Зависимость расхода от давления: Страница не найдена — Строительство котельных

Содержание

гидравлика, гидравлические оборудование, пневматические оборудование, смазочное оборудование, фильтры

о компании
Уважаемые Господа, мы рады приветствовать Вас на сайте ООО «БелСИ-ГП Автоматика».
Наша компания имеет большой опыт, мы разбираемся в том, что продаем и надеемся быть Вам полезными. Основные направления деятельности:
● Мобильная и промышленная гидравлика
● Пневматика всегда в наличии в Минске
● проектирование и производство гидравлических станций, маслостанций, станций смазки, станций гидропривода;
● смазывающее и фильтрующее оборудование продажа и проектирование;
● клапаны соленоидные для жидкостей и газов подробнее
новости и статьи
Заказывая гидростанцию у нас вы получаете: Малый срок изготовления, гидростанции до 30 кВт срок не более недели Невысокие цены благодаря экономии на разработке документации, сотни готовых вариантов уже есть в наличии Большой выбор комплектующих европейского, и не только, производства в .
.. подробнееКупить гидростанцию с Минске 0,37-22 кВт в наличии Всегда в наличии гидростанции (установки гидравлические) малой и средней мощности: соответствуют требованиям Технического регламента Таможенного союза ТР ТС 010/2011 «О безопасности машин и оборудования бак от 1 — 250 литров шестеренный насос … подробнее

ещё новости и статьи…

новое на сайте
Минигидростанция пресса MPP-204, МРР-315 Универсальная минигидростанция типа МРР204. Для управления одним гидроцилиндром двухстороннего действия. Особенности: — Гидрозамок — регулируемое реле давления — манометр с краном Все комплектующие итальянского производства. Гарантия 18 месяцев. Тип …… подробнее
Гидростанция привода рампы с поворотной апарелью MPP-472

1.1 кВт, 4 л/мин, 160 бар

Гидростанция привода рампы HPP DL-EBZ2,7/055-04D применяется для гидропривода складских платформ (dock leveler) с поворотной аппарелью. См. так же МРР330DL Гидросхема: Размеры: …… подробнее
Гидростанции подъемных столов, ножничных подъемников Компактные гидростанции подъемных столов, ножничных подъемников предназначены для привода гидроцилиндров одностороннего действия в подъемных механизмах ножничного типа: табочих столах, грузовых подъемниках, подъемных платфомах. Привод насосов данных …… подробнее

Расход сжатого воздуха: особенности расчета — компрессорные, азотные, насосные станции

При работе с компрессионным оборудованием необходимо иметь представление как исчисляется расход сжатого воздуха, тем более что производительность компрессора и определяется как объем сжимаемого газа в единицу времени.

Конечно, существуют специальные контрольно-измерительные приборы, но в некоторых случаях необходимо быстро произвести расчет расхода воздуха отдельными устройствами.

Необходимо начать с того, что уточнить, в чем измеряется воздух. Объем воздуха измеряется в кубических метрах. Единицы измерения расхода воздуха исчисляются в кубических метрах (для винтовых компрессоров) или литрах (для поршневых компрессоров) потребляемого или производимого воздуха в единицу времени (м3/мин, м3/час, л/мин).

Согласно данным российского ГОСТ 12449-80 нормальными условиями считаются

  • давление 101,325 кПа (760 мм. рт .ст),
  • температура 293 К (20 С),
  • влажность 1,205 кг/м3.

При определении расхода сжатого воздуха при нормальных условиях по ГОСТ 12449-80 перед единицей измерения сжатого воздуха ставят маркировку «н» (15нм3/мин или 165нм3/час и т.д.).

Также существуют две популярные методики расчета расхода воздуха потребляющим оборудованием.

