مقدمه : فشار یکی از مفاهیم پایه و بسیار مهم در علم فیزیک و مهندسی است. از لاستیک خودرو گرفته تا سیستم‌های تهویه مطبوع و چیلرها، همه جا فشار نقش کلیدی دارد. اما شاید برای شما هم پیش آمده باشد که بین پاسکال، بار، PSI و اتمسفر گیج شده باشید! این مقاله از سایت فرااکسیژن راهنمایی جامع و ساده برای درک واحدهای سنجش فشار و تبدیل آن‌هاست تا هر دانشجویی یا تکنسینی بتواند به‌راحتی مفهوم فشار را درک کند و در پروژه‌های خود به‌کار گیرد.
انواع واحدهای سنجش فشار — راهنمای کامل و کاربردی برای همه
فشار چیست؟
به‌زبان ساده، فشار مقدار نیرویی است که بر سطحی وارد می‌شود.
فرمول فشار در فیزیک این چنین است:
P = F / A
فشار = نیرو / سطح
واحد نیروی واردشده معمولاً نیوتن (N) و واحد سطح متر مربع (m²) است. بنابراین، فشار در سیستم بین‌المللی با واحد پاسکال (Pa) بیان می‌شود که برابر است با:
۱ پاسکال = ۱ نیوتن بر متر مربع
به‌عنوان مثال، اگر نیرویی به اندازه‌ی یک نیوتن بر سطحی به مساحت یک متر مربع وارد شود، فشار برابر با یک پاسکال است.
چرا اندازه‌گیری فشار اهمیت دارد؟
در صنعت، پزشکی، تهویه مطبوع و حتی در زندگی روزمره، دانستن فشار اهمیت زیادی دارد. برای نمونه:
در سیستم‌های تهویه مطبوع (HVAC) مانند
چیلرها،
فن کویل‌ها و
داکت اسپلیت‌ها، فشار مبرد و هوا تعیین‌کننده‌ی عملکرد بهینه دستگاه است. و می تواند به کیفیت و کارایی کمک شایاینی بکند.
در لاستیک خودرو، فشار صحیح موجب افزایش طول عمر لاستیک و کاهش مصرف سوخت می‌شود.
در تولید و صنایع شیمیایی، کنترل دقیق فشار به ایمنی فرآیند کمک می‌کند.
واحدهای مختلف سنجش فشار
در دنیا واحدهای گوناگونی برای سنجش فشار استفاده می‌شود. در ادامه با مهم‌ترین آن‌ها آشنا می‌شویم:
۱. پاسکال (Pascal - Pa)
واحد اصلی فشار در سیستم SI است.
هر پاسکال برابر با یک نیوتن نیرو بر یک متر مربع سطح است.
اما چون مقدار آن بسیار کوچک است، معمولاً از مضارب آن استفاده می‌شود:
1 kPa = 1,000 Pa
1 MPa = 1,000,000 Pa
مثلاً فشار اتمسفر در سطح دریا تقریباً 101,325 پاسکال است.
۲. بار (bar)
واحد بار بیشتر در اروپا و در صنایع مکانیکی و تهویه مطبوع کاربرد دارد.
یک بار تقریباً برابر با فشار جو زمین در سطح دریاست.
1 bar = 100,000 Pa = 10⁵ پاسکال
به‌عبارتی، فشار جو (1 atm) تقریباً 1.013 bar است.
در بسیاری از گیج‌ها و دستگاه‌های تهویه، فشار با واحد بار نمایش داده می‌شود.
۳. اتمسفر (Atmosphere - atm)
اتمسفر یک واحد سنتی برای اندازه‌گیری فشار است و بر اساس میانگین فشار هوا در سطح دریا تعریف می‌شود:
1 atm = 101,325 Pa = 1.013 bar
در علم فیزیک و شیمی، برای بیان فشار گازها اغلب از atm استفاده می‌شود.
۴. PSI (Pound per Square Inch)
در کشورهای انگلیسی‌زبان و صنایع مرتبط با آمریکا، از واحد PSI استفاده می‌شود که مخفف پوند بر اینچ مربع است.
یک PSI برابر است با:
1 PSI = 6894.76 Pa
برای مثال فشار معمول تایر خودرو حدود ۳۰ تا ۳۵ PSI است.
در سیستم‌های تبرید و تهویه نیز بسیاری از مانومترها فشار را بر حسب PSI نمایش می‌دهند.
۵. تور (Torr)
واحد تور از نام فیزیکدان ایتالیایی "توریچلی" گرفته شده است.
یک تور معادل فشار ایجادشده توسط ستون جیوه‌ای به ارتفاع ۱ میلی‌متر است:
1 Torr = 133.3 Pa
تور بیشتر در آزمایشگاه‌ها و علوم مربوط به خلأ و فشارهای پایین کاربرد دارد.
۶. میلی‌متر جیوه (mmHg)
این واحد نیز در پزشکی و فیزیولوژی بسیار رایج است، مانند اندازه‌گیری فشار خون (مثلاً 120/80 mmHg).
