วิทยาศาสตร์ยอดนิยม: สูตรและหลักการคำนวณเครื่องอัดอากาศ!

สูตรและหลักการคำนวณเครื่องอัดอากาศ!

ในฐานะวิศวกรฝึกหัดของเครื่องอัดอากาศ นอกเหนือจากการทำความเข้าใจประสิทธิภาพผลิตภัณฑ์ของบริษัทของคุณแล้ว การคำนวณบางอย่างที่เกี่ยวข้องกับบทความนี้ก็มีความสำคัญเช่นกัน ไม่เช่นนั้น ภูมิหลังทางวิชาชีพของคุณจะซีดเซียวมาก

(แผนผังไม่สอดคล้องกับผลิตภัณฑ์เฉพาะใด ๆ ในบทความ)

1. ที่มาของการแปลงหน่วยของ “สี่เหลี่ยมจัตุรัสมาตรฐาน” และ “ลูกบาศก์”
1Nm3/นาที (สี่เหลี่ยมจัตุรัสมาตรฐาน) s1.07m3/นาที
แล้วการแปลงนี้เกิดขึ้นได้อย่างไร?เกี่ยวกับคำจำกัดความของสี่เหลี่ยมมาตรฐานและลูกบาศก์:
พีวี=nRT
ภายใต้สถานะทั้งสองนี้ ความดัน ปริมาณของสสาร และค่าคงที่จะเท่ากัน และความแตกต่างมีเพียงอุณหภูมิ (อุณหภูมิทางอุณหพลศาสตร์ K) เท่านั้นที่จะอนุมานได้: Vi/Ti=V2/T2 (นั่นคือ กฎของเกย์ลุสซัก)
สมมติว่า V1, Ti คือลูกบาศก์มาตรฐาน, V2, T2 คือลูกบาศก์
จากนั้น: V1: V2=Ti: T2
นั่นคือ: Vi: Vz=273: 293
ดังนั้น: Vis1.07V2
ผลลัพธ์: 1Nm3/นาที1.07m3/นาที

ประการที่สอง ลองคำนวณอัตราการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงของเครื่องอัดอากาศ
สำหรับเครื่องอัดอากาศขนาด 250kW, 8 กก., ปริมาณกระบอกสูบ 40 ลบ.ม./นาที และปริมาณน้ำมัน 3PPM หน่วยนี้จะใช้น้ำมันกี่ลิตรตามทฤษฎีหากทำงาน 1,000 ชั่วโมง
คำตอบ:
ปริมาณการใช้เชื้อเพลิงต่อลูกบาศก์เมตรต่อนาที:
3x 1.2=36มก./ลบ.ม
อัตราสิ้นเปลืองเชื้อเพลิง 40 ลูกบาศก์เมตรต่อนาที:
40×3.6/1000=0.144ก
ปริมาณการใช้เชื้อเพลิงหลังจากวิ่ง 1,000 ชั่วโมง:
-1000x60x0.144=8640ก.=8.64กก
แปลงเป็นปริมาตร 8.64/0.8=10.8 ลิตร
(ความจำเป็นของน้ำมันหล่อลื่นประมาณ 0.8)
ข้างต้นเป็นเพียงการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงตามทฤษฎีเท่านั้น ในความเป็นจริงมันมากกว่าค่านี้ (ตัวกรองแกนแยกน้ำมันยังคงลดลง) หากคำนวณจาก 4000 ชั่วโมง เครื่องอัดอากาศ 40 ลูกบาศก์จะทำงานอย่างน้อย 40 ลิตร (สองบาร์เรล) ของน้ำมันโดยปกติแล้ว จะมีการเติมเชื้อเพลิงประมาณ 10-12 บาร์เรล (18 ลิตร/บาร์เรล) ต่อการบำรุงรักษาเครื่องอัดอากาศขนาด 40 ตารางเมตร แต่ละครั้ง และอัตราการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงจะอยู่ที่ประมาณ 20%

