:

تغيرات مستوى سطح البحر

• الضغط العالي: 15.2 رطل لكل بوصة مربعة (+0.5 رطل لكل بوصة مربعة)
• الضغط المنخفض: 14.2 رطل/بوصة مربعة (-0.5 رطل/بوصة مربعة)
• النطاق الإجمالي: 1.0 رطل لكل بوصة مربعة

اختلافات الارتفاعات العالية (10,000 قدم)

• الضغط العالي: 10.6 رطل لكل بوصة مربعة (+0.5 رطل لكل بوصة مربعة)
• الضغط المنخفض:: 9.6 رطل لكل بوصة مربعة (-0.5 رطل لكل بوصة مربعة)
• النطاق الإجمالي: 1.0 رطل لكل بوصة مربعة (101 تيرابايت 3 تيرابايت من الضغط الأساسي)

ما هي التطبيقات الشائعة للضغط المطلق في الأوساط الصناعية؟

تعد قياسات الضغط المطلق ضرورية في العديد من التطبيقات الصناعية حيث تحدد علاقات الضغط الدقيقة أداء النظام وسلامته.

تشمل التطبيقات الشائعة للضغط المطلق أنظمة التفريغ وحسابات تدفق الغاز وحساب حجم الضاغط وتعويض الارتفاع والعمليات الديناميكية الحرارية. وتتطلب هذه التطبيقات ضغطًا مطلقًا لأن قياسات الضغط المقياسي توفر معلومات غير كاملة.

تصميم نظام تفريغ الهواء

تتطلب تطبيقات التفريغ قياسات الضغط المطلق لأن الضغط المقياسي يصبح سالبًا تحت الظروف الجوية:

تحجيم مضخة التفريغ

تعتمد سعة مضخة التفريغ على نسب الضغط المطلق:
سرعة الضخ = معدل تدفق الحجم ÷ (P₁ - P₂)

حيث P₁ وP₂ هما الضغط المطلق عند مدخل المضخة ومخرجها.

مواصفات مستوى التفريغ

تستخدم مستويات التفريغ الصناعي قياسات الضغط المطلق:

قياس تدفق الغازات

تتطلب حسابات تدفق الغاز الدقيقة قيم ضغط مطلق:

ظروف التدفق المختنق

يصبح تدفق الغاز مختنقًا عندما ينخفض ضغط المصب عن الضغط الحرج:
نسبة الضغط الحرج = 0.528 (للهواء)

يتطلب هذا الحساب ضغوطًا مطلقة لتحديد قيود التدفق.

حسابات التدفق الكتلي

يعتمد معدل التدفق الكتلي على الضغط المطلق ودرجة الحرارة:
التدفق الكتلي = (الضغط المطلق × المساحة × السرعة) ÷ (ثابت الغاز × درجة الحرارة المطلقة)

تطبيقات الضاغط

يستخدم تحجيم الضاغط والأداء نسب الضغط المطلق:

حسابات نسبة الضغط

نسبة الضغط = ضغط التفريغ (القيمة المطلقة) ÷ ضغط الشفط (القيمة المطلقة)

تحدد هذه النسبة:

• عدد مراحل الضغط المطلوبة
• استهلاك الطاقة
• درجة حرارة التفريغ
• خصائص الكفاءة

خرائط أداء الضاغط

تستخدم خرائط أداء الشركة المصنعة ظروف الضغط المطلق للاختيار والتشغيل الدقيقين.

تطبيقات التحكم في العمليات

تتطلب العديد من أنظمة التحكم في العمليات قياسات الضغط المطلق:

حسابات الكثافة

حسابات كثافة الغاز لقياس التدفق والتحكم فيه:
الكثافة = (الضغط المطلق × الوزن الجزيئي) ÷ (ثابت الغاز × درجة الحرارة المطلقة)

حسابات انتقال الحرارة

تستخدم الحسابات الديناميكية الحرارية للمبادلات الحرارية ومعدات المعالجة قيم الضغط ودرجة الحرارة المطلقة.

تطبيق العملية في العالم الحقيقي

لقد ساعدت مؤخرًا إيلينا، وهي مهندسة عمليات في منشأة كيميائية ألمانية، في النقل الهوائي⁵ تصميم النظام. ينقل نظامها الكريات البلاستيكية باستخدام الهواء المضغوط عبر خطوط أنابيب مرتفعة.

