Áp suất khí nén là gì? Công thức Tính áp suất khí nén

Áp suất khí nén là một yếu tố quan trọng trong các ngành công nghiệp, từ sản xuất cho đến cơ khí. Hiểu rõ khái niệm và công thức tính áp suất khí nén sẽ giúp bạn tối ưu hóa hiệu suất và đảm bảo an toàn trong vận hành thiết bị. Khí Nén Việt Á, với kinh nghiệm lâu năm, cung cấp các giải pháp khí nén chất lượng cao, phù hợp với mọi nhu cầu sử dụng. Hãy cùng tìm hiểu ngay về áp suất khí nén và cách tính toán chính xác để ứng dụng hiệu quả nhất.

Áp suất là gì?

Áp suất (Pressure), được ký hiệu là P, là một đại lượng vật lý được định nghĩa là lực tác dụng lên một đơn vị diện tích theo hướng vuông góc với bề mặt tiếp xúc, được tính theo công thức P = F / S.

Nói cách khác, áp suất là lực trên một đơn vị diện tích, tác dụng vuông góc lên bề mặt của một vật thể nhất định. Hiểu đơn giản, áp suất chính là lực tác động theo phương vuông góc lên một bề mặt diện tích.

Đơn vị áp suất (N/m²)

Trong hệ đo lường SI, áp suất được tính bằng Newton trên mét vuông (N/m²) và được gọi là Pascal (Pa), đặt theo tên nhà toán học và vật lý học người Pháp Blaise Pascal ở thế kỷ XVII. Tuy nhiên, trong thực tế, cả trong dân dụng và công nghiệp, các đơn vị áp suất thông dụng thường là bar, MPa, kg/cm², những bội số của Pa, vì giá trị của Pa rất nhỏ, chỉ tương đương với áp suất của một tờ tiền đặt lên mặt bàn.

Công thức tính áp suất

Công thức chung để tính áp suất: P = F / S, trong đó:

P: là áp suất (đơn vị: N/m², Pa, Bar, PSI, kg/cm², mmHg…)

F: là lực tác dụng lên bề mặt bị ép, đơn vị là N (Newton)

S: là diện tích tiếp xúc vuông góc, đơn vị là cm² hoặc m²

Công thức tính áp suất chất rắn

P = F / S

Công thức tính áp suất chất lỏng, chất khí

P = d x h

d:Trọng lượng riêng của chất lỏng (N/m2).
h: Chiều cao của cột chất lỏng (m).
P: Áp suất đáy cột chất lỏng (Pa).

Đặc điểm khác biệt giữa áp suất của chất rắn và chất lỏng là: Chất rắn tạo áp suất theo phương vuông góc với lực F (mặt bị ép). Trong khi đó, tại một điểm bất kỳ trong lòng chất lỏng hoặc khí, áp suất được xác định bằng giá trị lực tác dụng lên một đơn vị diện tích đặt tại điểm đó. Áp suất cũng có mối quan hệ chặt chẽ với thể tích và nhiệt độ của chất khí (theo định luật Charles).

Trong thực tế, chúng ta thường sử dụng công thức tính lực tác động của áp suất: F = P * S, với S phổ biến nhất là diện tích mặt cắt tròn của xi lanh. Lực F sẽ quyết định đến cấu trúc cơ khí của các thiết bị sử dụng áp suất như xi lanh khí nén, xi lanh thủy lực, và bình chứa. Đồng thời, công thức này cũng được áp dụng để tính toán lực tạo ra, ví dụ như lực của gầu múc máy xúc, kích nâng hạ, v.v.

Sự hiện diện của áp suất quanh ta

Chúng ta đang sống trong một môi trường chịu sự tác động của áp suất khí quyển từ Trái Đất. Tại mực nước biển, áp suất khoảng 14 psi, và giảm dần xuống gần bằng 0 khi độ cao lên tới 10.000 km. Áp suất có mối quan hệ mật thiết và tương tác chặt chẽ với các yếu tố tự nhiên khác như gió và nhiệt độ.

Thiết bị đo áp suất trong công nghiệp

Với kinh nghiệm là chuyên gia về khí nén trong lĩnh vực công nghiệp, người viết đặc biệt nhấn mạnh các ứng dụng của áp suất trong môi trường công nghiệp:

• Đồng hồ đo áp suất: Thiết bị này hiển thị trực quan giá trị áp suất, giúp người vận hành dễ dàng quan sát và theo dõi.
• Cảm biến đo áp suất: Chuyển đổi giá trị áp suất thành tín hiệu điện analog, truyền đến các bo mạch để điều khiển tự động.
• Công tắc áp suất: Khi áp suất đạt đến một ngưỡng nhất định, thiết bị này sẽ gửi tín hiệu điện on/off để điều khiển các mạch điện.

Ứng dụng của áp suất trong công nghiệp và dân dụng

Áp suất được ứng dụng rộng rãi trong hầu hết các thiết bị máy móc sản xuất, từ công nghiệp đến dân dụng, như quả bóng bay, lốp xe. Nó có mặt trong nhiều ngành kỹ thuật khác nhau.

Ví dụ, áp suất chất lỏng được áp dụng trong ngành thủy lực, còn áp suất khí trong ngành khí nén. Việc đo lường, hiển thị và điều khiển áp suất là một đại lượng quan trọng, thậm chí có phần quan trọng hơn so với các đại lượng khác như lực hay công suất điện.

Tạo ra áp suất

Trong đời sống hàng ngày, áp suất có thể được tạo ra thông qua các phương pháp hóa học, nhiệt học, cơ học… Chẳng hạn, đun nồi áp suất giúp tăng áp suất bên trong, làm gia vị thấm sâu và thực phẩm mau nhừ. Về mặt cơ học, áp suất có thể tạo ra khi bơm xe bằng tay.

Trong công nghiệp, có nhiều phương pháp tạo ra áp suất. Phổ biến nhất là áp suất chất lỏng và áp suất chất khí, phần lớn thiết bị thuộc về hai dạng này.

Ví dụ:

• Máy bơm nước tạo áp suất để đẩy nước đi xa và lên cao.
• Bơm thủy lực tăng áp suất dầu để điều khiển xi lanh nâng hạ thiết bị như máy xúc.
• Máy nén khí tăng áp suất khí nén dựa trên nguyên lý thay đổi thể tích. Đây là lĩnh vực ứng dụng áp suất rộng rãi nhất, với khí nén được xem là nguồn năng lượng quan trọng thứ ba trong công nghiệp, sau điện và nước.

Nếu bạn cần tư vấn chi tiết hơn về áp suất khí nén hay các giải pháp tối ưu cho hệ thống của mình, hãy liên hệ ngay với Khí Nén Việt Á. Chúng tôi luôn sẵn sàng đồng hành cùng doanh nghiệp bạn trong mọi nhu cầu về khí nén.