Как давление в шинах зависит от высоты над уровнем моря?

Как измеренное давление в шинах меняется в зависимости от высоты? Если я накачиваю шину до рекомендуемого давления в шинах в Йеллоустоуне (высота 8000 футов), затем еду в Биг Тимбер (высота 4000 футов) и измеряю давление на следующее утро на уровне 26 фунтов на квадратный дюйм, означает ли это, что у меня медленная утечка, или это связано с изменением атмосферного давления?

Важно отметить, что в шинах (без учёта утечек и перепадов температуры) поддерживается постоянное абсолютное давление, но любой манометр показывает разницу в давлении.

Пример: у меня велосипед с толстыми шинами, в которых давление составляет около 0,5 бар (по манометру). Если я накачаю его до 0,5 бар (по манометру) при комнатной температуре, то на самом деле давление будет 1,5 бар. Давление пропорционально температуре, поэтому комнатная температура 22 градуса по Цельсию (295,15 Кельвина) снижается до -10 градусов по Цельсию (263,15 Кельвина), и давление теперь составляет 1,5 бар * 263,15 / 295,15 = 1,3374 бар. Таким образом, разница в давлении составляет 0,3374 бар. Поэтому для таких велосипедов необходимо точно знать предполагаемую рабочую температуру. Накачивать шины при другой температуре проблематично.

Аналогичная проблема возникает и с высотой. Если у вас 30 фунтов на квадратный дюйм на высоте 8000 футов, это при давлении окружающей среды 10,91 фунтов на квадратный дюйм. Таким образом, давление на самом деле составляет 40,91 фунтов на квадратный дюйм. Затем, опускаясь до 4000 футов (12,68 фунтов на квадратный дюйм), вы получаете 40,91 фунтов на квадратный дюйм в абсолютном выражении или 28,23 фунтов на квадратный дюйм в относительном.

Таким образом, возможны следующие варианты:

• Относительное давление в вашей шине составляло 30 фунтов на квадратный дюйм, оно снизилось из-за высоты над уровнем моря до 28 фунтов на квадратный дюйм, а затем вы потеряли 2 фунта на квадратный дюйм из-за утечки.


• Ваши измерения неточны, и кажущаяся утечка в 2 фунта на квадратный дюйм возникла из-за неточностей в измерениях


• Температура оказала влияние. Например, если давление в 30 фунтов на квадратный дюйм было измерено, когда шина была горячей, а давление в 26 фунтов на квадратный дюйм — когда шина была холодной, то вполне возможно, что из разницы в 4 фунта на квадратный дюйм 2 фунта на квадратный дюйм связаны с высотой над уровнем моря, а оставшиеся 2 фунта на квадратный дюйм — с температурой. (См. пример с фэтбайком — в автомобильных шинах давление намного выше, чем в шинах фэтбайков, поэтому проблемы не так очевидны, как в случае с фэтбайками, но проблема в том, что температура всё равно влияет на давление в шинах.)

Например, видимая утечка в 2 фунта на квадратный дюйм может быть вызвана снижением температуры шины на 15 градусов по Цельсию. Если температура окружающей среды снизилась на эту величину, то проблема в этом! Если нет, то, возможно, давление в 30 фунтов на квадратный дюйм было измерено, когда шины были горячими после поездки, а давление в 26 фунтов на квадратный дюйм было измерено, когда шины долгое время не использовались и были холодными.

Это верно, но автор не учитывает температуру, которая также влияет на давление в шинах. Таким образом, при повышении температуры окружающей среды на 10 градусов давление в шинах увеличится на 1 фунт на квадратный дюйм при условии, что высота над уровнем моря не меняется. Но это увеличение давления в шинах не учитывается, если вы поднимаетесь на высоту, потому что атмосферное давление уменьшается с увеличением высоты.

Таким образом, если на уровне моря давление составляет, скажем, 40 фунтов на квадратный дюйм, то на высоте 8000 футов над уровнем моря оно будет почти 46 фунтов на квадратный дюйм. Но на высоте 8000 футов, скорее всего, будет холоднее, чем на уровне моря. Таким образом, если предположить, что температура окружающей среды снижается, скажем, с 80 градусов на уровне моря до 40 градусов на высоте 8000 футов, то только из-за температуры давление снизится примерно на 4 фунта на квадратный дюйм, а с учётом высоты чистое изменение давления составит всего на 2 фунта больше после учёта температуры и высоты. А зимой температура окружающей среды на высоте 2438 метров может легко опуститься до 20 градусов, так что общее изменение давления составит 0.

Я не буду вдаваться в подробности, но прочтите эту статью. http://www.tirerack.com/tires/tiretech/techpage.jsp?techid=167

Обратите особое внимание на эту часть, так как она напрямую связана с вашим вопросом.

Поскольку шина, установленная на колесе, по сути, представляет собой гибкую герметичную (по крайней мере, в краткосрочной перспективе) камеру под давлением, в которой шина принимает форму и укрепляется внутренними кордами, она сохраняет одинаковый объём молекул воздуха независимо от высоты над уровнем моря. Однако если давление в шине измеряется манометром на уровне моря (где атмосферное давление составляет 14,7 фунта на квадратный дюйм), то тот же манометр покажет, что давление увеличилось на больших высотах, где атмосферное давление ниже. Измерения на высоте 5000 футов (где атмосферное давление составляет всего 12,2 фунта на квадратный дюйм) показали бы, что давление выше на 2–3 фунта на квадратный дюйм, чем на уровне моря. С другой стороны, при перемещении с большой высоты на уровень моря давление, по-видимому, снижается примерно на 2–3 фунта на квадратный дюйм.

Учитывая вышесказанное, с вашими шинами всё должно быть в порядке. Если вас это беспокоит, просто накачайте шины до рекомендованного давления на той высоте, на которой вы проводите большую часть времени. Из-за разницы в высоте показания манометра будут отличаться, но давление внутри шины постоянное.