تتطلب حسابات النقل تحديد قيم الضغط المطلق لتحديد قيم الضغط المطلق:

• كثافة الهواء عند ارتفاعات خطوط الأنابيب المختلفة
• حسابات انخفاض الضغط خلال المقاطع الرأسية
• متطلبات سرعة المواد
• قيود سعة النظام

كان من شأن استخدام الضغط المقياسي أن ينتج عنه أخطاء 15-20% في حسابات سعة النقل، مما يؤدي إلى معدات أقل من حجمها وأداء ضعيف.

تطبيقات مراقبة الجودة

غالبًا ما يتطلب التصنيع الدقيق قياسات الضغط المطلق:

اختبار التسرب

توفر قياسات الضغط المطلق اكتشافًا أكثر دقة للتسرب:
معدل التسرب = الحجم × انخفاض الضغط × انخفاض الضغط ÷ الزمن

يؤدي استخدام الضغط المطلق إلى التخلص من تغيرات الضغط الجوي التي تؤثر على قراءات الضغط الجوي.

معايير المعايرة

تستخدم معايير معايرة الضغط مراجع الضغط المطلق للدقة وإمكانية التتبع.

كيف يمكنك التحويل بين قياسات الضغط المختلفة؟

يتطلب تحويل الضغط بين أنظمة القياس المختلفة فهم النقاط المرجعية وعوامل التحويل. التحويلات الدقيقة تمنع الأخطاء الحسابية في المشاريع الدولية.

تتطلب تحويلات الضغط إضافة أو طرح الضغط الجوي عند التغيير بين القياسات المطلقة وقياسات المقياس، بالإضافة إلى تطبيق عوامل تحويل الوحدات. وتشمل التحويلات الشائعة تحويل PSIA إلى بار، وPSIG إلى كيلو باسكال، وقياسات التفريغ إلى ضغط مطلق.

صيغ التحويل الأساسية

العلاقة الأساسية بين أنواع الضغط:

الضغط المطلق = الضغط المقياسي + الضغط الجوي
الضغط المقياسي = الضغط المطلق - الضغط الجوي
تفريغ الهواء = الضغط الجوي - الضغط المطلق

معاملات تحويل الوحدات

تحويلات وحدة الضغط الشائعة:

من | من | إلى | اضرب في |
|——|—-|———–| 
| PSI | بار | 0.06895 |
| بار | PSI | 14.504 |
| PSI | كيلو باسكال | 6.895 |
| كيلو باسكال | PSI | 0.1450 |
| PSI | "زئبق | 2.036 |
|"Hg | PSI | 0.4912 |

معايير الضغط الجوي

قيم الضغط الجوي القياسية للتحويلات:

أمثلة على التحويل

تحويل PSIG إلى PSIA

80 PSIG إلى PSIA عند مستوى سطح البحر:
80 رطل لكل بوصة مربعة + 14.7 = 94.7 رطل لكل بوصة مربعة

شريط قياس إلى شريط مطلق

5 بارجات إلى بارا عند مستوى سطح البحر:
5 بارجات + 1.013 = 6.013 بارا

التفريغ إلى الضغط المطلق

25 "زئبق مفرغ من الزئبق إلى PSIA:
14.7 - (25 × 0.4912) = 2.42 رطل لكل بوصة مربعة

اعتبارات الوحدة الدولية

تستخدم البلدان المختلفة وحدات ضغط مختلفة:

اعتبارات دقة التحويل

تعتمد دقة التحويل على افتراضات الضغط الجوي:

الظروف القياسية مقابل الظروف الفعلية

• قياسي: يستخدم الضغط الجوي 14.7 رطل لكل بوصة مربعة
• الفعلية: يستخدم الضغط الجوي المحلي
• خطأ: يمكن أن يكون 1-3% حسب الموقع والطقس

تأثيرات درجة الحرارة

يختلف الضغط الجوي باختلاف درجة الحرارة والظروف الجوية. لإجراء تحويلات دقيقة، استخدم الضغط الجوي المحلي الفعلي بدلاً من القيم القياسية.

