Công thức và nguyên lý tính toán máy nén khí!
Là một kỹ sư hành nghề máy nén khí, ngoài việc hiểu rõ tính năng hoạt động của sản phẩm của công ty bạn, một số tính toán trong bài viết này cũng rất cần thiết, nếu không, nền tảng chuyên môn của bạn sẽ rất mờ nhạt.
(Sơ đồ, không tương ứng với sản phẩm cụ thể nào trong bài)
1. Đạo hàm chuyển đổi đơn vị của “bình phương chuẩn” và “khối”
1Nm3/phút (hình vuông tiêu chuẩn) s1,07m3/phút
Vậy sự chuyển đổi này diễn ra như thế nào?Về định nghĩa chuẩn hình vuông, hình khối:
pV=nRT
Trong hai trạng thái, áp suất, lượng vật chất và các hằng số bằng nhau, chỉ khác nhau là nhiệt độ (nhiệt độ nhiệt động K) được suy ra: Vi/Ti=V2/T2 (tức là định luật Gay Lussac)
Giả sử: V1, Ti là lập phương tiêu chuẩn, V2, T2 là lập phương
Khi đó: V1: V2=Ti: T2
Đó là: Vi: Vz=273: 293
Vì vậy: Vis1.07V2
Kết quả: 1Nm3/phút1,07m3/phút
Thứ hai, hãy thử tính toán mức tiêu thụ nhiên liệu của máy nén khí
Đối với một máy nén khí có công suất 250kW, 8kg, lưu lượng 40m3/phút, hàm lượng dầu 3PPM, theo lý thuyết, máy sẽ tiêu thụ bao nhiêu lít dầu nếu chạy trong 1000 giờ?
trả lời:
Tiêu thụ nhiên liệu trên mỗi mét khối mỗi phút:
3x1,2=36mg/m3
, 40 mét khối mỗi phút tiêu thụ nhiên liệu:
40×3,6/1000=0,144g
Mức tiêu hao nhiên liệu sau khi chạy 1000 giờ:
-1000x60x0.144=8640g=8.64kg
Quy đổi sang thể tích 8,64/0,8=10,8L
(Độ thiết yếu của dầu bôi trơn là khoảng 0,8)
Trên đây chỉ là mức tiêu hao nhiên liệu theo lý thuyết, thực tế còn lớn hơn giá trị này (lõi lọc tách dầu tiếp tục giảm), nếu tính theo 4000 giờ thì máy nén khí 40 khối sẽ chạy ít nhất 40 lít (hai thùng) dầu.Thông thường, khoảng 10-12 thùng (18 lít/thùng) được tiếp nhiên liệu cho mỗi lần bảo dưỡng máy nén khí 40 mét vuông, mức tiêu hao nhiên liệu khoảng 20%.
3. Tính thể tích khí ổn định
Tính độ dịch chuyển của máy nén khí từ đồng bằng lên cao nguyên:
Công thức trích dẫn:
V1/V2=R2/R1
V1=lượng không khí ở vùng đồng bằng, V2=lượng không khí ở vùng cao nguyên
R1=tỷ lệ nén của đồng bằng, R2=tỷ lệ nén của cao nguyên
Ví dụ: Máy nén khí có công suất 110kW, áp suất khí thải là 8bar và lưu lượng thể tích là 20m3/phút.Độ dịch chuyển của mô hình này ở độ cao 2000 mét là bao nhiêu?Tham khảo bảng áp suất khí quyển tương ứng với độ cao)
Giải: Theo công thức V1/V2= R2/R1
(nhãn 1 là trơn, 2 là cao nguyên)
V2=ViR1/R2R1=9/1=9
R2=(8+0,85)/0,85=10,4
V2=20×9/10,4=17,3m3/phút
Khi đó: lượng khí thải của model này là 17,3m3/phút ở độ cao 2000 mét, nghĩa là nếu sử dụng máy nén khí này ở vùng cao nguyên thì lượng khí thải sẽ giảm đi đáng kể.
Vì vậy, nếu khách hàng ở khu vực cao nguyên cần một lượng khí nén nhất định thì cần chú ý xem dung tích máy nén khí của chúng tôi có đáp ứng được yêu cầu sau khi suy giảm độ cao hay không.
Đồng thời, nhiều khách hàng đưa ra nhu cầu, đặc biệt là những khách hàng do viện thiết kế thiết kế, luôn thích sử dụng đơn vị Nm3/phút và cần chú ý đến việc chuyển đổi trước khi tính toán.
4. Tính thời gian nạp của máy nén khí
Mất bao lâu để một máy nén khí đổ đầy bình?Mặc dù phép tính này không hữu ích lắm nhưng nó khá không chính xác và tốt nhất chỉ có thể là xấp xỉ.Tuy nhiên, nhiều người dùng vẫn sẵn sàng thử phương pháp này vì nghi ngờ về độ dịch chuyển thực tế của máy nén khí nên vẫn có nhiều kịch bản cho phép tính này.
Đầu tiên là nguyên lý của phép tính này: thực chất đó là sự chuyển đổi thể tích của hai trạng thái khí.Thứ hai là nguyên nhân gây ra sai số tính toán lớn: thứ nhất, tại hiện trường không có điều kiện để đo một số số liệu cần thiết như nhiệt độ nên chỉ có thể bỏ qua;thứ hai, khả năng hoạt động thực tế của phép đo không thể chính xác, chẳng hạn như chuyển sang trạng thái Đổ đầy.
