Terminologie tlaku

Hodnota tlaku může být vyjádřena v různých měrných jednotkách. Některé jednotky se v některých oblastech světa používají častěji než jiné. Některé tlakové jednotky jsou pro některé aplikace vhodnější než jiné. Aby naměřená hodnota měla smysl, je třeba určit referenční bod měření. Například hodnota tři míle nemá žádný význam, pokud nevíte, kde tři míle začínají. Tato část popisuje hlavní referenční body pro měření tlaku a také hlavní typy tlaků, které lze měřit.

Katalog tlakových senzorů Metran

Tlakové jednotky

Jednotky tlaku lze rozdělit do dvou kategorií: jednotky síly působící na plochu a jednotky spojené se sloupci tekutiny.

• Následující jednotky popisují sílu působící na určitou oblast:
• Pascal (Pa nebo N/m2) – N znamená Newton
• Kilopascal (kPa) – 1kPa = 1 000 Pa
• Kilogram na centimetr čtvereční (kg/cm2)
• Bar – 1bar = 100 000 Pa
• Milibar (mbar) – 1 mbar = 1/1 000 bar
• Gram na čtvereční centimetr (g/cm2) – 1 g/cm2 = 1/1 000 kg/cm2
• Libra na čtvereční palec (psi)
  Jednotky označující sloupce kapalin
• Následující jednotky tlaku se vztahují ke sloupci kapaliny:
• Milimetry vodního sloupce (mmH2O)
• Metry vodního sloupce (m.vodního sloupce)
• Milimetry rtuti (mmHg)
• Atmosféry (atm) – Tlak zemské atmosféry na hladině moře
• Palce rtuti (inchHg)
• Tor – 1 torr = 1 mmHg.
• Palce vody při 68 °F [20 °C] nebo 39,2 °F [4 °C] (palce vody)
• Stopy vody (ftH2O)

Jednotky tlaku ve sloupcích jsou užitečné jednotky měření, i když nepopisují vliv síly na plochu. Sloupec kapaliny vlivem gravitace tlačí dolů určitou silou (váhou), tzn. vyvíjí určitý předvídatelný tlak. Čím vyšší je sloupec kapaliny, tím větší je síla. Čím větší je hustota kapaliny, tím větší sílu vytváří. Jednotky měření musí být statické, takže při vyjadřování tlaku pomocí sloupce kapaliny musí být specifikována výška sloupce a hustota kapaliny.

1 palec vodního sloupce je množství tlaku způsobeného sloupcem vody o výšce jednoho palce za počátečních podmínek. Protože je určena teplota, hustota zůstává nezměněna a jednotka měření je pevná. Další kapalinou často používanou k vyjádření velikosti tlaku je rtuť. 1 palec Hg rovná velikosti tlaku vyvíjeného sloupcem rtuti o hustotě 13,5951 g/cm3 a výšce 1 palec. Tato jednotka je také pevná, protože je specifikována hustota látky. K vyjádření tlaku se používají také milimetry rtuti (mmHg). 1 mmHg je velikost tlaku vyvíjeného sloupcem rtuti o hustotě 13,5951 g/cm 3 a výšce 1 mm. Tlak lze také vyjádřit v atmosférách (atm). 1 atm se rovná tlaku zemské atmosféry na hladině moře. 1 atm. rovná 101,325 kPa nebo přibližně 14,6959 psi. Torus je jednotka tlaku založená na atmosféře (1 torus se rovná 1/760 atm). Jeden torus je přibližně roven 1 mmHg.

Některé tlakové jednotky jsou pro určité aplikace vhodnější. Například pro měření hladiny jsou upřednostňovány jednotky založené na kapalinových sloupcích.

Palce (milimetry) vodního sloupce se obvykle používají k měření nízkých tlaků (v energetice, metalurgii) a psi, kg/cm 2, Pa, bar – k měření vysokých tlaků (v plynárenském a petrochemickém průmyslu).

Převod jednotek tlaku

Dokumentace ke každému produktu pro měření tlaku (např. manuály, datové listy, ceníky) uvádí rozsah tlaku, ve kterém může zařízení efektivně a bezpečně fungovat. Jednotky tlaku použité v dokumentaci k produktu však nemusí být stejné jako jednotky specifikované zákazníkem pro jeho aplikaci. Proto určení, zda je konkrétní zařízení vhodné pro zamýšlenou aplikaci, často vyžaduje převod z jedné jednotky tlaku na jinou.