أدوات التحويل الرقمي

توفر أدوات الضغط الحديثة غالبًا تحويلات تلقائية للوحدات. ومع ذلك، فإن فهم مبادئ التحويل اليدوي يساعد في التحقق من القراءات الرقمية واستكشاف أخطاء التحويل وإصلاحها.

تطبيق التحويل العملي

لقد عملت مع جان بيير، وهو مهندس مشروع من أحد موردي السيارات الفرنسيين، على مواصفات نظام هوائي لمشروع عالمي. وكانت مواصفاته الأوروبية تستخدم مقياس ضغط بار، ولكن التركيب في أمريكا الشمالية يتطلب قيم PSIG.

تتضمن عملية التحويل

1. المواصفات الأوروبية:: ضغط تشغيل 6 باريغ
2. التحويل إلى مطلق:: 6 + 1.013 + 1.013 = 7.013 بارا
3. تحويل الوحدات:: 7.013.7 × 14.504 = 101.7 رطل لكل بوصة مربعة
4. التحويل إلى مقياس: 101.7 - 14.7 = 87.0 رطل لكل بوصة مربعة

يضمن هذا النهج المنهجي دقة مواصفات الضغط عبر أنظمة القياس المختلفة ويمنع حدوث أخطاء في تحديد حجم المعدات.

ما الأخطاء التي يرتكبها المهندسون في حسابات الضغط المطلق؟

أخطاء حساب الضغط المطلق شائعة ويمكن أن تؤدي إلى مشاكل كبيرة في أداء النظام. ويساعد فهم هذه الأخطاء على منع حدوث مشاكل مكلفة في التصميم والتشغيل.

تتضمن الأخطاء الشائعة في الضغط المطلق استخدام الضغط المطلق في حسابات قانون الغاز، وتجاهل تغيرات الضغط الجوي، والتحويلات غير الصحيحة للوحدات وسوء فهم قياسات التفريغ. تتسبب هذه الأخطاء عادةً في عدم دقة حسابات 10-30% ومشاكل في أداء النظام.

استخدام الضغط القياسي في حسابات قانون الغازات

الخطأ الأكثر شيوعًا هو استخدام الضغط المقياسي في المعادلات التي تتطلب ضغطًا مطلقًا:

تطبيق قانون الغاز غير صحيح

خطأ: PV = nRT باستخدام الضغط المقياسي
صحيح: PV = nRT باستخدام الضغط المطلق

يؤدي هذا الخطأ إلى حدوث أخطاء حسابية تتناسب مع الضغط الجوي - حوالي 151 تيرابايت 3 تيرابايت في ظروف مستوى سطح البحر.

تجاهل تغيرات الضغط الجوي

يفترض العديد من المهندسين ثبات الضغط الجوي عند 14.7 رطل لكل بوصة مربعة بغض النظر عن الموقع أو الظروف:

اختلافات الموقع

• مستوى سطح البحر: 14.7 PSIA 14.7
• دنفر (5,280 قدم): 12.2 PSIA 12.2
• خطأ: 17% في حالة استخدام قيمة مستوى سطح البحر في دنفر

التقلبات الجوية

• نظام الضغط العالي: 15.2 PSIA 15.2
• نظام الضغط المنخفض: 14.2 PSIA 14.2
• التباين:: ± 3.4% من المعيار

التحويلات غير الصحيحة للوحدات

يؤدي الخلط بين وحدات الضغط المطلق ووحدات القياس إلى حدوث أخطاء كبيرة:

أخطاء التحويل الشائعة

• إضافة 14.7 إلى قراءات مقياس البار (يجب إضافة 1.013)
• استخدام 14.7 PSI 14.7 PSI للمواقع غير مستوى سطح البحر
• نسيان التحويل بين المطلق والمقياس عند تغيير الوحدات

ارتباك قياس الفراغ

غالبًا ما تربك قياسات الفراغ المهندسين لأنها تمثل ضغطًا أقل من الضغط الجوي:

علاقات ضغط الفراغ

• 29 "تفريغ الزئبق 29 = 0.76 PSIA (وليس -29 PSIA)
• مكنسة كهربائية مثالية = 0 PSIA المطلق
• الضغط الجوي = أقصى فراغ ممكن في الزئبق "زئبق

لقد ساعدت مؤخرًا روبرتو، وهو مهندس تصميم من شركة تغليف إيطالية، في حل مشكلات أداء نظام التفريغ. أظهرت حساباته قدرة مضخة تفريغ مناسبة، لكن النظام لم يتمكن من تحقيق مستويات التفريغ المطلوبة.

