Site Loader

Содержание

Номинальное давление — Википедия

Номинальное давление — номинальное значение технического параметра различного оборудования, насосов, теплообменников, сосудов, работающих под давлением, трубопроводов, арматуры и пр. Любое изделие имеет конкретные размеры, обоснованные расчётами на прочность. Расчёты учитывают выбранные для изготовления материалы с характеристиками их прочности при 20 °C рабочей среды, что обеспечивает заданный срок службы оборудования при определенном рабочем давлении среды. Это давление называется номинальным (условным) давлением.

Для многих технических устройств этот параметр является важнейшим в связи с тем, что им определяются прочностные характеристики оборудования, возможность его сопряжения с соединительными частями различных трубопроводов, возможность стандартизации требований к условиям испытаний на прочность и плотность материалов и соединений.

Определения этого параметра, а также конкретные его значения устанавливают различные государственные правила и стандарты, утверждённые в той или иной стране. В России он также известен в технической документации, литературе, каталогах как условное давление, что объясняется тем, что этот термин был переименован в 1986 году в связи с выходом новых ГОСТов для приведения обозначения к международным стандартам. Первоначально новые стандарты оставляли в силе обозначение

Py в качестве альтернативы новому обозначению PN (используется также обозначение Рном), эти обозначения применялись для маркировки технических изделий. Однако, с 1 января 2011 года данная альтернатива в стандартах в части применения устаревшего обозначения (Py) была исключена[источник не указан 987 дней]. Таким образом, единственно верным обозначением для номинального давления в настоящее время является PN.

Примеры установленных стандартов и правил[править | править код]

Номинальное давление (в гидроприводе, пневмоприводе и смазочных системах) — наибольшее избыточное давление, при котором устройство должно работать в течение установленного ресурса (срока службы) с сохранением параметров в пределах установленных норм.

[1]

Номинальное давление (в системах водоснабжения и канализации) — это постоянное внутреннее избыточное давление воды, которое трубы и соединительные детали могут выдерживать в течение всего срока эксплуатации (50 лет) при температуре воды 20 °C.[2]

Понятие номинальное давление применяется согласно ГОСТ 26349-84 для арматуры и соединительных частей трубопроводов, таких как фланцы, отводы, тройники и др., этим же стандартом установлены конкретные значения применяемых в этой области номинальных (условных) давлений.

Ряд номинальных давлений в гидроприводе, пневмоприводе и смазочных системах устанавливается ГОСТ 12445-80.

В «Правилах устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением (ПБ 03-576-03)» [3] определены термины:

  • Давление пробное — давление, при котором производится испытание сосуда.
  • Давление рабочее — максимальное внутреннее избыточное или наружное давление, возникающее при нормальном протекании рабочего процесса.
  • Давление расчётное — давление, на которое производится расчёт на прочность.
  • Давление условное — расчётное давление при температуре 20 °C, используемое при расчёте на прочность стандартных сосудов (узлов, деталей, арматуры).

При проектировании гидропривода номинальное давление в гидросистеме назначают в соответствии с нормальным рядом давлений по ГОСТ 6540-68 и ГОСТ 12445-80 (МПа): 0,63; 1,0; 1,6; 2,5; 6,3; 10; 16; 20; 25; 32. Для трубопроводной арматуры (краны шаровые, задвижки клиновые и шиберные) и деталей трубопровода (тройники, муфты, переходы, колена, отводы и т.д.) назначают в соответствии с нормальным рядом давлений по ГОСТ 356-80 (МПа): 0,1; 0,16; 0,25; 0,4; 0,63; 1,0; 1,6; 2,5; 4,0; 10,0; 12,5; 16,0; 20,0; 25,0; 32,0; 40,0; 50,0; 63,0; 80,0; 100,0; 160,0; 250,0.

  1. ↑ ГОСТ 12445-80. Гидроприводы объёмные, пневмоприводы и смазочные системы. Ряды основных параметров.
  2. ↑ СП 40-102-2000.
  3. ↑ утверждены постановлением Госгортехнадзора РФ № 91 от 11 июня 2003 года

Таблица номинальных давлений PN/Ру. Давления условные или номинальные определяются ГОСТом 26349 «Соединения трубопроводов и арматура. Давления номинальные. Ряды». «Единица давления» PN





