Схемы исполнения реверсивных газовых турбин

Реверсивная газовая турбина. Схемы конструкции

ТЗХ – турбина заднего хода;

ТПХ – турбина переднего хода.

Принцип термокомпенсации термопар

Тп – термоэлектрический преобразователь;

R1, R2, R3, R4 – плечи четырехплечего моста.

как компенсируется ЭДС термопары

Газові турбіни і редуктори ГТД виробництва “Зоря-Машпроект” Частина 1

UGT15000.

Потужність 16400 кВт. ККД – 35,6%

Трехвальний ГТД, морського і промислового застосування. Експлуатується як основний і маршовий двигун на великих протичовнових кораблях і фрегати різних проектів, а також на компресорних і електричних станціях. Серійне виготовлення з 1994р.

 

(більше…)

Уровни скоростей или что такое число Маха?

Число Маха (Ma) – это отношение скорости движения объекта через жидкость (v) к скорости звука в этой жидкости (c). Как отношение двух скоростей, это число безразмерно.

M = 

v

c

Число Маха названо в честь австрийского физика и философа науки Эрнста Маха, который первым предсказал, что за объектами, движущимися со скоростью, превышающей скорость звука, следует коническая ударная волна.
Например, самолет, летящий по воздуху со скоростью, равной скорости звука в воздухе в этом месте, имеет число Маха 1. Он также может быть описан как летящий при 1 Махе.

Число Маха имеет смысл постольку, поскольку оно представляет собой сравнение инерционного сопротивления сопротивлению сжатию, которому подвергается объект, движущийся через жидкость.

________________

Никакие два тела не могут занимать одно и то же место одновременно. Когда твердый объект и жидкость (окружающая среда) находятся в относительном движении, например, как самолет, летящий по воздуху, или ветер, дующий вокруг горы, это обычно окружающая среда, которая уступает твердому телу, обтекает твердое тело. Твердые вещества удерживаются вместе с помощью межмолекулярных сил и атомных связей. Если силы сцепления между частицами в твердом теле считаются значительными и длительными, то силы сцепления в жидкости являются слабыми и недолговечными. В газе (окружающем воздухе) они практически отсутствуют. Вы можете думать, что жидкости являются движущей силой для движущегося твердого тела, но это не всегда так.

Молекулы, из которых состоит даже самый незначительный из газов, не смогут сойти с пути твердого тела, движущегося со значительной скоростью. Метеориты довольно часто распадаются при входе в атмосферу Земли из космоса. (Они также вообще сгорают, это – результат фрикционного нагрева, трения об молекулы атмосферы, попыток вытолкнуть воздух с пути.) Известны случаи, когда самолеты разбивались во время полетов из-за воздействия напора движущегося воздуха, болтанки, ударов на слабые или поврежденные их части. Менее часто и, к сожалению, то же относится и к космическим кораблям.

В 2003 году космический шаттл «Колумбия» распался в верхних слоях атмосферы во время его окончательного спуска на посадку. Кусок пенопластовой изоляции размером с портфель сорвался с внешнего топливного бака во время его взлета. Это пробило отверстие размером с кулак в переднем крае левого крыла орбитального аппарата. Горячая плазма, возникшая, когда шаттл возвращался в атмосферу Земли, в конечном итоге расплавила алюминиевую раму, удерживающую крыло на месте. Он сорвался, и ворвавшийся воздух, разорвал орбитальный аппарат на части. Контакт был потерян где-то над северо-восточным Техасом на высоте 62 000 м – на границе пространства, где давление и плотность атмосферы составляют примерно одну десятитысячную их значений на уровне моря. Шаттл «Колумбия» должен был приземлиться через шестнадцать минут во Флориде. Пролет на этом расстоянии в коммерческом самолете займет около двух часов сорок пять минут – примерно в десять раз дольше. Шаттл «Колумбия» был уничтожен исключительно разряженным газом, когда он летел с исключительно высокой скоростью. Во время последнего контакта он двигался со скоростью почти 5600 м/с (около 20000 км/ч).