3. การคำนวณปริมาตรก๊าซที่ราบสูง
คำนวณการเคลื่อนที่ของเครื่องอัดอากาศจากที่ราบถึงที่ราบสูง:
สูตรการอ้างอิง:
V1/V2=R2/R1
V1=ปริมาตรอากาศในพื้นที่ราบ V2=ปริมาตรอากาศในพื้นที่ราบสูง
R1=อัตราส่วนกำลังอัดของที่ราบ R2=อัตราส่วนกำลังอัดของที่ราบสูง
ตัวอย่าง: เครื่องอัดอากาศคือ 110kW แรงดันไอเสียคือ 8bar และอัตราการไหลของปริมาตรคือ 20m3/นาทีการกระจัดของแบบจำลองนี้ที่ระดับความสูง 2,000 เมตรเป็นเท่าใดดูตารางความดันบรรยากาศที่สอดคล้องกับระดับความสูง)
วิธีแก้ไข: ตามสูตร V1/V2= R2/R1
(ป้ายกำกับ 1 เป็นแบบเรียบ 2 เป็นแบบราบ)
V2=ViR1/R2R1=9/1=9
R2=(8+0.85)/0.85=10.4
V2=20×9/10.4=17.3ลบ.ม./นาที
จากนั้น: ปริมาตรไอเสียของรุ่นนี้คือ 17.3 ลบ.ม./นาที ที่ระดับความสูง 2,000 เมตร ซึ่งหมายความว่าหากใช้เครื่องอัดอากาศในพื้นที่ราบสูง ปริมาตรไอเสียจะลดลงอย่างมาก
ดังนั้น หากลูกค้าในพื้นที่ที่ราบสูงต้องการอากาศอัดในปริมาณหนึ่ง พวกเขาจะต้องให้ความสนใจว่าการแทนที่เครื่องอัดอากาศของเราสามารถตอบสนองความต้องการหลังจากการลดทอนที่ระดับความสูงสูงหรือไม่
ในเวลาเดียวกัน ลูกค้าจำนวนมากที่หยิบยกความต้องการของตนเอง โดยเฉพาะที่ออกแบบโดยสถาบันการออกแบบ มักชอบใช้หน่วย Nm3/นาที และต้องใส่ใจกับการแปลงก่อนการคำนวณ