كانت المشكلة هي الارتباك في قياس التفريغ. قام روبرتو بحساب متطلبات المضخة باستخدام -25 PSIG بدلاً من الضغط المطلق الصحيح 1.4 PSIA. هذا الخطأ جعل المضخة تبدو أقوى 18 مرة من السعة الفعلية.

أخطاء تعويض درجة الحرارة

غالبًا ما تتجاهل حسابات الضغط المطلق تأثيرات درجة الحرارة:

متطلبات درجة حرارة قانون الغازات

تتطلب حسابات قانون الغازات درجة حرارة مطلقة (رانكين أو كلفن):

• فهرنهايت إلى رانكين: ° R = ° F + 459.67
• مئوية إلى كلفن: ك = درجة مئوية + 273.15 درجة مئوية

ينتج عن استخدام درجات حرارة فهرنهايت أو مئوية في حسابات قانون الغاز أخطاء كبيرة.

تجاوزات تعويض الارتفاعات

يستخدم المهندسون في كثير من الأحيان الضغط الجوي عند مستوى سطح البحر للمنشآت على ارتفاعات عالية:

أخطاء ضغط الارتفاع

على ارتفاع 10,000 قدم

• الغلاف الجوي الفعلي: 10.1 PSIA 10.1
• افتراض مستوى سطح البحر: 14.7 PSIA 14.7
• خطأ: 45% المبالغة في تقدير الضغط المطلق

أخطاء في حساب نسبة الضاغط

تتطلب حسابات نسبة الضغط ضغوطًا مطلقة، لكن المهندسين غالبًا ما يستخدمون الضغوط المقياسية:

نسبة الضغط غير صحيحة

لتفريغ 80 PSIG، شفط جوي:

• خطأ:: 80 ÷ 0 = غير محدد
• صحيح: 94.7 ÷ 14.7 = 6.44:1

أخطاء في حساب التدفق

تتطلب حسابات معدل التدفق باستخدام فروق الضغط قيم الضغط المطلق:

أخطاء التدفق المختنق

حسابات نسبة الضغط الحرجة:

• خطأ: استخدام نسب الضغط المقياسي
• صحيح: استخدام نسب الضغط المطلق
• التأثير: يمكن المبالغة في تقدير سعة التدفق بمقدار 15-20%

أخطاء تصميم نظام الأمان

يتطلب تحديد حجم صمام تنفيس الأمان حسابات الضغط المطلق:

تحجيم صمام الإغاثة

تعتمد سعة صمام التنفيس على نسب الضغط المطلق. ويمكن أن يؤدي استخدام الضغوط المقيسة إلى صمامات تنفيس أقل من حجمها وإلى مخاطر تتعلق بالسلامة.

استراتيجيات الوقاية

تجنب أخطاء حساب الضغط المطلق من خلال:

النهج المنهجي

1. تحديد نوع الضغط المطلوب: تحديد ما إذا كان الحساب يحتاج إلى ضغط مطلق أو قياس
2. استخدام الضغط الجوي الصحيح: تطبيق الضغط الجوي المحلي، وليس مستوى سطح البحر القياسي
3. التحقق من اتساق الوحدة: التأكد من أن جميع الضغوطات تستخدم نفس نظام الوحدات
4. إعادة التحقق من التحويلات: التحقق من عوامل التحويل والنقاط المرجعية

معايير التوثيق

• تسمية أنواع الضغط بوضوح: حدد دائمًا PSIA، PSIG، PSIG، بارا، باراج، باراج
• الشروط المرجعية للدولة: توثيق افتراضات الضغط الجوي
• تضمين جداول التحويل: توفير عوامل التحويل المرجعية

الخاتمة

يوفر الضغط المطلق صورة الضغط الكاملة الضرورية لإجراء حسابات دقيقة للنظام الهوائي. إن فهم مبادئ الضغط المطلق يمنع الأخطاء الحسابية الشائعة ويضمن أداءً موثوقًا لنظام الأسطوانة بدون قضيب عبر ظروف التشغيل المختلفة.

الأسئلة الشائعة حول الضغط المطلق في الأنظمة الهوائية