Адрес этой страницы (вложенность) в справочнике dpva.ru:  главная страница  / / Техническая информация /
 / Инженерное ремесло
/ / Классы давления, температуры, герметичности. Номинальные (условные) давления PN (Ру). Номинальные (условные) диаметры DN (Ду)  / / Таблица номинальных давлений PN/Ру. Давления условные или номинальные определяются ГОСТом 26349 «Соединения трубопроводов и арматура. Давления номинальные. Ряды». «Единица давления» PN

Поделиться:   

Таблица номинальных давлений PN/Ру. Давления условные или номинальные определяются ГОСТом 26349 «Соединения трубопроводов и арматура. Давления номинальные. Ряды». «Единица давления» PN

Tube connections and fittings. Nominal pressures. Series

  • Под номинальным давлением понимается наибольшее избыточное рабочее давление при температуре рабочей среды 20 °С, при котором обеспечивается заданный срок службы соединений трубопроводов и арматуры, имеющих определенные размеры, обоснованные расчетом на прочность при выбранных материалах и характеристиках прочности их при температуре 20 °С.
  • В двух словах: PN (ранее в СССР и РФ — «Ру») это не единица давления, а скорее «класс прочности по внутреннему давлению» трубопроводов и арматуры, кроме того ряды PN отличаются габаритными и присоединительными размерами при одинаковых DN (Ду).
  • Справочно: Диаметры условные, номинальные, Ду, DN, NPS и NB. Условный проход. Метрические и дюймовые диаметры

Значения и обозначения номинальных давлений должны соответствовать указанным в таблице.

Обозначение номинального
давления
Значение номинального
давления, МПа (кгс/см2)
Обозначение номинального
давления
Значение номинального
давления, МПа (кгс/см2)
PN 0,1 0,01 (0,1) PN 40 4,0 (40,0)
PN 0,16 0,016 (0,16) PN 63 6,3 (63,0)
PN 0,25

Что такое DN, Ду и PN ? Эти параметры нужно знать сантехникам и инженерам обязательно!

Что такое DN, Ду и PN ? Эти параметры нужно знать сантехникам и инженерам обязательно!

 

DN – Стандарт обозначающий условный внутренний диаметр.

PN – Стандарт обозначающий номинальное давление.

Что такое Ду?

Ду – образовано от двух слов: Диаметр и Условный. Ду = DN. Ду тоже самое что DN. Просто DN более международный стандарт. Ду – русскоязычное представление DN. Сейчас категорически нужно отказаться от такого наименования Ду.

Что такое DN?

DN — Cтандартизованное представление диаметра. ГОСТ 28338-89 и ГОСТ Р 52720

Номинальный диаметр DN (диаметр условного прохода; условный проход; номинальный размер; условный диаметр; номинальный проход): Параметр, применяемый для трубопроводных систем в качестве характеристики присоединяемых частей арматуры.

Примечание — Номинальный диаметр приблизительно равен внутреннему диаметру присоединяемого трубопровода, выраженному в миллиметрах и соответствующему ближайшему значению из ряда чисел, принятых в установленном порядке.

В чем обычно измеряется DN?

По условиям стандарта вроде бы она не имеет строгой привязки к единице измерения (написано в документах). Но она обозначает именно размер диаметра. А диаметр измеряется длиной. И потому что единица измерения длины может быть разным. Например, дюйм, фут, метр и тому подобное. Для Российских документов мы просто по умолчанию измеряем в мм. Хотя в документах написано, что она все таки измеряется в мм. ГОСТ 28338-89. Но не имеет единицу измерения:

 

Как это не имеет, если имеет? Можете написать в комментариях, как понять эту фразу?

Кажется дошло… DN (порядковый номер диаметра выраженный в милиметрах). То есть он не имеет единицу измерения, а как бы содержит константные значения (цифровые дискретные значения типа: 15,20,25,32…). Но нельзя обозначить например, как DN 24. Потому что цифры 24 нет в ГОСТ 28338-89. Там идут строгие значения по порядку как: 15,20,25,32… И только их нужно выбирать для обозначения.

DN измеряется диаметром условного прохода в мм.(миллиметр=0,001 м.). И если в российских документах вы увидите DN15 то это будет обозначать внутренний диаметр примерно 15 мм.

Условный проход – говорит о том, что это внутренний диаметр трубы, выраженный в миллиметрах — условно. Термин «Условно» говорит о том, что значение диаметра не точное. Условно мы принимаем, что оно примерно равно некоторым значениям стандарта.

Под условным проходом (номинальным размером) понимают параметр, применяемый для трубопроводных систем в качестве характеристики присоединяемых частей, например соединений трубопроводов, фитингов и арматуры. Условный проход (номинальный размер) приблизительно равен внутреннему диаметру присоединяемого трубопровода, выраженному в миллиметрах.