4. การคำนวณระยะเวลาในการเติมเครื่องอัดอากาศ
เครื่องอัดอากาศเติมถังใช้เวลานานเท่าใด?แม้ว่าการคำนวณนี้จะไม่มีประโยชน์มากนัก แต่ก็ค่อนข้างไม่ถูกต้องและสามารถเป็นเพียงการประมาณเท่านั้นอย่างไรก็ตาม ผู้ใช้จำนวนมากยังคงเต็มใจที่จะลองใช้วิธีนี้โดยไม่มีข้อสงสัยเกี่ยวกับการเคลื่อนที่ที่แท้จริงของเครื่องอัดอากาศ ดังนั้นจึงยังมีสถานการณ์อีกมากมายสำหรับการคำนวณนี้
ประการแรกคือหลักการคำนวณนี้ จริงๆ แล้วเป็นการแปลงปริมาตรของสถานะก๊าซทั้งสองประการที่สองคือสาเหตุของข้อผิดพลาดในการคำนวณจำนวนมาก ประการแรก ไม่มีเงื่อนไขในการวัดข้อมูลที่จำเป็นบางอย่างบนไซต์งาน เช่น อุณหภูมิ ดังนั้นจึงทำได้เพียงเพิกเฉยเท่านั้นประการที่สอง ความสามารถในการทำงานจริงของการวัดไม่แม่นยำ เช่น การเปลี่ยนสถานะเป็นการบรรจุ
อย่างไรก็ตาม ถึงกระนั้น หากมีความจำเป็น เรายังจำเป็นต้องรู้ว่าวิธีการคำนวณแบบใด:
ตัวอย่าง: เครื่องอัดอากาศ 8bar ขนาด 10 ลบ.ม./นาที ใช้เวลานานเท่าใดในการเติมถังเก็บก๊าซขนาด 2 ลบ.ม.คำอธิบาย: อะไรเต็ม?กล่าวคือเครื่องอัดอากาศเชื่อมต่อกับที่เก็บก๊าซ 2 ลูกบาศก์เมตรและวาล์วปลายไอเสียของที่เก็บก๊าซปิดจนกระทั่งเครื่องอัดอากาศถึง 8 บาร์เพื่อขนถ่ายและความดันเกจของกล่องเก็บก๊าซก็อยู่ที่ 8 บาร์เช่นกัน .เวลานี้ใช้เวลานานเท่าไหร่?หมายเหตุ: เวลานี้จะต้องนับตั้งแต่เริ่มโหลดเครื่องอัดอากาศ และไม่สามารถรวมการแปลงสตาร์-เดลต้าก่อนหน้าหรือกระบวนการแปลงความถี่ขึ้นของอินเวอร์เตอร์ได้นี่คือสาเหตุที่ความเสียหายที่เกิดขึ้นจริง ณ สถานที่เกิดเหตุไม่สามารถแม่นยำได้หากมีทางเบี่ยงในท่อที่เชื่อมต่อกับเครื่องอัดอากาศข้อผิดพลาดจะน้อยลงหากเครื่องอัดอากาศมีโหลดเต็มและสลับไปที่ท่อเพื่อเติมถังเก็บอากาศอย่างรวดเร็ว
วิธีแรกที่ง่ายที่สุด (ประมาณ) :
โดยไม่คำนึงถึงอุณหภูมิ:
piVi=pzVz (กฎของบอยล์-มัลเลียต) โดยสูตรนี้พบว่าการเปลี่ยนแปลงของปริมาตรก๊าซแท้จริงแล้วคืออัตราส่วนกำลังอัด
จากนั้น: t=Vi/ (V2/R) นาที
(หมายเลข 1 คือปริมาตรของถังเก็บอากาศ และ 2 คือปริมาตรการไหลของเครื่องอัดอากาศ)
t=2m3/ (10m3/9) นาที= 1.8 นาที
ใช้เวลาชาร์จเต็มประมาณ 1.8 นาที หรือประมาณ 1 นาที 48 วินาที

ตามด้วยอัลกอริธึมที่ซับซ้อนกว่าเล็กน้อย

สำหรับแรงดันเกจ)

อธิบาย
Q0 – ปริมาตรคอมเพรสเซอร์ อัตราการไหล ลบ.ม./นาที โดยไม่มีคอนเดนเสท:
Vk – ปริมาตรถัง m3:
T – เวลาเงินเฟ้อ min;
px1 – แรงดันดูดของคอมเพรสเซอร์ MPa:
Tx1 – อุณหภูมิดูดของคอมเพรสเซอร์ K:
pk1 – แรงดันก๊าซ MPa ในถังเก็บก๊าซที่จุดเริ่มต้นของอัตราเงินเฟ้อ
pk2 – แรงดันแก๊ส MPa ในถังเก็บแก๊สหลังจากสิ้นสุดอัตราเงินเฟ้อและความสมดุลของความร้อน:
Tk1 – อุณหภูมิก๊าซ K ในถังเมื่อเริ่มการชาร์จ:
Tk2 – อุณหภูมิก๊าซ K ในถังเก็บก๊าซหลังจากสิ้นสุดการชาร์จก๊าซและสมดุลความร้อน
Tk – อุณหภูมิก๊าซ K ในถัง

5. การคำนวณปริมาณการใช้อากาศของเครื่องมือลม
วิธีคำนวณปริมาณการใช้อากาศของระบบแหล่งอากาศของอุปกรณ์นิวแมติกแต่ละตัวเมื่อทำงานเป็นระยะ ๆ (ใช้งานทันทีและหยุด):