_____________

Квадрат числа Маха (M2), представляет собой отношение сопротивления инерции к сопротивлению сжатию. Это безразмерная величина, определяющая сопротивление как фактор образования продольной волны сжатия (например, звуковых волн).
M2 = Fинерции/Fсжатия

Сила, которую необходимо приложить для передвижения или остановки объекта, исходит из второго закона движения Ньютона.
Finertial = ma = mv/t

Когда объект, который начинает движение или останавливается, представляет собой «часть» жидкости (некий объем), масса (m) по второму закону Ньютона представляет собой плотность жидкости (ρ), умноженную на объем жидкости (V).
Fинерции = ρVv/t

Объем жидкости, отталкиваемой в сторону, когда твердый объект проходит через жидкость, представляет собой площадь поперечного сечения объекта (A), умноженную на расстояние, которое он проходит (vt).
Fинерции = ρ (Avt) v/t

Упростим это выражение.

Fинерции = ρv2A

Упростим еще больше, используя понятие характеристической длины (ℓ).

Fинерции = ρv22

Сила, необходимая для сжатия «части» жидкости, равна площади поверхности части (A), умноженной на объемный модуль жидкости (K).

Fсжатия = KA

Это выражение также можно упростить, используя понятие характеристической длины (ℓ).

Fсжатия = Kℓ2

Объединение этих двух сил дает одно выражение для числа Маха.
M2 = ρv22/Kℓ2

Число Маха равно отношению скорости потока (v) к скорости звука в жидкости (c), как обычно это формулируется.
M2 = ρv22/Kℓ2 и c2 = K/ρ

M = v/c

0,5 Маха (пол Маха) соответствует скорости потока, равной половине скорости звука,

2 Маха – скорости потока, которая вдвое превышает скорость звука, и так далее. Поток жидкости может быть разбит на два общих режима по числу Маха: те, которые меньше 1 Маха, называются дозвуковыми, а те, которые больше 1 Маха, называются сверхзвуковыми.

Телу, движущемуся через жидкость со скоростью, меньшей скорости звука в жидкости, предшествует область постепенно изменяющейся плотности и давления. На скоростях, превышающих скорость звука, такой постепенный переход невозможен, и образуется ударная волна почти прерывистого изменения давления и плотности. В случае сверхзвукового самолета или пули эта ударная волна представляет собой конус с двойными стенками, который образуется с передней и задней сторон объекта в его вершинах (выступы между крыльями и стабилизаторами расположены в вершинах промежуточных ударных волн).

Ударные волны могут также образовываться всякий раз, когда жидкость нагревается настолько быстро, что передний край ее расширения распространяется со скоростью звука в жидкости или выше. При взрыве бомб, фейерверков и других пиротехнических устройств образуются грубые сферические ударные волны. Удар молнии генерирует цилиндрическую ударную волну, центрирующуюся по пути своего прохождения. Звук ударной волны, производимой сверхзвуковым самолетом, называется звуковым ударом, а звук ударной волны, производимой молнией, – громом.

Числа Маха от 0,8 до 1,5 называются околозвуковыми. В трансзвуковом потоке над крылом самолета будут смешиваться очаги дозвукового и сверхзвукового потоков, что приводит к потере устойчивости. Эффекты так называемого звукового барьера также имеют тенденцию быть значительными, и полет может стать трудным для контроля.

Когда число Маха в жидкости приближается к 5, поведение жидкости больше зависит от числа Рейнольдса, чем числа Маха, и течение называется гиперзвуковым. Модель самолета, путешествующего через любую жидкость с определенным числом Маха, будет вести себя как реальная вещь, летящая по воздуху с тем же числом Маха, до тех пор, пока человек не войдет в гиперзвуковой режим. Ниже 5 Махов (число Маха равно 5) ударная волна отделена от объекта небольшим, но значительным расстоянием. Объекты, движущиеся быстрее 5 Махов, начинают взаимодействовать с этим фронтом удара.

___________

Уровни скоростей в зависимости от числа Маха

Сжимаемый и несжимаемый поток

Шкала чисел Маха

____________

Число Фруда (Критерий Фруда)

Fr = 

v

g

Число Фруда (Fr) – это отношение сил инерции к силам гравитации, один из критериев подобия движения жидкостей и газов.
Число Фруда является безразмерной величиной, определяющее сопротивление как следствие образования поверхностных волн (среди прочего).
Величина названа в честь Уильяма Фруда, английского ученого девятнадцатого века.