По стандарту из: ГОСТ 28338-89 принято выбирать те цифры, о которых договорились. И свои цифры с запятыми придумывать не стоит. Например, DN 14,9 будет ошибкой обозначения.

Номинальный диаметр приблизительно равен внутреннему диаметру присоединяемого трубопровода, выраженному в миллиметрах и соответствующему ближайшему значению из ряда чисел, принятых в установленном порядке.

Вот эти цифры:

 

Например, если реальный внутренний диаметр равен 13 мм, то пишем как: DN 12. Если внутренний диаметр 14мм. то принимаем значение DN 15. То есть выбираем ближайшее по значению число из списка стандарта: ГОСТ 28338-89.

Если в проектах следует обозначить и диаметр и толщину стенки трубы, то нужно указывать так: ф20х2.2 где наружный диаметр равен 20 мм. А внутренний диаметр равен на разницу толщины стенки. В данном случае внутренний диаметр равен 15,6мм. ГОСТ 21.206–2012

Увы, но нам приходится подчиняться чужим стандартам

Любые привозимые материалы из-за рубежа чаще всего были разработаны с помощью другой размерности длины: Дюйм

Поэтому чаще всего размеры бывают ориентированы на Дюйм. Обычно за место слова дюйм пишут кавычку.

1 дюйм = 25,4 мм. Что тоже самое 1” = 25,4 мм.

Таблица размерностей. Обычно за место слова дюйм пишут кавычку.

1/2 “ = 25.4 / 2 = 12,7. Но в реальности такой размер 1/2 “ равно проходу 15 мм. Точнее может быть 14.9мм. для стальной трубы. В общем, размеры могут отличаться на несколько мм. Поэтому в таких случаях для точных расчетов нужно узнавать внутренний диаметр у конкретной модели отдельно.

Например, размер 3/4” = 25,4 х 3/4 = 19 мм. Но пишем в документах “условно” DN20 – примерно внутренний диаметр равен 20мм.

Вот собственно размеры, которые чаще всего соответствуют в Российском переводе.

 

В таблице указан внутренний диаметр в мм.

Номинальное давление PN: Подробнее в ГОСТ 26349 и ГОСТ Р 52720.

Имеет единицу измерения: кгс/cм2. Обозначение кгс означает кг х с (килограмм умноженное на с). с=1. с характеризует как бы коэффициент силы. То есть умножая килограмм(массу) на силу мы конвертируем массу в силу. Это такая поправка для дотошных физиков. Если Вы обозначите кг/cм2 в принципе тоже не ошибетесь, если будите полагать что массу мы воспринимаем как силу. Также такая единица как кг/cм2 ошибочна тем, что давление образована из двух единиц (сила и площадь). Масса это другой параметр. Потому что масса только на поверхности земля создает ту силу которая давит на землю(сила тяготения). Значение с=1 на поверхности земля. И если Вы улетите на другую планету, то сила гравитации будет другая, и масса будет создавать другую силу. И на другой планете коэффициент с=1 будет равен другому значению. Например, с=0,5 создаст давление в два раза меньше.

Для чего нужен PN ?

Значение PN нужно для того, чтобы указать прибору предел давления, которое нельзя превышать для нормальной работы прибора, для которого это значение задано. То есть при проектировании, проектант должен за ранее знать, на какое максимальное давление рассчитан прибор.

Например, если прибору дали значение PN15 это означает, что прибор рассчитан на эксплуатацию с давлением не превышающим 15 кгс/см2. Что примерно равно 15 Бар.

1 кгс/см2 = 0.98 Бар. Грубо говоря значение PN примерно равно Бару или атмосфере.

Например, если прибору дали значение PN10 то оно рассчитано на давление не превышающую 10 Бар.

Определение PN по стандарту

Наибольшее избыточное рабочее давление при температуре рабочей среды 293 К (20 °С), при котором обеспечивается заданный срок службы (ресурс) корпусных деталей арматуры, имеющих определенные размеры, обоснованные расчетом на прочность при выбранных материалах и характеристиках прочности их при температуре 293 К (20 °С).

Российские нормы: ГОСТ 26349-84, ГОСТ 356-80, ГОСТ Р 54432-2011

Европейские нормы: DIN EN 1092-1-2008

Американские нормы: ANSI/ASME B16.5-2009, ANSI/ASME B16.47-2006

Pn, Dn и Ду условные обозначения и все о них

DN - Стандарт обозначающий условный внутренний диаметр.

