Калькулятор давления

Рассчитайте давление по силе и площади или гидростатическое давление по плотности жидкости, глубине и ускорению тяжести.

Расчёт давления
Выберите механическую или гидростатическую формулу и введите положительные значения в единицах СИ.

О расчётах давления

Давление показывает, какая сила действует на единицу площади. В Международной системе единиц давление измеряют в паскалях; один паскаль равен одному ньютону на квадратный метр. Основное механическое соотношение — P = F / A. Поэтому одна и та же сила создаёт большее давление на меньшей площади и меньшее — при распределении по большей площади. Этот принцип объясняет, почему острое лезвие режет легче, широкие шины снижают давление на грунт, а гидравлические поршни передают полезные усилия. Режим силы и площади делит приложенную силу в ньютонах на нагруженную площадь в квадратных метрах. Он выдаёт приложенное давление, аналогичное избыточному, и не добавляет атмосферное давление автоматически. Ввод должен описывать нормальную силу, равномерно распределённую по указанной площади. Реальное контактное давление может сильно меняться при изгибе поверхностей, неправильной геометрии или соприкосновении только по выступам шероховатости. В таких случаях результат — среднее давление, а не полное распределение напряжений. Режим жидкости рассчитывает гидростатическое давление по P = ρgh, где ρ — плотность среды, g — ускорение свободного падения, h — вертикальная глубина под свободной поверхностью. Гидростатическое давление линейно растёт с плотностью и глубиной. По умолчанию используется стандартное земное ускорение 9.80665 метра в секунду в квадрате, но его можно изменить для местных условий или другого небесного тела. Формула предполагает неподвижную среду с примерно постоянной плотностью. Она подходит для жидкостей на умеренной глубине; для сжимаемых газов или сред с сильной зависимостью плотности от давления может потребоваться интегрирование. Давление ρgh является избыточным относительно давления на свободной поверхности. Чтобы получить абсолютное давление в открытом резервуаре, добавьте местное атмосферное давление. Условная стандартная атмосфера на уровне моря составляет 101325 паскалей, но погода и высота меняют фактическое значение. В герметичном сосуде добавляйте измеренное давление над жидкостью, а не предполагайте атмосферное. Различать избыточное и абсолютное давление важно при оценке кавитации, использовании газовых законов, проверке датчиков и пределов сосудов под давлением. Вводите согласованные значения СИ. Перед расчётом переведите килоньютоны в ньютоны, квадратные сантиметры в квадратные метры, граммы на кубический сантиметр в килограммы на кубический метр. Результат в паскалях можно затем перевести: 1000 паскалей равны одному килопаскалю, 100000 паскалей — одному бару, а один фунт на квадратный дюйм — примерно 6894.76 паскаля. Калькулятор полезен для задач по физике, гидравлических оценок, проектирования резервуаров, планирования опытов и быстрых инженерных расчётов. Для оборудования, критичного для безопасности, также необходимы применимые нормы, анализ материалов, потери давления, динамические нагрузки и проверенные измерения.

Примеры расчёта давления

Примеры сравнивают сосредоточенную силу с давлением столба неподвижной жидкости.

Известные значенияДавлениеПояснение
1000 N на 0.01 m²100000 PaДеление силы на площадь даёт среднее приложенное давление 100 kPa.
Вода на глубине 10 m: ρ 1000 kg/m³, g 9.80665 m/s²98066.5 PaЭто избыточное гидростатическое давление без учёта давления на поверхности.
Масло на глубине 5 m: ρ 850 kg/m³, g 9.80665 m/s²41678.26 PaЖидкость меньшей плотности создаёт меньшее давление, чем вода на той же глубине.

Как пользоваться калькулятором давления

  1. Выберите «Сила и площадь» для приложенного давления или «Плотность среды и глубина» для гидростатического.
  2. Переведите каждую известную величину в единицу СИ, указанную в её поле.
  3. Введите положительные значения и скорректируйте ускорение тяжести, если оно отличается от стандартного земного.
  4. Нажмите «Рассчитать давление» и интерпретируйте результат в паскалях.

Вопросы о калькуляторе давления

Чем давление отличается от силы?

Сила — толкающее или тянущее воздействие, измеряемое в ньютонах, а давление — сила на единицу площади. При изменении площади контакта одна и та же сила создаёт разное давление.

Включает ли гидростатическое давление атмосферное?

Результат ρgh отсчитывается от давления на поверхности среды, то есть является избыточным. Для абсолютного давления добавьте давление, действующее на поверхность.

Почему давление жидкости зависит от вертикальной глубины?

Гидростатическое давление создаётся весом жидкости над точкой измерения. При одинаковой вертикальной глубине горизонтальное положение и форма сосуда не меняют идеальное давление.

Можно ли получить результат в psi или bar?

Калькулятор выдаёт паскали, чтобы ввод и результат соответствовали согласованной системе СИ. Для psi разделите паскали на 6894.76, для bar — на 100000.

Можно ли применять формулу жидкости к воздуху?

Формула приближённо подходит для небольших столбов воздуха с почти постоянной плотностью. При больших перепадах высоты сжимаемость меняет плотность, поэтому лучше использовать барометрическую модель.