Число Бонда

Число Бонда – это безразмерное число, описывающее важность гравитации относительно поверхностного натяжения при определении формы пузырька или капли.

Величина названа в честь Уилфреда Ноэла Бонда, английского физика.
Bo = ρgD2
σ

где…
Bo = номер Бонда
ρ = плотность жидкости
g = ускорение силы тяжести
D = диаметр пузырька
σ = температура поверхности

Число Рейнольдса

Число Рейнольдса (Re) – це відношення інерційного опору протікання рідини до її в’язкістного опору.

Величина названа на честь британського фізика і інженера Осборна Рейнольдса, який вважається першим, хто усвідомив її важливість в 1883 році.

Re = інерційний опiр  = ρvℓ
в’язкістний опiр η

де …
Re = число Рейнольдса
ρ = щільність рідини
v = відносна швидкість рідини
ℓ = характерна довжина системи
η = динамічна в’язкість рідини

Число Рейнольдса є безрозмірною величиною, що визначає опір рідини через в’язкiсть (серед іншого).
Рейнольдс Осборн: «Експериментальне дослідження обставин, що визначають, чи буде рух води прямим або звивистим, а також закон опору в паралельних каналах». Королівське товариство, Філософські праці, 1883.

Режими потоків
Для низьких чисел Рейнольдса поведінка рідини залежить головним чином від її в’язкості, а течія є стійкою, гладкою, в’язкою або ламінарною, а n = 1.
Для великих чисел Рейнольдса імпульс рідини визначає її поведінку в більшій мірі, ніж в’язкість, і течія є нестійкою, збовтуваною, хвилюючою або турбулентною, і n = 2.
Для проміжних чисел Рейнольдса течія є перехідною – частково ламінарною і частково турбулентною.

Числа Рейнольдса, лінії струму рідини

Повний зміст числа Рейнольдса ніколи не усвідомлювалася Рейнольдсом, який розглядав це відношення лише як критерій критичної швидкості в потоці труби. Релей, більш відомий як лорд Рейлі – британський фізик і механік, який відкрив газ аргон і отримав за це Нобелівську премію з фізики в 1904 році, показав, що це безрозмірна величина, яка управляє всіма факторами опору тертя потоку рідини, і що подібні безрозмірні константи існують для багатьох інших природних явищ.
В інженерному проектуванні практикується, що при виготовленні реального крупного об’єкту, такого як корабель, літак або будинок, будується і тестується масштабована, зменшена модель, щоб можна було розрахувати характеристики великого об’єкта на основі результатів випробувань масштабованої моделі. Лорд Рейлі показав, що випробування масштабированої моделі дають порівнянні результати тільки тоді, коли безрозмірний коефіцієнт моделі дорівнює значенню коефіцієнта реального об’єкта при роботі в його проектних умовах. Прирівнюючи безрозмірний коефіцієнт реального об’єкта до коефіцієнта моделі, можна отримати швидкість випробування моделі. Це відомо як відповідна швидкість, а порівняння двох умов між реальним об’єктом і результатами випробувань моделі на відповідній швидкості відомо як принцип динамічного подоби.
З історії: «До 1921 року в усьому світі було побудовано більше десятка аеродинамічних труб. Але всі вони працювали при нормальному атмосферному тиску. Це означало, що експериментальні результати, отримані з використанням масштабних моделей в тунелях, були під питанням, тому що спеціальний параметр, званий числом Рейнольдса, не відповідав тим, які зустрічаються в реальних польотах повномасштабного літака. Іншими словами, число Рейнольдса масштабних моделей масштабованих 1 до 20, які відчувають при експлуатаційних швидкостях польоту, були б занадто малі в 20 разів. Класичні експерименти Рейнольдса показали, що умови повітряного потоку можуть радикально відрізнятися для модельних та повномасштабних літаків. Оскільки число Рейнольдса також пропорційно щільності повітря, очевидним вирішенням проблеми масштабних ефектів буде перевірка зменшених масштабованих моделей при тиску 20 атмосфер. Тоді число Рейнольдса буде таким же в випробуваннях в аеродинамічній трубі як і в реальних повномасштабних польотах ».