ارتباط آن با تور و پاسکال چنین است:
1 mmHg ≈ 133.3 Pa ≈ 1 Torr
|
واحد فشار |
نماد |
معادل در پاسکال (Pa) |
توضیح |
|
پاسکال |
Pa |
1 |
واحد استاندارد SI |
|
کیلوپاسکال |
kPa |
1,000 |
متداول در مهندسی |
|
بار |
bar |
100,000 |
رایج در صنعت HVAC |
|
اتمسفر |
atm |
101,325 |
فشار جو زمین |
|
PSI |
psi |
6,894.76 |
متداول در آمریکا |
|
تور |
Torr |
133.3 |
رایج در آزمایشگاه‌ها |
|
میلی‌متر جیوه |
mmHg |
133.3 |
متداول در پزشکی |
روش‌های تبدیل بین واحدهای فشار
برای تبدیل واحدها می‌توانید از فرمول‌های زیر استفاده کنید:
1 bar = 100 kPa = 14.5 PSI = 750.06 mmHg
1 PSI = 0.0689 bar = 6.895 kPa = 51.7 mmHg
1 atm = 101.325 kPa = 1.013 bar = 14.7 PSI
نمونه: اگر فشاری معادل 2 bar دارید و می‌خواهید آن را به PSI تبدیل کنید:
2 × 14.5 = 29 PSI
فشار مطلق و فشار نسبی
در صنعت تهویه مطبوع، تفاوت بین فشار مطلق (Absolute Pressure) و فشار نسبی (Gauge Pressure) بسیار مهم است.
فشار نسبی (Gauge): فشاری است که نسبت به فشار جو اندازه‌گیری می‌شود (گیج‌ها معمولاً این را نشان می‌دهند).
فشار مطلق (Absolute): فشاری است که نسبت به خلأ کامل اندازه‌گیری می‌شود.
فرمول تبدیل:
P_absolute = P_gauge + P_atmospheric
مثلاً اگر گیج فشار عدد 2 bar را نشان دهد و فشار جو 1 bar باشد، فشار مطلق 3 bar است
کاربرد واحدهای فشار در تهویه مطبوع (HVAC)
در سیستم‌های تهویه مطبوع و تبرید مانند چیلر، هواساز، و فن کویل‌ها، فشار نقش تعیین‌کننده دارد.
در این صنایع معمولاً از bar و PSI برای سنجش فشار استفاده می‌شود.
چند مثال کاربردی:
فشار گاز مبرد در مدار پرفشار چیلر معمولاً بین 12 تا 18 bar است.
فشار هوای فن کویل‌ها در مسیر خروجی حدود 200 تا 300 پاسکال است.
در داکت اسپلیت‌ها، اختلاف فشار استاتیکی فن‌ها بر حسب Pa یا mmH₂O اندازه‌گیری می‌شود.
بنابراین دانستن تبدیل واحدها برای انتخاب درست تجهیزات، تنظیم فشار مبرد، و بررسی عملکرد سیستم ضروری است.
ابزارهای اندازه‌گیری فشار
برای اندازه‌گیری فشار از وسایل مختلفی استفاده می‌شود، از جمله:
گیج فشار (Pressure Gauge) — برای اندازه‌گیری فشار نسبی (مثلاً bar یا PSI)
مانومتر (Manometer) — برای فشارهای کم (مثلاً mmHg)
ترانسدیوسر فشار (Pressure Transducer) — برای تبدیل فشار به سیگنال الکتریکی در سیستم‌های کنترلی
سنسور اختلاف فشار (Differential Pressure Sensor) — برای اندازه‌گیری اختلاف فشار در فیلترها یا مسیر جریان هوا در هواساز و فن کویل
نکاتی برای درک بهتر واحدهای فشار
پاسکال کوچک‌ترین واحد استاندارد است، اما در عمل از kPa یا bar استفاده می‌شود.
PSI در دستگاه‌های ساخت آمریکا رایج است، bar در اروپا و kPa در استانداردهای صنعتی.
برای دستگاه‌های تهویه، معمولاً bar و Pa متداول‌ترین واحدها هستند.
هنگام خواندن برچسب یا گیج فشار دستگاه‌ها، همیشه دقت کنید که واحد مورد استفاده چیست تا خطای محاسباتی نداشته باشید.
جمع‌بندی
فشار مفهومی ساده ولی بسیار کاربردی است که در بیشتر شاخه‌های مهندسی و زندگی روزمره دیده می‌شود.
شناخت واحدهای سنجش فشار مانند پاسکال، بار، PSI، اتمسفر و تور به شما کمک می‌کند تا بتوانید فشار را در هر شرایطی تحلیل و تبدیل کنید.
در صنایع تهویه مطبوع که
سایت فرااکسیژن در آن فعال است، تسلط بر این مفاهیم به انتخاب درست انواع فن های سانتریفیوژ، فن، چیلر و کنترل جریان هوا کمک فراوانی می‌کند.
اگر به دنبال مقالات آموزشی بیشتری درباره مفاهیم فیزیکی، تهویه مطبوع، و تبدیل واحدها هستید، پیشنهاد می‌کنیم به بخش مقالات آموزشی
سایت فرااکسیژن مراجعه کنید و از مطالب تخصصی مهندسی بهره ببرید.
تحویل سریع
ضمانت اصل بودن کالا
هفت روز هفته و 24 ساعته