Qmax- ปริมาณการใช้อากาศสูงสุดตามจริงที่ต้องการ
ฮิลล์ – ปัจจัยการใช้ประโยชน์โดยคำนึงถึงค่าสัมประสิทธิ์ที่จะไม่ใช้อุปกรณ์เกี่ยวกับลมทั้งหมดพร้อมกันค่าเชิงประจักษ์คือ 0.95~0.65โดยทั่วไป ยิ่งจำนวนอุปกรณ์เกี่ยวกับลมมากเท่าไร การใช้งานพร้อมกันก็จะยิ่งน้อยลงเท่านั้น และค่าก็จะยิ่งน้อยลง ไม่เช่นนั้นค่าก็จะยิ่งมากขึ้น0.95 สำหรับอุปกรณ์ 2 เครื่อง, 0.9 สำหรับอุปกรณ์ 4 เครื่อง, 0.85 สำหรับอุปกรณ์ 6 เครื่อง, 0.8 สำหรับอุปกรณ์ 8 เครื่อง และ 0.65 สำหรับอุปกรณ์มากกว่า 10 เครื่อง
K1 – ค่าสัมประสิทธิ์การรั่วไหล ค่าจะถูกเลือกภายในประเทศตั้งแต่ 1.2 ถึง 15
K2 – ค่าสัมประสิทธิ์สำรอง ค่าจะถูกเลือกในช่วง 1.2~1.6
K3 – สัมประสิทธิ์ไม่สม่ำเสมอ
โดยพิจารณาว่ามีปัจจัยที่ไม่สม่ำเสมอในการคำนวณปริมาณการใช้ก๊าซเฉลี่ยในระบบแหล่งจ่ายก๊าซและกำหนดให้มีการใช้งานสูงสุดและมีค่าเท่ากับ 1.2
~1.4 การคัดเลือกพัดลมภายในประเทศ

6. เมื่อปริมาตรอากาศไม่เพียงพอ ให้คำนวณความแตกต่างของปริมาตรอากาศ
เนื่องจากอุปกรณ์การใช้อากาศเพิ่มขึ้น ปริมาณอากาศจึงไม่เพียงพอ และจำเป็นต้องเพิ่มเครื่องอัดอากาศจำนวนเท่าใดเพื่อรักษาแรงดันในการทำงานที่กำหนดสูตร:

Q Real – อัตราการไหลของเครื่องอัดอากาศที่ระบบต้องการภายใต้สถานะจริง
QOriginal – อัตราการไหลของผู้โดยสารของเครื่องอัดอากาศเดิม
Pact – ความดัน MPa ที่สามารถทำได้ภายใต้สภาวะจริง
P ดั้งเดิม – แรงดันใช้งาน MPa ที่สามารถทำได้โดยการใช้งานครั้งแรก
AQ- อัตราการไหลตามปริมาตรจะเพิ่มขึ้น (ลบ.ม./นาที)
ตัวอย่าง: ปั๊มลมเดิมคือ 10 ลูกบาศก์เมตร และ 8 กก.ผู้ใช้เพิ่มอุปกรณ์และแรงดันปั๊มลมปัจจุบันทำได้เพียง 5 กก.ถามว่าต้องเติมคอมแอร์เท่าไหร่ถึงจะเพียงพอกับความต้องการลม 8 กก.

AQ=10* (0.8-0.5) / (0.5+0.1013)
ความเร็ว 4.99 ลบ.ม./นาที
ดังนั้น: ต้องใช้เครื่องอัดอากาศที่มีปริมาตรกระบอกสูบอย่างน้อย 4.99 ลูกบาศก์เมตร และ 8 กิโลกรัม
หลักการของสูตรนี้คือ: โดยการคำนวณความแตกต่างจากความดันเป้าหมาย จะพิจารณาสัดส่วนของความดันในปัจจุบันด้วยอัตราส่วนนี้ใช้กับอัตราการไหลของเครื่องอัดอากาศที่ใช้อยู่ในปัจจุบันนั่นคือค่าจากอัตราการไหลเป้าหมายที่ได้รับ