Деякі обрані числа Рейнольдса

Re Самолет
2,000,000,000 Боинг 747
110,000,000 Типичные коммерческие самолеты
6,300,000 Сессна *
4,700,000 Легкие самолеты
1,600,000 Планеры
250,000 Модели самолетов
47,000 Бумажный самолетик

В’язкості деяких матеріалів

В’язкості деяких матеріалів (уважно див. різні одиниці і їх префікси)

Рідини T (℃) η (мПа с)
спирт етиловий (зерновий) 20 1,1
спирт, ізопропіл 20 204
спирт, метил (деревний) 20 0,59
кров 37 3-4
етиленгліколь 25 16,1
етиленгліколь 100 1,98
фреон 11 (паливо) -25 0,74
– // – 0 0,54
– // – +25 0,45
фреон 12 (холодоагент) +15 0,2
гліцерин 20 1420
– // – 40 280
гелій (рідкий) 4000 0,00333
ртуть 15 1,55
молоко 25 3
масло рослинне, рапс 25 57
– // – 40 33
масло рослинне, кукурудзяне 20 65
– // – 40 31
масло рослинне оливкове 20 84
масло, овочі, соя 20 69
масло рослинне соєве 40 26
машинне масло, легке 20 102
машинне масло, важке 20 233
масло моторне SAE 20 20 125
масло моторне SAE 30 20 200
масло моторне SAE 40 20 319
пропіленгліколь 25 40,4
– //- 100 2,75
вода 0 1,79
– //- 20 1,00
– //- 40 0,65
– //- 100 0,28

Проаналізувавши ці дані можна легко зробити простий висновок:

при нагріванні в’язкість знижується, рідини стають менш в’язкими і більш текучими,
при охолодженні – в’язкішими і густими.

У таблиці нижче наведені в’язкості деяких газів

Гази T (℃) η (мПа с)
ефір 15 17,9
водень 0 8,42
гелій (газ) 0 18,6
азот 0 16,7
кисень 0 18,1
     

В’язкість: визначення, види, одиниці виміру

Якщо простими словами, то в’язкість – це величина, яка описує опір рідини течії. Так само – різні рідини по різному протистоять відносному руху занурених у них об’єктів, а також руху шарів з різними швидкостями всередині них. Ну, наприклад, якщо ми кинемо металевий предмет (циліндр, кулю, прямокутник) в воду і в машинне масло, то в воді він потоне швидше ніж в маслі (ну тобто у води в’язкість менше :))

Якщо формально, то в’язкість – являє собою відношення напруги зсуву (F/A) до градієнту швидкості ((Δvx / Δz або dvx / dz) в рідині, записується символом η «ета».

 

η = /A
Δvxz

або ж

η = F/A
dvx/dz

Більш звичайна форма цього співвідношення, називається рівнянням Ньютона, і говорить, що результуючий зсув рідини прямо пропорційний прикладеній силі і обернено пропорційний її в’язкості. Подібність з другим законом руху Ньютона (F = ma) очевидна.

 

 = η Δvx
A Δz
 = m Δv
Δt

Або, якщо ви віддаєте перевагу символьним обчисленням (а хто ні) …

 

F  = η dvx
A dz
F = m dv
dt

Одиницею виміру в’язкості в системі СІ є Паскаль-секунда [Па•с], яка не має спеціальної назви. Паскаль-секунда (Па•с) – похідна одиниця в Міжнародній системі одиниць (СІ) для вимірювання в’язкості, вона еквівалентна Н•с/м², або кг/(м•с).

Якщо рідину з в’язкістю 1 Па•с помістити між двома пластинами і пересувати верхню пластину паралельно нижній пластині так, щоб напруга зсуву в рідини дорівнювало одному Паскалю, вона переміститься на відстань, рівну товщині шару рідини між пластинами, за одну секунду.
Або так: один паскаль-секунда дорівнює в’язкості рідини, яка надає опір силою в 1 паскаль взаємному пересуванню двох шарів рідини площею 1 м² знаходяться на відстані 1 м один від одного і взаємно пересуваються з відносною швидкістю 1 м/с.