PN - Стандарт обозначающий номинальное давление.

Что такое Ду?

Ду – образовано от двух слов: Диаметр и Условный. Ду = DN. Ду тоже самое что DN. Просто DN более международный стандарт. Ду – русскоязычное представление DN. Сейчас категорически нужно отказаться от такого наименования Ду.

Что такое DN?

DN — Cтандартизованное представление диаметра. ГОСТ 28338-89 и ГОСТ Р 52720

Номинальный диаметр DN (диаметр условного прохода; условный проход; номинальный размер; условный диаметр; номинальный проход): Параметр, применяемый для трубопроводных систем в качестве характеристики присоединяемых частей арматуры.

Примечание - Номинальный диаметр приблизительно равен внутреннему диаметру присоединяемого трубопровода, выраженному в миллиметрах и соответствующему ближайшему значению из ряда чисел, принятых в установленном порядке.

В чем обычно измеряется DN?

По условиям стандарта вроде бы она не имеет строгой привязки к единице измерения (написано в документах). Но она обозначает именно размер диаметра. А диаметр измеряется длиной. И потому что единица измерения длины может быть разным. Например, дюйм, фут, метр и тому подобное. Для Российских документов мы просто по умолчанию измеряем в мм. Хотя в документах написано, что она все таки измеряется в мм. ГОСТ 28338-89. Но не имеет единицу измерения:

Условный проход (номинальный размер) не имеет единицы измерения и приблизительно равен внутреннему диаметру присоединяемого трубопровода, выраженному в миллиметрах.

Как это не имеет, если имеет? Можете написать в комментариях, как понять эту фразу?

Кажется дошло… DN (порядковый номер диаметра выраженный в милиметрах). То есть он не имеет единицу измерения, а как бы содержит константные значения (цифровые дискретные значения типа: 15,20,25,32…). Но нельзя обозначить например, как DN 24. Потому что цифры 24 нет в ГОСТ 28338-89. Там идут строгие значения по порядку как: 15,20,25,32… И только их нужно выбирать для обозначения.

DN измеряется диаметром условного прохода в мм.(миллиметр=0,001 м.). И если в российских документах вы увидите DN15 то это будет обозначать внутренний диаметр примерно 15 мм.

Условный проход – говорит о том, что это внутренний диаметр трубы, выраженный в миллиметрах — условно. Термин «Условно» говорит о том, что значение диаметра не точное. Условно мы принимаем, что оно примерно равно некоторым значениям стандарта.

Под условным проходом (номинальным размером) понимают параметр, применяемый для трубопроводных систем в качестве характеристики присоединяемых частей, например соединений трубопроводов, фитингов и арматуры. Условный проход (номинальный размер) приблизительно равен внутреннему диаметру присоединяемого трубопровода, выраженному в миллиметрах.

По стандарту из: ГОСТ 28338-89 принято выбирать те цифры, о которых договорились. И свои цифры с запятыми придумывать не стоит. Например, DN 14,9 будет ошибкой обозначения.

Номинальный диаметр приблизительно равен внутреннему диаметру присоединяемого трубопровода, выраженному в миллиметрах и соответствующему ближайшему значению из ряда чисел, принятых в установленном порядке.

Вот эти цифры:


Например, если реальный внутренний диаметр равен 13 мм, то пишем как: DN 12. Если внутренний диаметр 14мм. то принимаем значение DN 15. То есть выбираем ближайшее по значению число из списка стандарта: ГОСТ 28338-89.

Если в проектах следует обозначить и диаметр и толщину стенки трубы, то нужно указывать так: ф20х2.2 где наружный диаметр равен 20 мм. А внутренний диаметр равен на разницу толщины стенки. В данном случае внутренний диаметр равен 15,6мм. ГОСТ 21.206–2012

Увы, но нам приходится подчиняться чужим стандартам

Любые привозимые материалы из-за рубежа чаще всего были разработаны с помощью другой размерности длины: Дюйм

Поэтому чаще всего размеры бывают ориентированы на Дюйм. Обычно за место слова дюйм пишут кавычку.

1 дюйм = 25,4 мм. Что тоже самое 1” = 25,4 мм.

Таблица размерностей. Обычно за место слова дюйм пишут кавычку.