Tuy nhiên, dù vậy, nếu có nhu cầu, chúng ta vẫn cần biết phương pháp tính toán là gì:
Ví dụ: Máy nén khí 10m3/phút, 8bar mất bao lâu để đổ đầy bình chứa gas 2m3?Giải thích: Cái gì đầy?Tức là, máy nén khí được nối với bình chứa khí 2 mét khối, van cuối xả của bình chứa khí Đóng lại cho đến khi máy nén khí chạm 8 bar để dỡ, đồng thời áp suất đo của hộp chứa khí cũng là 8 bar .Thời gian này mất bao lâu?Lưu ý: Thời gian này cần được tính từ khi bắt đầu nạp máy nén khí, không được bao gồm quá trình chuyển đổi sao-tam giác trước đó hoặc quá trình chuyển đổi tăng tần số của biến tần.Đây là lý do tại sao thiệt hại thực tế xảy ra tại chỗ không thể chính xác.Nếu có đường bypass trong đường ống nối với máy nén khí thì sai số sẽ nhỏ hơn nếu máy nén khí nạp đầy tải và nhanh chóng chuyển sang đường ống nạp vào bình chứa khí.
Đầu tiên là cách dễ nhất (ước tính):
Không quan tâm đến nhiệt độ:
piVi=pzVz (Định luật Boyle-Malliot) Qua công thức này, người ta thấy rằng sự thay đổi thể tích khí thực chất là tỉ số nén
Khi đó: t=Vi/ (V2/R) phút
(Số 1 là thể tích bình chứa khí, số 2 là thể tích lưu lượng của máy nén khí)
t=2m3/ (10m3/9) phút= 1,8 phút
Mất khoảng 1,8 phút để sạc đầy hoặc khoảng 1 phút 48 giây
theo sau là một thuật toán phức tạp hơn một chút
để đo áp suất)
giải thích
Q0 – Lưu lượng thể tích máy nén m3/phút không có nước ngưng:
Vk – thể tích bể m3:
T – thời gian lạm phát tối thiểu;
px1 – áp suất hút của máy nén MPa:
Tx1 – nhiệt độ hút của máy nén K:
pk1 - áp suất khí MPa trong bình chứa khí khi bắt đầu bơm hơi;
pk2 – Áp suất khí MPa trong bình chứa khí sau khi hết lạm phát và cân bằng nhiệt:
Tk1 - nhiệt độ khí K trong bình khi bắt đầu nạp:
Tk2 – Nhiệt độ khí K trong bình chứa khí sau khi kết thúc nạp khí và cân bằng nhiệt
Tk - nhiệt độ khí K trong bình.
5. Tính toán mức tiêu thụ không khí của dụng cụ khí nén
Phương pháp tính toán lượng khí tiêu thụ của hệ thống nguồn khí của từng thiết bị khí nén khi hoạt động không liên tục (sử dụng ngay và dừng):
Qmax- mức tiêu thụ không khí tối đa thực tế cần thiết
Hill – hệ số sử dụng.Nó tính đến hệ số mà tất cả các thiết bị khí nén sẽ không được sử dụng cùng một lúc.Giá trị thực nghiệm là 0,95 ~ 0,65.Nói chung, số lượng thiết bị khí nén càng nhiều thì việc sử dụng đồng thời càng ít và giá trị càng nhỏ, nếu không thì giá trị càng lớn.0,95 cho 2 thiết bị, 0,9 cho 4 thiết bị, 0,85 cho 6 thiết bị, 0,8 cho 8 thiết bị và 0,65 cho hơn 10 thiết bị.
K1 – Hệ số rò rỉ, giá trị được chọn trong nước từ 1,2 đến 15
K2 – Hệ số dự phòng, giá trị được chọn trong khoảng 1,2~1,6.
K3 – Hệ số không đều
Nó cho rằng có những yếu tố không đồng đều trong việc tính toán mức tiêu thụ khí trung bình trong hệ thống nguồn khí và nó được thiết lập để đảm bảo mức sử dụng tối đa và giá trị của nó là 1,2
~1,4 Lựa chọn quạt trong nước.
6. Khi thể tích không khí không đủ, hãy tính chênh lệch thể tích không khí
Do sự gia tăng của thiết bị tiêu thụ không khí, nguồn cung cấp không khí không đủ, và cần thêm bao nhiêu máy nén khí để duy trì áp suất làm việc định mức có thể được đáp ứng.công thức:
Q Real – tốc độ dòng máy nén khí mà hệ thống yêu cầu ở trạng thái thực tế,
QOriginal – tốc độ dòng hành khách của máy nén khí ban đầu;
Pact – áp suất MPa có thể đạt được trong điều kiện thực tế;
P ban đầu - áp suất làm việc MPa có thể đạt được khi sử dụng ban đầu;
AQ- lưu lượng thể tích được tăng lên (m3/phút)
Ví dụ: Máy nén khí nguyên bản có dung tích 10 mét khối và 8 kg.Người dùng tăng thiết bị và áp suất máy nén khí hiện tại chỉ có thể đạt 5 kg.Hỏi, cần thêm bao nhiêu máy nén khí để đáp ứng nhu cầu không khí là 8 kg.
AQ=10* (0,8-0,5) / (0,5+0,1013)
s4,99m3/phút
Do đó: cần có một máy nén khí có dung tích ít nhất 4,99 mét khối và 8 kg.
Trên thực tế, nguyên lý của công thức này là: bằng cách tính chênh lệch so với áp suất mục tiêu, nó chiếm tỷ lệ với áp suất hiện tại.Tỷ lệ này được áp dụng cho tốc độ dòng chảy của máy nén khí hiện đang được sử dụng, nghĩa là thu được giá trị từ tốc độ dòng mục tiêu.