Паскаль-секунда сьогодні рідко використовується в науковій і технічній літературі. Найбільш поширеною одиницею в’язкості є дина-секунда на квадратний сантиметр [дин•с/см2], це одиниця для вимірювання в’язкості системи СГС (сантиметр-грам-секунда). Називавется пуаз [P] в честь французького фізіолога Жана Пуазейля (1799-1869). Десять пуаз рівні однієї паскаль-секунді [Па•с], таким чином сантіпуаз [сп] і мілліпаскаль-секунди [мПа•с] ідентичні.
1 Па•с = 10 П
1000 мПа•с = 10 П
1 мПа•с = 0,01 П
1 мПа•с = 1 сП
Насправді є дві величини, які називаються в’язкістю. Ті, що описані вище, іноді називають динамічною в’язкістю, абсолютною в’язкістю або простою в’язкістю, для того щоб відрізняти її від іншої в’язкості, але зазвичай просто називають в’язкістю. А ось інша величина, яка називається кінематичною в’язкістю, являє собою відношення в’язкості рідини до її щільності, позначається грецькою буквою ν «ню».

ν = η
ρ

Кінематична в’язкість є мірою опору потоку рідини під дією сили тяжіння. Її часто вимірюють за допомогою пристрою, який називається капілярним віскозиметром – в основі градуьована ємність з вузькою трубкою на дні. Коли дві рідини однакового обсягу поміщають в ідентичні капілярні віскозиметри і дозволяють текти під дією сили тяжіння, більш в’язка рідина тече довше часу через трубку, ніж менш в’язка рідина. Капілярні віскозиметри обговоримо більш докладно пізніше (див. цей розділ).

Одиницею кінематичної в’язкості в СІ є квадратний метр в секунду [м2/с], спеціальної назви не має. Ця розмірність настільки велика, що її рідко використовують. Більш поширеною одиницею кінематичної в’язкості є квадратний сантиметр за секунду [см2/с], якій дано назву стокс [Ст або англ. St] на честь ірландського математика і фізика Джорджа Стокса (1819-1903). Один квадратний метр в секунду дорівнює десяти тисячам Стоксів.
1 см2 / с = 1 Ст
1 м2 / с = 10000 см2
1 м2 / с = 10000 Ст

Навіть ця одиниця трохи велика, тому найбільш поширеною одиницею є, ймовірно, квадратний міліметр в секунду [мм2/с] або сантістокс [сСт]. Один квадратний метр в секунду дорівнює одному мільйону сантістокс.

1 мм2 / с = 1 сСт
1 м2 / с = 1 000 000 мм2
1 м2 / с = 1 000 000 сСт

Приклади величин тисків

Порівняйте величини деяких тисків, вимірюваних для різних процесів, подій, місць.

Це тиск надлишковий, (виміряний приладом), не абсолютний (не плутати).

 
атм.

атмосфери, (кгс/см2)

МПa,

мегапаскалі

місце, процес, подія, дія
200 20 дихальний апарат під тиском
150 15 гомогенізація молока
7–14 0,7–1,4 виробництво сухофруктів
9 0,9 эспрессо-машина
4–7 0,4–0,7 велосипедна шина
> 4 > 0,4 отруєння киснем і азотний наркоз для занурень> 30 м
2.7–4.1 0,275–0,415 шампанське при температурі подачі (10 ℃)
2.7 0,275 газовані безалкогольні напої
2.0–2.5 0,2–0,25 автомобільні шини
> 4 > 0,4 вибухова хвиля, 100% летальність
2.3–4.0 0,23–0,4 вибухова хвиля, 50% летальність
1.6–2.3 0,16–0,23 вибухова хвиля, 1% летальність
1.02 0,103 звичайна побутова скороварка
1 0,101325 одна стандартна атмосфера вище тиску навколишнього середовища
0,013–0,019 артеріальний тиск людини, артеріальний, систолічний (при серцебитті)
0,008–0,012 артеріальний тиск людини, артеріальний, діастолічний (між ударами серця)
0,007–0,014 ударна хвиля літака
0 0 тиск навколишнього середовища
−1 −0,101325 одна стандарт атмосфера нижче тиску навколишнього середовища, ідеальний вакуум 