1/2 “ = 25.4 / 2 = 12,7. Но в реальности такой размер 1/2 “ равно проходу 15 мм. Точнее может быть 14.9мм. для стальной трубы. В общем, размеры могут отличаться на несколько мм. Поэтому в таких случаях для точных расчетов нужно узнавать внутренний диаметр у конкретной модели отдельно.

Например, размер 3/4” = 25,4 х 3/4 = 19 мм. Но пишем в документах “условно” DN20 – примерно внутренний диаметр равен 20мм.

Вот собственно размеры, которые чаще всего соответствуют в Российском переводе.


В таблице указан внутренний диаметр в мм.

Номинальное давление PN: Подробнее в ГОСТ 26349 и ГОСТ Р 52720.

Имеет единицу измерения: кгс/cм2. Обозначение кгс означает кг х с (килограмм умноженное на с). с=1. с характеризует как бы коэффициент силы. То есть умножая килограмм(массу) на силу мы конвертируем массу в силу. Это такая поправка для дотошных физиков. Если Вы обозначите кг/cм2 в принципе тоже не ошибетесь, если будите полагать что массу мы воспринимаем как силу. Также такая единица как кг/cм2 ошибочна тем, что давление образована из двух единиц (сила и площадь). Масса это другой параметр. Потому что масса только на поверхности земля создает ту силу которая давит на землю(сила тяготения). Значение с=1 на поверхности земля. И если Вы улетите на другую планету, то сила гравитации будет другая, и масса будет создавать другую силу. И на другой планете коэффициент с=1 будет равен другому значению. Например, с=0,5 создаст давление в два раза меньше.

Для чего нужен PN ?

Значение PN нужно для того, чтобы указать прибору предел давления, которое нельзя превышать для нормальной работы прибора, для которого это значение задано. То есть при проектировании, проектант должен за ранее знать, на какое максимальное давление рассчитан прибор.

Например, если прибору дали значение PN15 это означает, что прибор рассчитан на эксплуатацию с давлением не превышающим 15 кгс/см2. Что примерно равно 15 Бар.

1 кгс/см2 = 0.98 Бар. Грубо говоря значение PN примерно равно Бару или атмосфере.

Например, если прибору дали значение PN10 то оно рассчитано на давление не превышающую 10 Бар.

Определение PN по стандарту

Наибольшее избыточное рабочее давление при температуре рабочей среды 293 К (20 °С), при котором обеспечивается заданный срок службы (ресурс) корпусных деталей арматуры, имеющих определенные размеры, обоснованные расчетом на прочность при выбранных материалах и характеристиках прочности их при температуре 293 К (20 °С).

Российские нормы: ГОСТ 26349-84, ГОСТ 356-80, ГОСТ Р 54432-2011

Европейские нормы: DIN EN 1092-1-2008

Американские нормы: ANSI/ASME B16.5-2009, ANSI/ASME B16.47-2006

 

 

 

 

Условный проход — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Номинальный диаметр (условный проход)

Условный проход, номинальный диаметр — номинальный параметр, применяемый при описании трубопроводных систем как характеризующий признак при монтаже и подгонке друг к другу деталей трубопровода (труб, фитингов, арматуры).

Условный проход примерно соответствует внутреннему диаметру элемента трубопровода, выраженному в миллиметрах. Он не имеет единицы измерения и указывается, например, как DN 100, (Ду 100 в прошлом).

Градуировка условных проходов рассчитана таким образом, чтобы пропускная способность трубопровода при переходе от одного прохода к следующему возрастала на 60—100 %. Условный проход рассчитывается при проектировании таким образом, чтобы обеспечить требуемую пропускную способность трубопровода.

Согласно ГОСТ 28338-89 «Соединения трубопроводов и арматура. Номинальные диаметры. Ряды», значения условного прохода (номинального диаметра) выбираются из ряда:

2,5 3 4 5 6 10 12
15 16[1] 20 25 32 40 50
63[1] 65 80 100 125 150 160[1]
175[2] 200 250 300 350 400 450
500 600 700 800 900 1000 1200
1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600[2]
2800 3000 3200[2] 3400 3600[2] 3800[2] 4000

Альтернативное пояснение понятия «условный проход» («диаметр условного прохода»)[править | править код]

Чтобы сохранить для всех элементов трубопровода (труб, арматуры и соединительных частей) значение проходного сечения, обеспечивающее расчётные условия для прохода жидкости, пара или газа, введено понятие условного прохода.

Под условным проходом труб, арматуры и соединительных деталей понимают (округленный вверх или вниз до значений стандартного ряда) внутренний диаметр труб (в свету). Условный проход обозначают буквами DN (Ду в прошлом) с добавлением величины условного прохода в миллиметрах: например, условный проход диаметром 150 мм обозначают DN 150 (Ду 150 в прошлом).

