Podciśnienie
Podciśnienie (określane również jako próżnia) opisuje zakres ciśnienia poniżej ciśnienia otoczenia. Na poziomie morza ciśnienie otoczenia wynosi 1,013 mbar i maleje wraz ze wzrostem wysokości.
Wartość podciśnienia dzieli się na różne klasy:
Niskie podciśnienie
Zakres ciśnienia bezwzględnego pomiędzy 1 mbar a ciśnieniem otoczenia (1,013 mbar) nazywany jest niskim podciśnieniem. Obszary aplikacji niskiej próżni obejmują żarówki i odkurzacze. Technika podciśnieniowa również należy do tej klasy podciśnienia. Podciśnienie zapewniające wysoką siłę ssania i krótki czas cyklu może być generowane stosunkowo ekonomicznie w tym obszarze.
Średnie podciśnienie
W średnim podciśnieniu panuje ciśnienie bezwzględne od 0,001 mbar do 1 mbar. Ta klasa podciśnienia jest stosowana na przykład w niskociśnieniowych lampach wyładowczych.
Wysokie podciśnienie
W przypadku wysokiej próżni zakres podciśnienia definiuje się jako ciśnienie bezwzględne od 10-7 mbar do 10-3 mbar. Ten rodzaj podciśnienia można znaleźć na przykład w lampach elektronowych lub częściowych akceleratorach.
Ultra-wysokie podciśnienie
Ultra wysoka próżnia opisuje podciśnienie, w którym ciśnienie absolutne mieści się w zakresie od 10-12 mbar do 10-7 mbar. Ten rodzaj podciśnienia jest stosowany na przykład w detektorach szybów grawitacyjnych.
Ekstremalnie wysokie podciśnienie
Ekstremalnie wysoka próżnia opisuje wszystkie wartości podciśnienia o ciśnieniu bezwzględnym mniejszym niż 10-12 mbar. Przestrzeń kosmiczna również należy do tej klasy podciśnienia.
Przestrzeń kosmiczna również podlega tej klasie podciśnienia
W technice podciśnieniowej podciśnienie jest podawane jako wartość względna. Oznacza to, że podciśnienie jest określane w odniesieniu do ciśnienia otoczenia. Ciśnienie otoczenia jest używane jako punkt odniesienia o wartości 0 mbar. Dlatego wartość podciśnienia jest podawana ze znakiem ujemnym (ilustracja 1).
W przeciwieństwie do tego, w nauce podciśnienie jest podawane jako wartość bezwzględna. W tym przypadku ciśnienie otoczenia nie jest używane jako punkt odniesienia, ale punkt zera bezwzględnego (przestrzeń bezpowietrzna, taka jak przestrzeń kosmiczna). W nauce podciśnienie ma zawsze znak dodatni (rysunek 2).
Tabela konwersji dla podciśnienia/ciśnienia
Wiele jednostek podciśnienia jest używanych na całym świecie do określania wartości podciśnienia. W technice podciśnieniowej przyjęły się jednostki pascal [Pa], kilopascal [kPa], bar [bar] i milibar [mbar]. Jednostki są przeliczane w następujący sposób:
0,001 bar = 0,1 kPa = 1 mbar = 100 Pa
Poniższa tabela ilustruje konwersję międzynarodowych jednostek miar podciśnienia:
| bar | N/cm2 | kPa | atm, kp/cm2 | mmH2O | Torr; mm Hg | w Hg | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| bar | 1,00000 | 10,00000 | 100,0000 | 1,01970 | 10.197,00 | 750,0600 | 29,5400 |
| N/cm2 | 0,10000 | 1,00000 | 10,0000 | 0,10190 | 1.019,70 | 75,0060 | 2,9540 |
| kPa | 0,01000 | 0,10000 | 1,0000 | 0,01020 | 101,97 | 7,5006 | 0,2954 |
| atm, kp/cm2 | 0,98070 | 9,80700 | 98,0700 | 1,00000 | 10.332,00 | 735,5600 | 28,9700 |
| mmH2O | 0,00010 | 0,00100 | 0,0100 | 0,00000 | 1,00 | 0,0740 | 0,0030 |
| Torr; mm Hg | 0,00133 | 0,01333 | 0,1333 | 0,00136 | 13,60 | 1,0000 | 0,0394 |
| w Hg | 0,03380 | 0,33850 | 3,8850 | 0,03446 | 345,40 | 25,2500 | 1,0000 |
Wpływ atmosfery na podciśnienie
Atmosfera ma duży wpływ na panujące ciśnienie otoczenia i możliwy poziom podciśnienia. Ciśnienie otoczenia zależy od wysokości, na której znajduje się lokalizacja i panującej tam temperatury. Na poziomie morza ciśnienie otoczenia wynosi 1,013 mbar. Na wysokości 600 m ciśnienie powietrza jest już zredukowane do 938 mbar. Na wysokości 2000 m n.p.m. ciśnienie powietrza wynosi już tylko 763 mbar.
Strata ciśnienia ma duży wpływ na procesy obsługi podciśnieniowej. Spadek ciśnienia powietrza powoduje zmniejszenie maksymalnego możliwego do osiągnięcia podciśnienia i związanej z nim maksymalnej siły trzymania. Na każde 100 m wzrostu wysokości ciśnienie powietrza spada o 12,5 mbar.
Generator podciśnienia generujący 80% podciśnienia osiąga podciśnienie -810 mbar na poziomie morza (ciśnienie otoczenia = 1,013 mbar). Generator podciśnienia generuje podciśnienie -610 mbar na wysokości 2000 m (ciśnienie otoczenia = 763 mbar). Możliwa siła trzymania przyssawki podciśnieniowej zmniejsza się proporcjonalnie do możliwego do osiągnięcia podciśnienia. Idealnym przypadkiem jest więc aplikacja na poziomie morza.