Расчет расхода воздуха через падение давления – универсальный метод для всех видов компрессоров


Где:

  • LB — искомое потребление сжатого воздуха [м³/мин]
  • VR — объем резервуара с сжатым воздухом [м³] (1 м³ = 1000 л)
  • pmax — давление на время начала измерений [бар]
  • pmin — давление на время окончания измерений [бар]
  • t — продолжительность измерений [мин]

На начало измерения необходимо знать объем резервуара и давление в нем (показания манометра). Включаем потребляющее оборудование, засекаем время работы. Отключаем оборудование, смотрим показания манометра резервуара. Подставляем данные в формулу.

Расчет расхода через время работы компрессора – метод для компрессоров с постоянной производительностью


  • LB — искомое потребление сжатого воздуха [м³/мин]
  • Q — производительность компрессора [м³/мин]
  • ∑t — время работы компрессора под нагрузкой за период измерений [мин]
  • T — период измерений = время работы под нагрузкой + на холостом ходу [мин]

На начало измерения нам необходимо знать производительность компрессора, снять показания счетчика общей наработки и счетчика работы под нагрузкой. Включаем потребляющее оборудование, засекаем время работы под нагрузкой при наборе давления до максимального значения, после которого компрессор работает на холостом ходу до начала следующего набора давления. Отключаем оборудование. Подставляем данные в формулу.

Объемный и массовый расход газа

Расход газа – это количество газа, прошедшего через поперечное сечение трубопровода за единицу времени. Вопрос в том, что принять за меру количества газа. В этом качестве традиционно выступает объем газа, а получаемый расход называют объемным. Не случайно чаще всего расход газа выражают в объемных единицах (см3/мин, л/мин, м3/ч и т.д.). Другой мерой количества газа является его масса, а соответствующий расход называется массовым. Он измеряется в массовых единицах (например, г/с или кг/ч), которые на практике встречаются значительно реже.

Как объем связан с массой, так и объемный расход связан с массовым через плотность вещества:
, где  – массовый расход,  – объемный расход,  – плотность газа в условиях измерения (рабочие условия). Пользуясь этим соотношением, для массового расхода переходят к использованию объемных единиц (см3/мин, л/мин, м3/ч и т.

д.), но с указанием условий (температуру и давление газа), определяющих плотность газа. В России применяют «стандартные условия» (ст.): давление 101,325 кПа (абс) и температура 20°С. Помимо «стандартных», в Европе используют «нормальные условия» (н.): давление 101,325 кПа (абс) и температура 0°С. В результате, получаются единицы массового расхода н.л/мин, ст.м3/ч и т.д.

Итак, расход газа бывает объемным и массовым. Какой из них следует измерять в конкретном применении? Как наглядно увидеть разницу между ними? Давайте рассмотрим простой эксперимент, где три расходомера последовательно установлены в магистраль. Весь газ, поступающий на вход схемы, проходит через каждый из трех приборов и выбрасывается в атмосферу. Утечек или накопления газа в промежуточных точках системы не происходит.

Источником сжатого воздуха является компрессора, от которого под давлением 0,5…0,7 бар (изб) газ подаётся на вход поплавкового ротаметра. Выход ротаметра подключен ко входу теплового регулятора расхода газа серии EL-FLOW, производства компании Bronkhorst.

В нашей схеме именно он регулирует количество газа, проходящее через систему. Далее газ подаётся на вход второго поплавкового ротаметра, абсолютно идентичного первому. При задании расхода 2 н.л/мин с помощью расходомера EL-FLOW первый поплавковый ротаметр дает показания 1,65 л/мин, а второй – 2,1 л/мин. Все три расходомера дают различные показания, причем разница достигает 30%. Хотя через каждый прибор проходит одно и то же количество газа.

Попробуем разобраться. Какая мера количества газа в данной ситуации остается постоянной: объем или масса? Ответ: масса. Все молекулы газа, попавшие на вход в систему, проходят через нее и выбрасываются в атмосферу после прохождения второго поплавкового ротаметра. Молекулы как раз и являются носителями массы газа. При этом удельный объем (расстояние между молекулами газа) в разных частях системы изменяется вместе с давлением.