Про тиск атмосфери і його вимір

Атмосфера Землі чинить тиск, як і будь-який інший газ. Хоча ми зазвичай не помічаємо атмосферного тиску, ми чутливі до змін тиску, наприклад, коли ваші вуха «закладаються» під час зльоту чи посадки, під час польоту або коли ви занурюєтеся під воду. Тиск газу обумовлено силою, яка надається молекулами газу, що зіштовхуються з поверхнями об’єктів (рисунок 1). Хоча сила кожного зіткнення дуже мала, будь-яка поверхня помітною області відчуває велику кількість зіткнень за короткий час, що може привести до високого тиску. Фактично, нормальний тиск повітря досить сильний, щоб розчавити металевий контейнер, якщо він не урівноважений рівним тиском всередині контейнера.


Манометр вимірює різницю в тиску повітря або рідини, порівнюючи її з зовнішнім джерелом, зазвичай тиском атмосфери Землі. Існує кілька типів манометрів, найпростішим з яких є пьезометрична трубка, яка представляє собою одну трубку і підстава для рідини. Більш поширені манометри мають U-подібну форму і з’єднані між собою трубками. Манометри використовуються в атмосферних дослідженнях, погодних дослідженнях, газових аналізах і дослідженнях атмосфер інших планет. Вони зазвичай зроблені зі скла або пластику, і, хоча більшість з них застосовуються для вимірювання, деякі можуть вимірювати зміни в цифровому вигляді. Однотрубний манометр вимірює тільки тиск рідини, оскільки немає альтернативного місця для порівняння газів. U-подібний манометр, по суті, зіставляє два різних тиску газу один з одним і вимірює тиск вимірюваного газу.

Механіка манометрів

У трубку поміщається рідина, зазвичай рідина, така як ртуть, яка стабільна під тиском. Один кінець U-подібної трубки потім заповнюється вимірюваним газом, зазвичай закачується таким чином, щоб трубка могла бути закрита за нею. Інший кінець залишається відкритим для природного рівня тиску. Потім рідина врівноважується в нижній частині U-подібного манометра в залежності від тиску газу. Атмосферний тиск чинить тиск на рідину, змушуючи її опускатися в закритий кінець трубки. Газ, захоплений в герметичному кінці, також виштовхує вниз, змушуючи рідина повертатися на іншу сторону.

Потім проводиться вимір, щоб бачити, як далеко рідина в герметичному кінці була виштовхнута або нижче точки рідини у відкритому кінці, або над нею. Якщо рідина врівноважена, прямо в обох трубках, то газ дорівнює тиску зовнішнього повітря. Якщо рідина піднімається вище цього рівня в герметичному кінці, то тиск повітря важче, ніж газ. Якщо газ важчий за повітря, він виштовхне рідину в герметичний кінець нижче рівня рівноваги.

Оскільки атмосфера Землі змінюється в залежності від висоти і температури, різниця повинна бути врахована для досягнення середнього атмосферного тиску. В іншому випадку манометр покаже трохи різні результати на різних висотах, що унеможливить проведення точних досліджень.

Як читати барометр

Показания барометра

Барометр – це пристрій, який зчитує атмосферний тиск. Барометр використовується для прогнозування погоди шляхом відстеження змін атмосферного тиску в результаті присутності і руху більш теплих і холодних погодних умов. Якщо ви використовуєте аналоговий барометр у себе вдома або цифровий барометр на своєму мобільному телефоні або інших електронних пристроях в США, західних країнах, ви можете бачити барометричні свідчення в дюймах ртутного стовпа (inHg). Міжнародна система одиниць (одиниця СІ), яка використовується в усьому світі, – це Паскалі (Па, що приблизно дорівнює 3386,389 рази в рт. Ст.), а метеорологи використовують одиницю миллибар (мб або 33 864 рази в мм. рт. ст.) .

