ความดัน (Pressure) คือ อะไร

18/12/2018 | 2729

 ความดัน (Pressure) คือ อะไร

       ความดัน คือ ปริมาณแรงกระทำที่ทำให้ของเหลวหรือก๊าซหยุดการขยายตัว และจัดอยู่ในเทอมของ แรงต่อหน่วยพื้นที่


ความดันของเหลว

       ความดันของเหลวเกิดจากแรงกระทำจากน้ำหนักของของเหลวที่กระทำต่อหนึ่งหน่วยพื้นที่นั่นเอง ยิ่งระดับความลึกของของเหลวมากขึ้นเท่าไหร่ ค่าความดันยิ่งเพิ่มมากขึ้นเช่นกัน ดังสมการข้างล่างนี้จะเห็นว่าค่าความดันของของเหลวจะไม่ขึ้นกับรูปร่าง , มวลรวมและพื้นที่หน้าตัด

http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/imgmec/fp2.gif

ความดันของแก๊สหรือความดันอากาศ

       ความดันของของแก๊สมีลักษณะคล้ายกับความดันของเหลวเนื่องจากอากาศเป็นสิ่งที่มีมวลมีน้ำหนัก และโมเลกุลของอากาศก็วิ่งชนกันตลอดเวลาการวิ่งชนของอากาศนี้เองทำให้เกิดแรงดันอากาศ ยกตัวอย่างให้เห็นภาพ เช่นการเติมลมยางรถจะเห็นว่ามีความดันของอากาศดันยางออกทุกทิศทางทำให้ยางรถยนต์แข็งขึ้น 



เมื่อ          P คือ ความดัน (N/m2)

                n คือ จำนวนโมเลกุลของก๊าซใน  1m3 (Number/m3)

                v คือ ความเร็วเฉลี่ยของการเคลื่อนที่ของโมเลกุลก๊าซ (m/s)

                m คือ มวลโมเลกุลของก๊าซ (kg)

 

 ประเภทของความดัน ( Types of Pressure ) มี 4 ประเภท คือ

·        ความดันเกจ (Gauge Pressure)

·        ความดันสัมบูรณ์ (Absolute pressure)

·        ความดันแตกต่าง (Differential Pressure)

·        สภาวะสุญญากาศ (Vacuum Pressure)

 

อธิบายเพิ่มเติม

1.   ณ จุดความดันบรรยากาศหรือ Standard Atmospheric Pressure จะพบว่าเข็มของ Pressure Gauge จะชี้ที่เลขศูนย์ หมายความว่า ความดันเกจมีค่าเป็นศูนย์ ณ ที่บรรยากาศปกติ

2.   Perfect Vacuum หรือเรียกอีกอย่างหนึ่งว่า Zero Absolute (จุดศูนย์ความดันสัมบูรณ์) มีค่า Pabs=0 หรืออยู่ในสภาวะสูญญากาศสมบูรณ์นั่นเอง

        Pabs = Patm + Pg  ที่ Pabs = 0   Pg =  -Patm  หมายความว่า Pressure  gauge จะชี้ค่าที่ -101325 kPa โดยประมาณ

 

ความดันเกจ (Gauge Pressure)

เป็นค่าที่ใช้ในงานอุตสาหกรรมโดย Gauge Pressure มีค่าเป็นศูนย์ที่ความดันบรรยากาศสัญลักษณ์ที่ใช้ คือ Pg        หน่วยวัดที่ใช้จะมีตัวอักษร g กำกับอยู่ เช่น Barg, Psig เป็นต้น

 

ความดันสัมบูรณ์ (Absolute Pressure)

           สัญลักษณ์ที่ใช้ คือ Pa หรือ Pabsหน่วยวัดที่ใช้จะมีอักษร abs หรือ a กำกับอยู่ เช่น bar(abs), Psia เป็นต้น ความดันสัมบูรณ์มีค่า เท่ากับ 101.325 kPa ที่ความดันบรรยากาศ (1atm) ค่าความดันสัมบูรณ์จะใช้สำหรับในการคำนวณทาง  Thermodynamic เป็นส่วนใหญ่ เช่น การหา Boiler Efficiency เป็นต้น

 

ความดันแตกต่าง (Differential Pressure)

 

สัญลักษณ์ที่ใช้ คือ ΔP    หน่วยวัดที่ใช้มักมีอักษร d , D กำกับอยู่ เช่น Psid เป็นต้น

 

สภาวะสุญญากาศ (Vacuum Pressure)

 

สัญลักษณ์ที่ใช้ไม่ปรากฏแน่ชัด แต่ส่วนมากจะใช้เครื่องหมายลบกำกับหน้าตัวเลข นอกจากนี้ยังใช้ abs หรือ Pabs ได้ด้วยแต่อาจเกิดความสับสนได้ง่าย วิธีที่ดีที่สุดคือ ควรกำหนดเป็นค่าตัวเลขติดลบ เช่น  P = -10 Psig

หน่วยวัดที่ใช้โดยทั่วไปจะมีอักษร Vac กำกับอยู่ เช่น  750 mmHg vac เป็นต้น

การกำหนดในรูปแบบของ  Pabs เช่น 50 kPa (abs) หมายถึง อยู่ในสภาวะ Vacuum เท่ากับ 50 - 101.325 = - 50.325 Kpa  หรือ 50.325 kPaVac จะเห็นว่า การกำหนดในรูปแบบ Pabsอาจสร้างความสับสนให้แก่ผู้ใช้งานได้ง่าย   จากประสบการณ์ของผู้เขียนพบว่าการเรียกแบบมีเครื่องหมายลบ( - ) สามารถสื่อความหมายได้ดีกว่า

 

 เครื่องมือวัดความดัน

 

     1. Pressure Gauge หรือ เกจวัดความดัน สามารถวัดความดันได้ทั้งความดันเกจ ความดันสัมบูรณ์ และความดันสุญญากาศ โดยอ่านค่าความดันที่หน้าปัดส่วนใหญ่จะเป็นแบบอนาล็อคหรือแบบเข็ม ในพื้นที่ใช้งานที่มีการสั่นสะเทือนมาก ๆ เช่น บริเวณใกล้ปั้ม จะใช้ Pressure Gauge ประเภทมีน้ำมันไตรกลีเซอร์ไรด์ เพื่อความแม่นยำในการอ่านค่าและลดความเสียหายให้กับอุปกรณ์

 


 

     2. Pressure Transmitter เป็นอุปกรณ์ที่ใช้วัดความดันและสามารถแปลงค่าความดันเป็นค่าสัญญาณไฟฟ้า  4-20mA หรือ 0-5Vdc (ถ้าให้สัญญาณเอาพุทออกเป็นสัญญาณอื่น เรียกว่า Pressure Tranducer) สัญญาณเอาพุตที่นั้นสามารถนำมาเข้าอุปกรณ์ Controller ต่าง ๆเพื่อควบคุมระบบ

 

 

อ้างอิง:

https://www.aballtechno.com/article/25/%E0%B8%84%E0%B8%A7%E0%B8%B2%E0%B8%A1%E0%B8%94%E0%B8%B1%E0%B8%...