Předpokládejme například, že zákazník zadal maximální tlak určitého procesu na 40 barů. Zákazník chce vědět, který snímač rozsahu je vhodný pro tuto aplikaci. Dokumentace k produktu uvádí rozsahy tlaku v psi, takže jednotky musí být převedeny z bar na psi před doporučením zákazníka. Převod jednotek tlaku lze provést pomocí tabulek, jako je tabulka níže, které ukazují vztahy mezi různými jednotkami tlaku (například kolik barů je v 1 psi). Abychom převedli 40 bar na psi, pomocí tabulky zjistíme, že jeden bar se rovná 14,5038 psi. Protože požadovaná hodnota odpovídá 40 barům, vynásobíme 14,5038 40 a dostaneme 580,151 psi. Z dokumentace k produktu se nyní můžeme dozvědět, že specifikovaná aplikace vyžaduje senzor s kódem rozsahu 5.

Hydrostatický tlak textilií se vztahuje k odporu, který vzniká při pronikání vody do textilie. Za standardních atmosférických podmínek je textilie vystavena neustálému zvyšování tlaku vody, dokud z rubové strany textilie nezačnou unikat kapky vody. V tomto okamžiku je naměřená hodnota tlaku vody hydrostatickým tlakem textilie. Běžné zkušební normy: ISO 811, AATCC 127, JIS L 1092.

Porovnání metod pro testování textilních materiálů na hydrostatický tlak

V textilním průmyslu se hydrostatické tlakové zkoušky tkanin široce používají a mají významný vliv na funkční textilie. V současné době existuje mnoho různých metod hydrostatického tlakového zkoušení.

Klasifikace podle zkušební metody

1 Polní testy

Terénní testování je drahé a časově náročné, obvykle trvá asi šest měsíců. Během experimentálního období se po nepromokavé a propustné úpravě tkaniny pravidelně testuje její nepromokavost, aby se zjistila její trvanlivost. Ačkoli je tato metoda časově náročná a drahá, data získaná z testu jsou přesná.

2 Simulační testování

Simulační test musí mít řízenou místnost pro kontrolu prostředí. Místnost je vybavena věží pro umělý dešťový srážek, která dokáže aplikovat vodu rychlostí 450 l/m²H z výšky 2 m směrem k figuríně. Z horních 10 otvorů jsou vymrštěny kapky o průměru asi 5 mm rychlostí asi 2000 km/h, čímž se dosáhne 40 % maximální rychlosti kapek deště ve vzduchu. Nastavením lze simulovat různé úrovně deště na ploše asi 90 m². Povrch figuríny je vyplněn senzory určenými k určení času a místa konečného pronikání vody a dalších ukazatelů. Tento typ testování trvá mnohem kratší dobu než testování v terénu a lze jej dokončit během několika dní, ale je dražší.

3 Laboratorní testy

Ve srovnání s terénními a simulačními testy jsou laboratorní testy levnější, kratší, poskytují relativně přesné výsledky, jsou praktičtější a běžnými zkušebními standardy jsou ISO 811, AATCC 127, JIS L 1092.

Klasifikace podle tvaru tlaku

Dynamická metoda: Plynule zvyšujte tlak vody na jedné straně tkaniny, dokud druhá strana tkaniny nenasákne určitý počet kapek vody, změřte hydrostatický tlak, který tkanina odolá.

Statická metoda: Udržujte určitý tlak vody na jedné straně tkaniny a měřte dobu, za kterou voda pronikne z jedné strany na druhou.

Klasifikace podle velikosti hydrostatického tlaku

Zkušební metoda s nízkým tlakem

Zkušební metody zahrnují následující normy.

• Mezinárodní norma ISO 1420 “Hydrostatická tlaková zkouška pro stanovení voděodolnosti pryžových a plastových povlakových tkanin”.
• Japonská průmyslová norma JIS L-1092 “Hydrostatická tlaková zkouška A pro vodotěsnost textilií”.
• Americká asociace textilních chemiků a zkušební norma Coloris AATCC 127 “Hydrostatické zkoušky vodotěsnosti textilií”.
• Americká společnost pro testování a materiály (ASTM D751) “Hydroizolace tkanin s povlakem B”.
• Čínská národní norma GB/T 4744 “Hydrostatické testování textilií za účelem stanovení voděodolnosti”.

