Áp suất khí là gì? Các công thức tính áp suất khí
Nội dung chính [ Ẩn ]
Hiện nay, máy nén khí là thiết bị công nghiệp được ứng dụng phổ biến trong các hoạt động đời sống và sản xuất. Và để có thể sử dụng thiết bị này, áp suất khí nén là yếu tố không thể thiếu. Trong nội dung bài viết hôm nay, hãy cùng chúng tôi đi tìm hiểu tất tần tật kiến thức về áp suất khí.
Tìm hiểu khái niệm áp lực, áp suất, áp suất khí
Trước tiên, áp lực chính là lực tác động trên diện tích bề mặt của 1 vật hay lực ép vuông góc với mặt chịu lực. Theo khái niệm lực tổng quát, áp lực là 1 đại lượng véc tơ; nhưng vì đã xác định được phương (vuông góc với mặt chịu đựng) và chiều (hướng vào mặt chịu đựng) nên nói đến áp lực thì người ta chỉ có thể nói về độ lớn (cường độ).
Làm rõ các khái niệm liên quan đến áp suất khí
Áp suất là gì? Tác dụng của áp lực lên diện tích bị ép với 1 tỷ số thì tỷ số đó gọi là áp suất. Hiểu đơn giản, áp suất là lực tác dụng vuông góc trên 1 diện tích; và diện tích tiếp xúc càng nhỏ thì áp suất càng lớn.
Trong hệ SI, đơn vị áp suất Newton trên mét vuông (N/m²) được gọi là Pascal (Pa) - Tên nhà khoa Toán học và Vật lý học người Pháp Blaise Pascal thế kỷ thứ 17. Đơn vị 1 Pa rất nhỏ, xấp xỉ bằng áp suất của 1 đồng đô la tác dụng lên mặt bàn; thường được đo với tỷ lệ bắt đầu bằng 1kPa = 1000Pa.
Áp suất khí là gì? Nói đến áp suất khí, chúng ta có những cách giải thích cụ thể trong các trường hợp dưới đây:
- Đầu tiên, áp suất không khí hay áp suất khí quyển là độ lớn của áp lực trong bầu khí quyển của Trái Đất (khí quyển của một hành tinh, một ngôi sao khác) trên một đơn vị diện tích.
Áp suất máy nén khí tạo nguồn khí nén cần thiết
- Tiếp theo, áp suất khí nén được tạo ra từ những chiếc máy nén khí công nghiệp. Áp suất khí lúc này là khái niệm để chỉ lực tác dụng bởi các phần tử khí va chạm vào thành bình chứa của chúng. Những phần tử này va vào thành bình chứa càng thường xuyên và chuyển động càng nhanh thì áp suất khí càng cao. Áp suất khí lớn sẽ tạo thành năng lượng khí nén cung cấp cho các thiết bị cần khí nén.
>>> Xem thêm: Khí nén là gì? Ứng dụng khí nén trong thực tế
Công thức tính áp suất khí
Áp suất sẽ được tính bằng độ lớn của áp lực trên 1 đơn vị diện tích bề mặt bị ép. Riêng đối với chất lỏng và khí đều di chuyển từ nơi có áp suất thấp xuống nơi có áp suất cao nên có cùng công thức. Cụ thể:
* Công thức chung tính áp suất chất rắn:
P = F / S
Trong đó:
- P: Là áp suất chất rắn (N/m²)
- F: Là áp lực (N)
- S: Là diện tích bề mặt bị lực F tác động (m²)
* Công thức tính áp suất khí, áp suất lỏng:
P = D * H
Trong đó:
- P: Là áp suất khí hay chất lỏng (Pa hoặc Bar)
- D: Là trọng lượng riêng của khí hay chất lỏng (N/m²)
- H: Chiều cao của khí hay chất lỏng (m)
Các đơn vị đo áp suất khí phổ biến hiện nay
Đơn vị đo áp suất khá đa dạng nhưng phổ biến nhất chính là Bar, Pa, Kg/cm², Psi. Cụ thể:
1. Đơn vị đo áp suất khí Pa
Pascal (ký hiệu Pa) là đơn vị đo áp suất trong Hệ Đo lường Quốc tế (SI). Đơn vị này sử dụng rộng rãi tại các nước châu Á, đặc biệt là Nhật Bản.
Pa được ứng dụng trong các ngành công nghiệp điện, sản xuất thép, xây dựng, máy móc; thiết bị như đồng hồ đo áp suất, máy nén khí, máy nước nóng, cảm biến áp suất,...
Đơn vị Pa rất nhỏ khi 1 Pascal là áp suất tạo ra từ áp lực 1 Newton tác dụng lên bề mặt diện tích 1 m². Do đó, trên thực tế thì người ta hay sử dụng các đơn vị lớn.
2. Đơn vị đo áp suất khí kg/cm²
Kg/cm² là đơn vị đo áp suất khí nén phổ biến nhất tại nước ta, đối với máy nén khí thì nhiều người sẽ hay gọi là “kí” (kg). Vì vậy, có những tên gọi máy nén khí là máy nén khí 8kg, máy nén khí 12kg,...
Cách đổi: 1 Kg/cm² = 98066.5 Pa
Đặc biệt với đơn vị Kg/cm² sẽ được ứng dụng nhiều trong các lĩnh vực như nhà máy - công nghiệp sản xuất, đồ uống, thực phẩm, dược phẩm,...