Истинный внутренний диаметр труб обычно не равен (за редким исключением) диаметру условного прохода. Так, например, у труб с наружным диаметром 159 мм при толщине стенки 8 мм истинный внутренний диаметр составляет 143 мм, а при толщине стенки 5 мм — 149 мм, однако в обоих случаях условный проход принимается равным 150.

Величины условных проходов арматуры, соединительных частей, а также всех деталей технологического оборудования приборов, к которым присоединяют трубы или арматуру, установлены ГОСТ 28338-89.

Фактический внутренний диаметр каждой трубы зависит от толщины её стенок. Часто диаметр условного прохода (условный проход, номинальный диаметр) и фактический внутренний диаметр не равны. Обычно размеры водогазопроводных труб обозначают по внутренним диаметрам, а остальных типов — по наружным.

Стальные трубы по условиям технологии их производства имеют постоянные наружные диаметры. Для обеспечения прочности трубопроводов, работающих при повышенных или высоких давлениях, увеличивают толщину их стенки, поэтому внутренние диаметры труб отличаются от условных проходов. Так, трубопровод наружным диаметром 273 мм с толщиной стенки 9 мм имеет фактический внутренний диаметр (без учета допусков) 255 мм, а условный проход принимают по ближайшему значению стандартной шкалы — 250 мм.

Соответствие другим номинальным размерам[править | править код]

На практике условным проходам труб соответствуют номиналы труб и фитингов, выраженных по другим параметрам.

Условный проход (DN) трубы,
в мм
Резьба (G),
в дюймах
Наружный диаметр, трубы, в мм
Стальная шовная труба, водо- и газопроводная Бесшовная стальная труба Полимерная труба
10 3/8″ 17 16 16
15 1/2″ 21,3 20 20
20 3/4″ 26,8 26 25
25 1″ 33,5 32 32
32 1 1/4″ 42,3 42 40
40 1 1/2″ 48 45 50
50 2″ 60 57 63
65 2 1/2″ 75,5 76 75
80 3″ 88,5 89 90
90 3 1/2″ 101,3 102 110
100 4″ 114 108 125
125 5″ 140 133 140
150 6″ 165 159 160
  1. 1 2 3 Допускается применять только для гидравлических и пневматических устройств.
  2. 1 2 3 4 5 Для арматуры общего назначения применять не допускается.

p-n-переход — Википедия

p-n-перехо́д или электронно-дырочный переход — область соприкосновения двух полупроводников с разными типами проводимости — дырочной (p, от англ. positive — положительная) и электронной (n, от англ. negative — отрицательная). Электрические процессы в p-n-переходах являются основой работы полупроводниковых приборов с нелинейной вольт-амперной характеристикой (диодов, транзисторов и другихПерейти к разделу «#Применение»).

Энергетическая диаграмма p-n-перехода. a) Состояние равновесия; b) При приложенном прямом напряжении; c) При приложенном обратном напряжении.

В полупроводнике p-типа, который получается посредством акцепторной примеси, концентрация дырок намного превышает концентрацию электронов. В полупроводнике n-типа, который получается посредством донорной примеси, концентрация электронов намного превышает концентрацию дырок. Если между двумя такими полупроводниками установить контакт, то возникнет диффузионный ток — основные носители заряда (электроны и дырки) хаотично перетекают из той области, где их больше, в ту область, где их меньше, и рекомбинируют друг с другом. Как следствие, вблизи границы между областями практически не будет свободных (подвижных) основных носителей заряда, но останутся ионы примесей с некомпенсированными зарядами[1]. Область в полупроводнике p-типа, которая примыкает к границе, получает при этом отрицательный заряд, приносимый электронами, а пограничная область в полупроводнике n-типа получает положительный заряд, приносимый дырками (точнее, теряет уносимый электронами отрицательный заряд).

Таким образом, на границе полупроводников образуются два слоя с пространственными зарядами противоположного знака, порождающие в переходе электрическое поле. Это поле вызывает дрейфовый ток в направлении, противоположном диффузионному току. В конце концов, между диффузионным и дрейфовым токами устанавливается динамическое равновесие, и изменение пространственных зарядов прекращается. Обеднённые области с неподвижными пространственными зарядами и называют p-n-переходом[2].