Metoda zkoušky vysokým tlakem

Zkušební metody zahrnují následující normy.

• Mezinárodní norma ISO 1420 “Hydrostatická tlaková zkouška pro stanovení voděodolnosti pryžových a plastových povlakových tkanin”.
• Japonská průmyslová norma JIS L-1092 “Hydrostatická tlaková zkouška”Bo voděodolnosti textilií ».
• Americká asociace textilních chemiků a zkušební norma Coloris AATCC 127 “Hydrostatické zkoušky vodotěsnosti textilií”.
• Americká společnost pro testování a materiály (ASTM D751) “Hydroizolace potažených tkanin.”A.
• Americká federální standardní zkušební metoda FED-STD-191A 5512 a ASTM D3393 “Standardní popis hydroizolačních vlastností potahovaných textilií” a další metody.

Normy pro hydrostatické tlakové zkoušky: ISO 811, AATCC 127, JIS L 1092, GB / T 4744

ISO 811: Textilie – Zkušební metoda pro odolnost proti vodě – Zkušební metoda hydrostatickým tlakem.

Princip zkoušky dle normy ISO 811 spočívá v tom, že hydrostatický tlak tkaniny se používá k vyjádření odporu vody proti proudění skrz tkaninu. V cmH₂O pro označení výsledků každého testu a jejich průměru.

Za standardních atmosférických podmínek je jedna strana vzorku vystavena neustálému zvyšování tlaku vody, dokud nedojde ke třem únikům vody, a zaznamenejte tlak v tomto bodě, můžete aplikovat tlak vody z horní a spodní strany vzorku.

AATCC 127: Vodotěsnost – metoda zkoušení hydrostatickým tlakem

Princip zkoušky AATCC 127 spočívá v tom, že jedna strana vzorku je vystavena hydrostatickému tlaku, který se zvyšuje stanovenou rychlostí, dokud z povrchu vzorku nezačnou na třech místech unikat kapky vody. Tlak vody může být aplikován shora nebo zespodu vzorku.

JIS L 1092: Zkušební metody propustnosti vody textilních materiálů.

Metoda nízkého tlaku vody měří hladinu vody, když jedno nebo dvě místa přetečou, a situaci zaznamenává do protokolu. Metoda vysokého tlaku vody vypočítává průměr z pěti testů a ukládá jedno desetinné místo. Pokud hladina vody stoupne a voda nepřeteče ze tří míst, změřte tlak vody, když voda přeteče z jednoho nebo obou míst, a situaci zaznamenejte do protokolu.

GB/T 4744: Zkoušení a hodnocení voděodolnosti textilních materiálů – Metoda hydrostatické tlakové zkoušky.

Za standardních atmosférických podmínek musí jedna strana vzorku odolat stálému zvyšování tlaku vody, dokud se na druhé straně vzorku neobjeví tři body průsaku vody, zaznamenat hodnotu tlaku ve třetím bodě průsaku a vyhodnotit odolnost vzorku vůči vodě. Hodnota hydrostatického tlaku každého vzorku a její průměrná hodnota v kPa (cm H2O).₂O) s zachováním jednoho desetinného místa. Pro stejný vzorek různých typů vzorků se vypočítá jejich průměrný hydrostatický tlak.

U specifikované zkoušky tlaku, pokud se na povrchu 5 vzorků neobjeví žádný bod pronikání vody a nejsou zde žádné stopy po smáčení, vzorek zkouškou projde, jinak neprojde; pro závěrečnou zkoušku hydrostatickým tlakem se vezme průměrná hodnota z 5 vzorků a všechny výsledky se uloží.

Požadavky různých norem pro hydrostatické tlakové zkoušky textilií se liší, hlavní rozdíly jsou následující.

Normy ISO 811, AATCC 127 a GB/T 4744 používají k testování hydrostatického tlaku metodu zvyšování tlaku a norma JIS L 1092 poskytuje dvě zkušební metody: metodu zvyšování tlaku a metodu konstantního tlaku. Při použití metody zvyšování tlaku jsou čtyřmi standardními testy hodnota hydrostatického tlaku třetí kapky vody.

