제곱 인치 당 파운드
1. 개요
제곱 인치 당 파운드(psi)는 1 제곱 인치 면적에 작용하는 1 파운드힘의 압력을 나타내는 단위이다. 혈압, 대기압, 터보 차저 압력 등 다양한 분야에서 사용되며, 1 psi는 약 6894.76 파스칼(Pa)에 해당한다. psi는 ksi(킬로파운드/제곱인치), Mpsi(메가파운드/제곱인치)와 같은 배수 단위를 가지며, 측정 대상에 따라 psia, psig, psid와 같은 표기로 구분된다. 한국에서는 법적 제한은 없지만, 파스칼(Pa) 단위 사용이 권장된다.
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압력의 단위 -
바 (단위)
바는 100,000 파스칼과 같은 압력 단위로, 다양한 분야에서 사용되며 밀리바, 데시바 등의 단위가 파생되어 쓰이고, 절대압과 게이지압 표기 시 혼동을 막기 위해 명확한 표현을 권장한다. -
압력의 단위 -
기압
기압은 단위 면적당 작용하는 힘의 크기를 나타내는 물리량이며, 표준 대기압은 101325 파스칼로 정의되고, 화학 분야에서는 100kPa(1bar)를 표준 압력으로 사용한다. -
미국 단위계 -
제곱마일
제곱마일은 야드파운드법과 미국 단위계에서 사용되는 면적 단위로, 한 변이 1마일인 정사각형의 넓이이며, 2.589988110336 제곱킬로미터 또는 640 에이커에 해당한다. -
미국 단위계 -
피트
피트는 다양한 정의와 기원을 가진 길이 단위로, 국제적으로는 0.3048 미터로 정의된 국제 피트가 표준이며, 역사적으로 여러 종류가 사용되었고 현재는 특정 분야에서 널리 쓰인다. -
영미 단위계 -
제곱마일
제곱마일은 야드파운드법과 미국 단위계에서 사용되는 면적 단위로, 한 변이 1마일인 정사각형의 넓이이며, 2.589988110336 제곱킬로미터 또는 640 에이커에 해당한다. -
영미 단위계 -
피트
피트는 다양한 정의와 기원을 가진 길이 단위로, 국제적으로는 0.3048 미터로 정의된 국제 피트가 표준이며, 역사적으로 여러 종류가 사용되었고 현재는 특정 분야에서 널리 쓰인다.
2. 정의
제곱 인치 당 파운드(영어: pound per square inch)는 1 제곱 인치 면적에 작용하는 1 파운드중(lbf)의 힘으로 정의된다. pound per square inch영어라고도 하며, 약칭은 psi(피에스아이, 프사이)이다.
단위 기호는 lbf/in2 또는 psi이며, lb/in2도 사용되지만 정확한 표현은 아니다. 일본 계량법에서는 lbf/in2만 인정하며, psi는 사용할 수 없다.
3. 환산
1 psi는 약 6894.76 Pa에 해당한다. 1 파스칼(Pa)은 1 제곱미터(m²) 당 1 뉴턴(N)의 힘이 작용하는 압력이다. 다른 압력 단위와의 관계는 다음과 같다.
| 파스칼 (Pa) | 바 (bar) | 공학 기압 (at) | 기압 (atm) | 토르 (Torr) | 제곱 인치 당 파운드 (psi) | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 Pa | ≡ 1 N/m2 | 10−5 | 1.0197×10−5 | 9.8692×10−6 | 7.5006×10−3 | 145.04×10−6 |
| 1 bar | 100,000 | ≡ 106 dyn/cm2 | 1.0197 | 0.98692 | 750.06 | 14.504 |
| 1 at | 98,066.5 | 0.980665 | ≡ 1 kgf/cm2 | 0.96784 | 735.56 | 14.223 |
| 1 atm | 101,325 | 1.01325 | 1.0332 | ≡ 1 atm | 760 | 14.696 |
| 1 Torr | 133.322 | 1.3332×10−3 | 1.3595×10−3 | 1.3158×10−3 | ≡ 1 Torr; ≈ 1 mmHg | 19.337×10−3 |
| 1 psi | 6,894.76 | 68.948×10−3 | 70.307×10−3 | 68.046×10−3 | 51.715 | ≡ 1 lbf/in2 |
파스칼은 산업 압력에 비해 매우 작은 단위이므로 킬로파스칼(kPa)이 일반적으로 사용된다. 1000kPa ≈ 145 lbf/in2.