Перейти к разделу «#Применение» Устройство простейшего прибора, основанного на p-n-переходе — полупроводникового диода — и его символическое изображение на принципиальных схемах (треугольник обозначает p-область и указывает направление тока).

Если к слоям полупроводника приложено внешнее напряжение так, что создаваемое им электрическое поле направлено противоположно существующему в переходе полю, то динамическое равновесие нарушается, и диффузионный ток преобладает над дрейфовым током, быстро нарастая с повышением напряжения. Такое подключение напряжения к p-n-переходу называется прямым смещением (на область p-типа подан положительный потенциал относительно области n-типа).

Если внешнее напряжение приложить так, чтобы созданное им поле было одного направления с полем в переходе, то это приведёт лишь к увеличению толщины слоёв пространственного заряда. Диффузионный ток уменьшится настолько, что преобладающим станет малый дрейфовый ток. Такое подключение напряжения к p-n-переходу называется обратным смещением (или запорным смещением), а протекающий при этом через переход суммарный ток, который определяется в основном тепловой или фотонной генерацией пар электрон-дырка, называется обратным током.

Ёмкость p-n-перехода — это ёмкости объёмных зарядов, накопленных в полупроводниках на p-n-переходе и за его пределами. Ёмкость p-n-перехода нелинейна — она зависит от полярности и значения внешнего напряжения, приложенного к переходу. Различают два вида ёмкостей p-n-перехода: барьерная и диффузионная[3].

Барьерная ёмкость[править | править код]

Барьерная (или зарядовая) ёмкость связана с изменением потенциального барьера в переходе и возникает при обратном смещении. Она эквивалентна ёмкости плоского конденсатора, в котором слоем диэлектрика служит запирающий слой, а обкладками — p и n-области перехода. Барьерная ёмкость зависит от площади перехода и относительной диэлектрической проницаемости полупроводника.

Диффузионная ёмкость[править | править код]

Диффузионная ёмкость обусловлена накоплением в области неосновных для неё носителей (электронов в p-области и дырок в n-области) при прямом смещении. Диффузионная ёмкость увеличивается с ростом прямого напряжения.

Взаимодействие радиационного излучения с веществом — сложное явление. Условно принято рассматривать две стадии этого процесса: первичную и вторичную.

Первичные или прямые эффекты состоят в смещении электронов (ионизации), смещении атомов из узлов решётки, в возбуждении атомов или электронов без смещения и в ядерных превращениях вследствие непосредственного взаимодействия атомов вещества (мишени) с потоком частиц.

Вторичные эффекты состоят в дальнейшем возбуждении и нарушении структуры выбитыми электронами и атомами.

Наибольшего внимания заслуживают возбуждение электронов с образованием электронно-дырочных пар и процессы смещения атомов кристалла из узлов решетки, так как это приводит к образованию дефектов кристаллической структуры. Если электронно-дырочные пары образуются в области пространственного заряда, это приводит к возникновению тока, на противоположных контактах полупроводниковой структуры. Этот эффект используется для создания беттавольтаических источников питания со сверхдолгим сроком службы (десятки лет).

Облучение заряженными частицами большой энергии всегда приводит к первичной ионизации и, в зависимости от условий, к первичному смещению атомов. При передаче высоких энергий электронам решетки образуются дельта-излучение, высокоэнергетические электроны, которые рассеиваются от ионного трека, а также фотоны и рентгеновские кванты. При передаче атомам кристаллической решетки меньших энергий происходит возбуждение электронов и их переход в более высокоэнергетическую зону, в которой электроны термолизируют энергию путем испускания фотонов и фононов (нагрев) различных энергий. Наиболее общим эффектом рассеяния электронов и фотонов является эффект Комптона.

Вплавление примесей[править | править код]

При вплавлении монокристалл нагревают до температуры плавления примеси, после чего часть кристалла растворяется в расплаве примеси. При охлаждении происходит рекристаллизация монокристалла с материалом примеси. Такой переход называется сплавным.

Диффузия примесей[править | править код]

В основе технологии получения диффузного перехода лежит метод фотолитографии. Для создания диффузного перехода на поверхность кристалла наносится фоторезист — фоточувствительное вещество, которое полимеризуется засвечиванием. Неполимеризованные области смываются, производится травление плёнки диоксида кремния, и в образовавшиеся окна производят диффузию примеси в пластину кремния. Такой переход называется планарным.

Эпитаксиальное наращивание[править | править код]

Сущность эпитаксиального наращивания состоит в разложении некоторых химических соединений с примесью легирующих веществ на кристалле. При этом образуется поверхностный слой, структура которого становится продолжением структуры исходного проводника. Такой переход называется эпитаксиальным[3].