Zkouška hydrostatického tlaku / tlaku

Hydrostatický tlakoměr pro stanovení propustnosti vody u různých tkanin, jako jsou plátna, lékařské netkané textilie, potahované textilie, geosyntetické materiály, plachty, stany, slaměné a nepromokavé oděvy atd. Jednotkami hydrostatického tlaku jsou N/m2, kPa a výška vodního sloupce. Převodní vztah: 1 m vodního sloupce = 9.82 kPa.

Specifikace hhydrostatický tlak/hodinuEAD tether

0 ~ 200 kPa (20 m vodního sloupce)

0 ~ 500 kPa (50 m vodního sloupce)

0 ~ 1000 kPa (100 m vodního sloupce)

Běžné problémy při zkoušení hydrostatickým tlakem a manipulaci s ním

V procesu hydrostatického tlakového testování tkanin, pokud není operace provedena správně nebo pokud není hodnota koncového bodu testu správně zpracována, dojde k chybám při testování, proto je důležité naučit se, jak řešit běžné problémy v procesu testování.

Problémy, které se během testu běžně vyskytují

Při provádění hydrostatických tlakových zkoušek ovlivní nesprávná manipulace výsledky zkoušky.

1 Před upnutím vzorku se ujistěte, že mezi vzorkem a vodou není vzduch, a poté zkušební vzorek upněte. Pokud je při zkoušce mezi vzorkem a vodou vzduch, voda se nebude moci plně dotknout určené zkušební oblasti a část vzorku bude bez kapek vody, což ovlivní výsledky zkoušky.

2 Během testování se ujistěte, že okraj vzorku upínacího přípravku nepropouští nebo nepropouští co nejvíce. Pokud vzorek propouští a propouští podél okraje upínacího přípravku, bude během testu voda prosakovat z okraje upínacího přípravku, což způsobí nerovnoměrné zvyšování zkušebního tlaku, což nemůže zaručit přesnost výsledků testu. To ovlivní výsledky testu.

Definování koncového bodu testu

Při testování a hodnocení voděodolnosti textilií (metoda hydrostatického tlaku) se třetí kapka vody zaznamenaná ve vzorku považuje za koncový bod testu. Pokud koncový bod testu není zvolen správně, bude to mít přímý vliv na odečet experimentálních výsledků a v konečném důsledku povede k hodnotě chyby testu.

Níže uvádíme několik výjimek.

1 Pokud se na okraji upínacího zařízení objeví třetí kapka vody a hodnota hydrostatického tlaku třetí kapky vody je nižší než nejnižší úroveň ostatních normálních vzorků, je třeba tyto údaje vyloučit a přidat další vzorek, dokud nebudou dosaženy normální experimentální výsledky. Obecně lze v důsledku tlaku upínacího zařízení snadno poškodit okraj vzorku a během testování dojde k úniku kapek vody z okraje. V takovém případě je třeba analyzovat výsledky testu, aby se zjistilo, zda je zkušební hodnota nižší než nejnižší hodnota ostatních normálních vzorků a zda jsou potřeba další vzorky.

2 Standardní poznámky stanoví, že pokud se při zkoušce tkanina protrhne, postříká vodním sloupcem nebo kompozitní tkanina vyboulí, zaznamená se hodnota tlaku v daném okamžiku a do protokolu se vysvětlí experimentální jev. Pokud se vyskytne několik výše uvedených situací, měla by být zkouška použita jako závěr zkoušky.

Jak se vypořádat s výše uvedenými výjimkami?

Pokud je rozptylový koeficient výsledků hydrostatické tlakové zkoušky velký, jako je průměrná hodnota kvalifikovaných výsledků zkoušky, doporučuje se určit, zda je splněna shoda, a v protokolu se uvede jednotlivá hodnota jednotlivého neúspěšného testu.

Pokud byl vzorek před zkouškou navlhčen zezadu vodou, výsledek zkoušky se zaznamená jako 0 a v protokolu se uvede, že vzorek byl po kontaktu s vodou mokrý.

Závěr

Technologie impregnační úpravy textilních materiálů se rychle rozvíjí. S rostoucí poptávkou na trhu po impregnačních speciálních textilních dekoračních materiálech a zlepšením požadavků na vlastnosti výrobků přitahuje stále větší pozornost odolnost textilních materiálů vůči hydrostatickému tlaku. V budoucnu bude výzkum a vývoj impregnačních textilních výrobků založen především na typech a strukturálních změnách polymerních materiálů.