4. 배수
킬로파운드/제곱인치(ksi)는 psi에서 파생된 단위로, 1,000 psi (1,000 lbf/in2)에 해당한다. ksi는 주로 재료 과학에서 재료의 인장 강도를 측정하는 데 사용된다. SI 단위로 변환하면 1 ksi = 6.895 MPa, 또는 1 MPa = 0.145 ksi이다.
메가파운드/제곱인치(Mpsi)는 100만 psi에 해당하는 단위이다. 역학에서 특히 금속과 같은 재료의 탄성 계수에 사용된다. SI 단위로 변환하면 1 Mpsi = 6.895 GPa, 또는 1 GPa = 0.145 Mpsi이다.
1000 psi는 ksi라고 불린다. ksi는 중량 킬로파운드 매 제곱인치(kilopound-force per square inch영어) 또는 킵 매 제곱인치(kip per square inch영어)의 약자이다. 킵은 킬로파운드(kilopound영어)의 약자로, 1000 중량 파운드를 의미한다. ksi는 재료 과학 및 기계 공학에서 응력이나 영률을 나타내는 데 사용된다.
5. 측정 대상에 따른 표기
측정 대상에 따라 다음과 같은 특별한 호칭이 사용된다.
* psia (psi absolute) -- 절대압. 게이지압에 해당 지역의 대기압을 더한 것이다. "프사이아"라고도 읽는다.
* psig (psi gauge, psi on gauge) -- 게이지압. 대기압과의 차이이다. "프사이그"라고도 읽는다.
* psid (psi difference) -- 차압. 두 압력의 차이이다.
6. 사용 예시
| 분야 | 사용 예시 |
|---|---|
| 혈압 | 사람 몸의 평균 혈압 (120/80): 2.32psi/1.55psi |
| 자동차 터보 차저 | 급기 압력: Pg = 6–15psi |
| 대기압 | 평균 해수면: Pa = 14.7 psi |
| 자동차 타이어 | 최대 압력(보통): Pg = 32 psi |
| 자전거 타이어 | 최대 압력(보통): Pg = 65 psi |
| 정비소 공기 기구 | Pg = 90 psi |
| 철도 차량/자동차 공기 제동기 | 저장 최대 압력: 90 psi ≤ Pg ≤ 120 psi |
| 도로 자전거 타이어 | 최대 압력: Pg = 120 psi |
| 증기 기관차 연관 보일러 (영국, 20세기) | 150 psi ≤ Pg ≤ 280 psi |
| 유니온 퍼시픽 빅보이 증기 기관차 보일러 | 300 psi |
| 천연 가스관 | 800 to 1000 psi |
| 스쿠버 다이버 탱크 | 최대 압력: Pg = 3000 psi |
| 상업용 제트 비행기 유압 | 3000 psi |
| 에어버스 A380 유압 시스템 | 5000 psi |
| 워터젯 절단기 | 40,000–100,000 psi |
| 쇠 영률 | 30 Mpsi or 30,000,000 psi |
7. 한국의 법적 규제
한국의 경우, 법적으로 psi 사용에 대한 명확한 제한은 없다. 다만, 국제표준에 따라 공식적인 문서나 과학 기술 분야에서는 파스칼(Pa) 단위를 사용하는 것이 권장된다. 그럼에도 불구하고 자동차, 항공 등 미국과의 기술 교류가 활발한 분야에서는 여전히 psi 단위가 널리 사용되고 있다.