  • А. П. Лысенко, Л. С. Мироненко. Краткая теория p-n-перехода / Рецензент: проф. Ф. И. Григорьев. — М.: МИЭМ, 2002.
  • В. Г. Гусев, Ю. М. Гусев. Электроника. — 2-е изд. — М.: «Высшая школа», 1991. — 622 с.
  • К. И. Таперо, В. Н, Улимов, А. М. Членов. Радиационные эффекты в кремниевых интегральных схемах космического применения. — М.: 2009 г. — 246 с.

Номинальное давление — это… Что такое Номинальное давление?

Номинальное давление — номинальное значение технического параметра различного оборудования, насосов, теплообменников, сосудов, работающих под давлением, трубопроводов, арматуры и пр. Любое изделие имеет конкретные размеры, обоснованные расчётами на прочность. Расчёты учитывают выбранные для изготовления материалы с характеристиками их прочности при 20 °C, что обеспечивает заданный срок службы оборудования при определенном рабочем давлении среды. Это давление называется номинальным (условным) давлением.

Для многих технических устройств этот параметр является важнейшим в связи с тем, что им определяются прочностные характеристики оборудования, возможность его сопряжения с соединительными частями различных трубопроводов, возможность стандартизации требований к условиям испытаний на прочность и плотность материалов и соединений.

Стандарты и правила

Определения этого параметра, а также конкретные его значения устанавливают различные государственные правила и стандарты, утверждённые в той или иной стране. В России он также известен в технической документации, литературе, каталогах как условное давление, что объясняется тем, что этот термин был переименован в 1986 году в связи с выходом новых ГОСТов для приведения обозначения к международным стандартам. Однако новые стандарты оставили в силе обозначение Py в качестве альтернативы новому обозначению PN (используется также обозначение Рном), эти обозначения применяются для маркировки технических изделий.

Примеры установленных стандартов и правил

Номинальное давление (в гидроприводе, пневмоприводе и смазочных системах) — наибольшее избыточное давление, при котором устройство должно работать в течение установленного ресурса (срока службы) с сохранением параметров в пределах установленных норм.[1]

Номинальное давление (в системах водоснабжения и канализации) — это постоянное внутреннее избыточное давление воды, которое трубы и соединительные детали могут выдерживать в течение всего срока эксплуатации (50 лет) при температуре воды 20 °C.[2]

Понятие номинальное давление применяется согласно ГОСТ 26349-84 для арматуры и соединительных частей трубопроводов, таких как фланцы, отводы, тройники и др., этим же стандартом установлены конкретные значения применяемых в этой области номинальных (условных) давлений.

Ряд номинальных давлений в гидроприводе, пневмоприводе и смазочных системах устанавливается ГОСТ 12445-80.

В «Правилах устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением (ПБ 03-576-03)» [3] определены термины:

  • Давление пробное — давление, при котором производится испытание сосуда.
  • Давление рабочее — максимальное внутреннее избыточное или наружное давление, возникающее при нормальном протекании рабочего процесса.
  • Давление расчётное — давление, на которое производится расчёт на прочность.
  • Давление условное — расчётное давление при температуре 20 °C, используемое при расчёте на прочность стандартных сосудов (узлов, деталей, арматуры).

Ряд номинальных давлений

При проектировании гидропривода номинальное давление в гидросистеме назначают в соответствии с нормальным рядом давлений по ГОСТ 6540-74 и ГОСТ 12445-80 (МПа): 0,63; 1,0; 1,6; 2,5; 6,3; 10; 16; 20; 25; 32. Для трубопроводной арматуры (краны шаровые, задвижки клиновые и шиберные) и деталей трубопровода (тройники, муфты, переходы, колена, отводы и т.д.) назначают в соответствии с нормальным рядом давлений по ГОСТ 356-80 (МПа): 0,1; 0,16; 0,25; 0,4; 0,63; 1,0; 1,6; 2,5; 4,0; 10,0; 12,5; 16,0; 20,0; 25,0; 32,0; 40,0; 50,0; 63,0; 80,0; 100,0; 160,0; 250,0.

Примечания

  1. ГОСТ 12445-80. Гидроприводы объёмные, пневмоприводы и смазочные системы. Ряды основных параметров.
  2. СП 40-102-2000.
  3. утверждены постановлением Госгортехнадзора РФ № 91 от 11 июня 2003 года

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *