Бар - одна из самых распространенных единиц измерения давления. Но откуда взялось это название и почему оно стало настолько популярным в технике? Давайте разберемся!
Происхождение термина "бар"
Слово "бар" произошло от греческого "барос", что означает "тяжесть". Изначально это название использовалось для обозначения единицы давления в системе СГС (сантиметр-грамм-секунда).
1 бар = 1 дин/см2, где 1 дин – единица измерения силы.
Позже появилась другая единица с тем же названием - стандартная атмосфера, применяемая в метеорологии и технике. Ее величина составляет:
1 бар (стандартная атмосфера) = 106 дин/см2
То есть стандартный "бар" в миллион раз больше, чем в системе СГС. Эта разница часто приводит к путанице.
Единицы измерения давления бар в атмосфере
Далее давайте рассмотрим соотношение "бара" с другими распространенными единицами давления.
- 1 бар = 105 Па
- 1 бар ≈ 1 атмосфера (точнее 0,98692 атм)
- 1 бар = 750 мм рт.ст.
Для перевода баров в кг/см2 используется следующая формула:
1 бар = 1,019716 кгс/см2
Применение единицы измерения на практике
Единица измерения "бар" является единицей давления во многих областях:
- Метеорология и измерение атмосферного давления
- Контроль давления жидкостей в трубопроводах, системах водоснабжения
- Указание рабочих параметров для насосов, компрессоров и другого оборудования
Например, в двухконтурных отопительных котлах рекомендуемый диапазон составляет 1-2 бара. При падении ниже 1 бара котел отключается.
Также существуют ограничения по максимальному значению (обычно 2,7 бара). Превышение грозит разрывом теплообменников.
Таким образом, контроль давления в "барах" критически важен для безопасной эксплуатации оборудования.
Бар: единица измерения в кг
Как уже упоминалось ранее, для перевода баров в килограмм-силу на квадратный сантиметр используется коэффициент 1,019716:
1 бар = 1,019716 кгс/см2
Это соотношение применяется при расчетах давления воды, пара и других жидкостей в трубопроводах и емкостях.
Пример расчета давления жидкости в барах
Допустим, в баке высотой 2 метра находится вода. Необходимо определить гидростатическое давление на дно бака в барах, если плотность воды 1000 кг/м3, а ускорение свободного падения g=10 м/с2.
Решение:
P = ρgh,
где ρ - плотность жидкости;
g - ускорение свободного падения;
h - высота столба жидкости.
Подставляем значения:
P = 1000 × 10 × 2 = 20 000 Па = 0,2 МПа = 2 бара
Ответ: давление на дно бака 2 бара.
Роль барометрического давления
Помимо давления жидкостей, единица "бар" широко используется для измерения атмосферного давления в метеорологии. За этот параметр отвечает барометр - специальный измерительный прибор.
Барометрическое давление зависит от высоты над уровнем моря, температуры, влажности воздуха. Его колебания связаны с приближением циклонов и антициклонов, указывают на перемену погоды.
Статус бара как единицы измерения
Несмотря на широкое распространение, бар не входит в Международную систему единиц (СИ). Это связано с тем, что СИ использует в качестве основных единиц метр, килограмм и секунду. А "бар" определяется через дополнительные единицы - сантиметр и грамм.
Тем не менее, бар разрешен к применению в России и в других странах в качестве внесистемной единицы для сферы промышленности и техники.
Метрологический контроль в единицах "бар"
Для оборудования, эксплуатируемого под давлением (котлы, трубопроводы, сосуды и т.п.) должен осуществляться метрологический надзор за измерениями в единицах "бар". К таким работам предъявляются следующие требования:
- Применение поверенных барометров-измерителей;
- Периодическая проверка показаний датчиков давления;
- Своевременная калибровка оборудования.
Это необходимо для предотвращения инцидентов, связанных с превышением разрешенных параметров давления.
Достоинства и недостатки применения баров
Использование единицы "бар" имеет как достоинства, так и определенные недостатки.
К плюсам можно отнести:
- Наглядность;
- Традиционность использования в технике;
- Простота перевода в атмосферы и кг/см2.
Однако есть и минусы:
- Бар не входит в Международную систему СИ;
- Существует путаница между разными определениями бара;
- Возможность ошибок при переводе в паскали и другие единицы СИ.
Преимущества паскалей перед барами
Все больше стран переходят в технических расчетах именно на паскали, а не на бары или атмосферы.
Достоинства СИ-единиц:
- Универсальность применения;
- Отсутствие дублирующих определений;
- Простота масштабирования при помощи приставок;
Однако полностью отказаться от привычных баров пока сложно.
Перспективы применения баров
Бар прочно вошел в обиход и вряд ли будет вытеснен, по крайней мере, в обозримой перспективе. Тем не менее, постепенный переход на паскали неизбежен.
В первую очередь это коснется нового проектируемого оборудования. А на старых заводах и фабриках бары еще прослужат не одно десятилетие.
Выбор оптимальной единицы измерения
При использовании в новых разработках следует принимать во внимание следующие критерии:
- Совместимость со стандартами организации;
- Возможность метрологического контроля;
- Унификация с ранее выпущенными изделиями.
В результате, оптимальным решением будет комбинирование СИ и внесистемных единиц с указанием эквивалентных значений.