壓力的疑惑

問(wèn)：我們開(kāi)列送風(fēng)機(jī)的規(guī)格一般是以「風(fēng)量」和「靜壓」來(lái)表示?！革L(fēng)量」的單位是每單位時(shí)間內(nèi)所吹送的體積，如m³/min，這一點(diǎn)很容易瞭解。但我對(duì)「靜壓」就有些疑惑了，我們一般都講「壓力」，譬如空氣壓縮機(jī)可以打7 kg/cm²的壓力，也都用「壓力」來(lái)表示，為什麼送風(fēng)機(jī)就特別要用「靜壓」來(lái)開(kāi)規(guī)格呢？還有，我也聽(tīng)說(shuō)還有「動(dòng)壓」這樣?xùn)|西，到底壓力是怎樣靜、怎樣動(dòng)的呢？還有一件更令我困惑的，空氣壓縮機(jī)用的單位是kg/cm²，可是送風(fēng)機(jī)的「靜壓」(應(yīng)該也是壓力的一種)大家卻都寫(xiě)成mmAq或inH₂O，這到底是為什麼呢？難道靜壓不是壓力嗎？

答：這個(gè)問(wèn)題確實(shí)是一個(gè)相當(dāng)基本的問(wèn)題。讓我先把壓力的名詞解釋過(guò)後，再來(lái)回答您其他的問(wèn)題。我們從小學(xué)以來(lái)所學(xué)的大多是「壓力」一詞，也就是每單位面積上的力量，如kg/cm²。但是，事實(shí)上壓力卻可分為三種方法來(lái)表現(xiàn)，也就是「全壓」、「靜壓」和「動(dòng)壓」，而其間的關(guān)係是：「全壓 =靜壓+動(dòng)壓」。

  首先我們來(lái)談「靜壓」，一般常以為靜壓只是流體在不流動(dòng)的狀況下才表現(xiàn)出來(lái)的壓力，譬如：空氣密閉筒內(nèi)的壓力或綁了繩子的汽球之內(nèi)的壓力。是的，這些都是靜壓，但在這裡要特別提醒一點(diǎn)，就是在流動(dòng)的流體中也有靜壓的存在，譬如：冷氣風(fēng)管中在冷氣流動(dòng)時(shí)管內(nèi)仍有靜壓存在，又如打開(kāi)水龍頭時(shí)牆內(nèi)水管中也有靜壓存在。即使在我們所生活的大氣中，不管有沒(méi)有風(fēng)在吹，也有靜壓在作用。因此我們可以說(shuō)：「靜壓乃是無(wú)處不存在的」。同時(shí)，靜壓也正如您所說(shuō)的，是壓力的一種。

其次，再談「動(dòng)壓」，動(dòng)壓實(shí)在是虛無(wú)飄渺的一種壓力。從字面上可以知道有動(dòng)才有動(dòng)壓，英文稱為Dynamic Pressure或Velocity Pressure（譯作速壓），正是這個(gè)意思。動(dòng)壓的定義是「 動(dòng)壓 =γ．V²/2g」(V是速度，g是重力加速度)。因此，有速度才有動(dòng)壓，沒(méi)有速度(靜止)則動(dòng)壓等於零。動(dòng)壓存在的必要條件是速度，而非無(wú)處不存在。動(dòng)壓平常不容易捉摸得到，惟有轉(zhuǎn)變成靜壓時(shí)才感覺(jué)得出來(lái)，譬如大風(fēng)迎面吹到身上，人就有被向後推的感覺(jué)，這就是風(fēng)打到人身上後速度變?yōu)榱愣D(zhuǎn)變成靜壓的結(jié)果。這種速度變?yōu)榱愕牡胤剑诹黧w力學(xué)上稱為停滯點(diǎn)(Stagnation Point)。

至於「全壓」也就是靜壓與動(dòng)壓之和而已，當(dāng)然也是壓力的一種。但綜合而言，我們平常口頭上所說(shuō)的「壓力」(流體方面的)，應(yīng)該是指「靜壓」(靜壓流體)或「全壓」(動(dòng)態(tài)流體)。

在談過(guò)壓力的意義之後，接下來(lái)談剩下的問(wèn)題。首先，空氣壓縮機(jī)的靜壓非常高，如 7kg/cm² =70,000 mmAq，而動(dòng)壓很小，如常溫大氣下，22 m/s的速度只有29.6 mmAq，相較之下可以忽略，因此通常僅籠統(tǒng)以「壓力」來(lái)表示，事實(shí)上指的是靜壓。另一方面，送風(fēng)機(jī)的靜壓並不高，譬如靜壓 = 100 mmAq者，此時(shí)若不明指「靜壓」，而單單稱壓力時(shí)，就有被誤會(huì)為全壓的可能。事實(shí)上，送風(fēng)機(jī)除了用「靜壓」來(lái)表示之外，也可用「全壓」來(lái)表示其規(guī)格，只是要明確說(shuō)出來(lái)是那一種壓力而已。

*後來(lái)談壓力的單位問(wèn)題，壓力用每單位面積上的力量做單位是天經(jīng)地義的事，但是除此之外也可以用「壓力頭」(Head)來(lái)表示，「壓力頭 = 壓力/流體比重量」。分母用任何一種流體的比重量都可以，但必須明確附記該種流體的名稱，譬如：1 atm = l0,332 mmAq(水柱) = 760 mmHg(汞柱) = 8,610 mAir(氣柱，常溫大氣下)。送風(fēng)機(jī)的「靜壓」，事實(shí)上可用kg/cm²的形式，也可用mmAq或mAir的形式來(lái)表示，只是在測(cè)試送風(fēng)機(jī)的靜壓時(shí)，一般用水柱計(jì)(Manometer)所量出的讀值直接就是水柱，因此採(cǎi)用mmAq較方便而已。事實(shí)上 l mmAq也就等於 l kg/m²。(SI公制時(shí)，壓力的單位應(yīng)該用帕(Pa)，l Pa = l N/m² = 0.102 mmAq。)