Đồng hồ áp suất máy nén khí đơn vị kg/cm²
3. Đơn vị đo áp suất khí Bar
Bar là đơn vị đo áp suất khí không nằm trong Hệ Đo lường Quốc tế (SI). Đây là đơn vị do nhà Khí tượng học người Na Uy có tên Vilmus Bjerknes (người sáng lập phương pháp dự báo thời tiết hiện đại) giới thiệu.
Cách đổi: 1 Bar = 100 000 Pa
Đơn vị Bar sử dụng phổ biến tại châu Âu, nhất là các nước công nghiệp như Anh, Đức, Pháp,... trong các nhà máy, xí nghiệp, nhà xưởng hay phòng thí nghiệm. Ngoài ra còn được dùng và lắp đặt trong các thiết bị máy móc như máy nén khí, máy rửa xe, máy sấy khí,...
4. Đơn vị đo áp suất khí Psi
Psi là viết tắt của Pounds per square inch; là một đơn vị đo áp suất và áp lực có xuất xứ từ Bắc Mỹ.
Cách đổi: 1 Psi = 6895 Pa
Đơn vị Psi được sử dụng chủ yếu để đo áp suất chất lỏng hay khí. Nó thường được thấy trên các đồng hồ đo áp suất hoặc cảm biến áp suất xuất xứ từ Mỹ; đo áp suất máy nén khí và thủy lực.
Đồng hồ đo áp suất khí đơn vị Psi
Giới thiệu Bảng quy đổi đơn vị đo áp suất
Chúng tôi giới thiệu đến bạn Bảng quy đổi đơn vị đo áp suất; bao hàm tất cả các đơn vị áp suất và dựa vào đây thì bạn có thể dễ dàng chuyển đổi bất kỳ đơn vị nào.
Bảng quy đổi đơn vị đo áp suất
Một số yếu tố làm ảnh hưởng tới áp suất khí
Các yếu tố làm ảnh hưởng đến áp suất khí đó là nhiệt độ, thể tích khí và mật độ khí. Cụ thể như sau:
1. Nhiệt độ
Việc thay đổi nhiệt độ sẽ ảnh hưởng đến áp suất khí trong bình chứa kín. Khi tăng nhiệt độ làm cho áp suất khí tăng và ngược lại. Bởi, nhiệt độ tăng sẽ làm cho sự chuyển động của các phần tử khí tăng lên làm áp suất tăng lên.
Nhiệt độ - Yếu tố ảnh hưởng đến áp suất khí
Do đó, với những chiếc máy nén khí chúng ta không nên đặt chúng gần nguồn nhiệt cao. Nếu áp suất tăng quá cao có thể dẫn đến nguy hiểm như phát nổ.
2. Thể tích khí
Thể tích khí và áp suất của nó có quan hệ tỷ lệ nghịch với nhau. Khi giảm thể tích khí thì sẽ làm cho áp suất khí tăng.
Thể tích và áp suất tỷ lệ nghịch với nhau
Khi thể tích giảm đi thì các phân tử của chất khí bị ép lại gần nhau hơn nhưng chuyển động của chúng vẫn tiếp tục. Chúng có khoảng cách di chuyển ít hơn để tác động vào thành thùng chứa khiến chúng va đập thường xuyên hơn nên tạo ra nhiều áp lực hơn. Chính vì thế, nguyên lý vận hành của những chiếc máy nén khí chính là giảm thể tích để tạo khí nén.
3. Mật độ khí
Việc tăng số lượng phân tử khí làm cho áp suất khí bên trong bình chứa tăng lên. Nhiều phân tử hơn sẽ sinh ra nhiều va chạm vào thành bình chứa nên tăng số lượng phân tử khí nghĩa là bạn đã tăng mật độ khí.
Ứng dụng của áp suất khí trong cuộc sống
Áp suất khí được ứng dụng nhiều trong cuộc sống và trong các ngành nghề công nghiệp. Cụ thể là:
- Chế tạo: Khí nén áp suất cao dùng để thúc đẩy thiết bị máy móc giúp nâng hạ hàng hóa; tác động lên súng phun sơn; điều khiển các thiết bị tự động hóa; điều khiển máy cắt thanh nhôm.
- Xây dựng, khai khoáng: Áp suất khí vận chuyển hoặc phun bê tông dùng cho việc thông gió; áp suất cao hỗ trợ cho việc thăm dò độ sâu hay vận hành hệ thống tự động,...
Khí nén áp suất cao được dùng để bơm hơi bánh xe
- Bảo dưỡng, sửa chữa xe: Áp suất khí nén dùng để bơm xe, xịt khô,… Ngoài ra còn kết hợp với các dụng cụ khí như khí cầm tay,... để lắp đặt và tháo rời ốc vít của những tổ hợp linh kiện hay dụng cụ khoan cần thiết.
- Y tế: Máy nén khí không dầu cho ra chất lượng khí nén sạch dùng trong các thiết bị nha khoa; sấy khô thuốc;...
- Thực phẩm: Khí nén tham gia trực tiếp vào quá trình sấy khô, đóng gói, chiết chai, hút chân không, sục khí,...
Lời kết
Trên đây là các thông tin quan trọng về áp suất khí. Áp suất khí với các vai trò quan trọng trong các ngành nghề, thiết bị,... sẽ phổ biến nhất là ở thiết bị máy nén khí. Để được tư vấn chi tiết hơn về áp suất sản phẩm máy nén khí, bạn đọc vui lòng liên hệ với chúng tôi qua hotline 0967 998 982 để được hỗ trợ.
Hỏi Đáp