Ось як ви читаєте барометр і що означають ці свідчення з точки зору зміни тиску повітря і того, яка погода рухається до вас.

Атмосферний тиск

Повітря, що оточує Землю, створює атмосферний тиск. Коли ви піднімаєтеся в гори або летите високо в літаку, повітря стає разріженним, а тиск нижче. Тиск повітря на рівні моря при температурі 59 F (15 град. C) становить одну атмосферу (атм), і це базове показання для визначення вашого відносного тиску.

Тиск повітря також відомо як барометричний тиск, і воно вимірюється за допомогою пристрою, званого барометром. Підвищується рівень – той, який вказує на зростаючий тиск повітря; падаючий – вказує на зниження тиску повітря.

Як змінюється тиск повітря

Зміни тиску повітря також є різницею температури повітря над поверхнею Землі. Температура повітря залежить від того, наскільки він вище: повітряна маса над континентами має температуру, відмінну від температури над океаном. Ці відмінності створюють вітер і викликають розвиток систем тиску. Вітер переміщує ці системи тиску, і вони, в свою чергу, змінюються в міру проходження через гори, океани та інші області.

Французький вчений і філософ Блез Паскаль (1623-1662) в 17 столітті виявив, що тиск повітря зменшується з висотою, і вимір змін тиску повітря на рівні землі в будь-якому місці може бути пов’язано з щоденними змінами погоди. Часто синоптики визначають шторм або області низького тиску, що рухається до вашого регіону. Коли повітря піднімається, він охолоджується і часто конденсується в хмари і опади. У системах високого тиску повітря опускається до Землі і нагрівається вгорі, що призводить до сухої і ясній погоді.

Зміни атмосферного тиску

В цілому, барометр може повідомити вам, чи буде в вашому найближчому майбутньому ясне або грозове небо, або взагалі не відчуєте змін.

Коли повітря сухе, прохолодне і приємне, показання ртуті або барометра підвищуються.
Коли він (тиск) піднімається, це часто означає ясну погоду.
Коли повітря тепле і вологе, показання барометра падають.
Коли тиск повітря падає, це звичайно вказує на те, що наближається шторм або волога погода.
Якщо барометр залишається стабільним, погода зараз не зміниться.

Прогнозування погоди за допомогою барометра

Більш конкретно, барометр з показаннями в дюймах ртутного стовпа (inHg) можна інтерпретувати в такий спосіб:

Якщо показання перевищують 30,20 дюйма ртутного стовпа (102268,9 Па або 1022,689 мб):

Підвищення або постійний тиск означає продовження гарної погоди.
Повільно падаюче тиск означає хорошу погоду.
Швидко падаюче тиск означає хмарність та теплі умови.

Якщо воно знаходиться між 29,80 і 30,20 (100914,4-102268,9 Па або 1022,689-1009,144 мб):

Підвищення або постійний тиск означає, що поточні умови триватимуть.
Повільно падаюче тиск означає невелика зміна погоди.
Швидко падаюче тиск означає, що можливий дощ або сніг, якщо достатньо холодно.

Якщо значення тиску нижче 29,80 (100914,4 Па або 1009,144 МБ):

Підвищення або постійний тиск вказує на прояснення і прохолодну погоду.
Повільно падаюче тиск вказує на дощ
Швидко падаюче тиск вказує на насувається бурю.

Ізобари на картах погоди

Дослідники погоди – метеорологи – використовують метричну одиницю виміру тиску, в миллибарах, і визначають середній тиск для даної точки на рівні моря і 59 F (15 град. C) як одну атмосферу, або 1013,25 мбар.

Коли метеоролог вказує на лінію на карті погоди і називає її ізобарою, вона посилається на лінію, яка з’єднує точки рівного атмосферного тиску. Наприклад, на карті погоди буде показана лінія, що з’єднує всі точки, де тиск становить 996 мбар (миллибар), і лінія під нею, де тиск становить 1000 мбар. Точки вище ізобари 1000 гПа мають більш низький тиск, а точки нижче ізобари мають більш високий тиск. Це допомагає метеорологу скласти графік майбутніх змін погоди в регіоні.