Здесь следует вспомнить, что газы сжимаемы, чем выше давление, тем меньше объем занимает газ (закон Бойля-Мариотта). Характерный пример: цилиндр емкостью 1 литр, герметично закрытый подвижным поршнем малого веса. Внутри него содержится 1 литр воздуха при давлении порядка 1 бар (абс). Масса такого объема воздуха при температуре равной 20°С составляет 1,205 г. Если переместить поршень на половину расстояния до дна, то объем воздуха в цилиндре сократится наполовину и составит 0,5 литра, а давление повысится до 2 бар (абс), но масса газа не изменится и по-прежнему составит 1,205 г. Ведь общее количество молекул воздуха в цилиндре не изменилось.

Возвратимся к нашей системе. Массовый расход (количество молекул газа, проходящих через любое поперечное сечение в единицу времени) в системе постоянен. При этом давление в разных частях системы отличается. На входе в систему, внутри первого поплавкового ротаметра и в измерительной части расходомера EL-FLOW давление составляет порядка 0,6 бар (изб). В то время, как на выходе EL-FLOW и внутри второго поплавкового ротаметра давление практически атмосферное. Удельный объем газа на входе ниже, чем на выходе. Получается, что и объемный расход газа на входе ниже, чем на выходе.

Эти рассуждения подтверждаются и показаниями расходомеров. Расходомер EL-FLOW измеряет и поддерживает массовый расход воздуха на уровне 2 н.л/мин. Поплавковые ротаметры измеряют объемный расход при рабочих условиях. Для ротаметра на входе это: давление 0,6 бар (изб) и температура 21°С; для ротаметра на выходе: 0 бар (изб), 21°С. Также понадобится атмосферное давление: 97,97 кПа (абс). Для корректного сравнения показаний объемного расхода, все показания должны быть приведены к одним и тем же условиям. Возьмем в качестве таковых «нормальные условия» расходомера EL-FLOW: 101,325 кПа (абс) и температура 0°С.

Пересчет показаний поплавковых ротаметров в соответствии с методикой поверки ротаметров ГОСТ 8.122-99 осуществляется по формуле:

 , где Q – расход при рабочих условиях; Р и Т – рабочие давление и температура газа; QС – расход при условиях приведения; Рс и Тс – давление и температура газа, соответствующие условиям приведения.

Пересчет показаний ротаметра на входе к нормальным условиям по этой формуле даёт значение расхода 1,985 л/мин, а ротаметра на выходе – 1,990 л/мин. Теперь разброс показаний расходомеров не превышает 0,75%, что при точности ротаметров 3% ВПИ является отличным результатом.

Из приведенного примера видно, что объемный расход сильно зависит от рабочих условий. Мы показали зависимость от давления, но в той же мере объемный расход зависит и от температуры (закон Гей-Люссака). Даже в технологической схеме, имеющей один вход и один выход, где отсутствуют утечки и накопление газа, показания объемного расходомера будут сильно зависеть от конкретного места установки. Хотя массовый расход будет одним и тем же в любой точке такой схемы.

Хорошо понимать физику процесса. Но, все же, какой расходомер выбрать: объемного расхода или массового? Ответ зависит от конкретной задачи. Каковы требования технологического процесса, с каким газом необходимо работать, величина измеряемого расхода, точность измерений, рабочие температура и давление, особые правила и нормы, действующие в Вашей сфере деятельности, и, наконец, отведенный бюджет. Также следует учитывать, что многие расходомеры, измеряющие объемный расход, могут комплектоваться датчиками температуры и давления. Они поставляются вместе с корректором, который фиксирует показания расходомера и датчиков, а затем приводит показания расходомера к стандартным условиям.

Но, тем не менее, можно дать общие рекомендации. Массовый расход важен тогда, когда в центре внимания находится сам газ, и необходимо контролировать количество молекул, не обращая внимания на рабочие условия (температура, давление). Здесь можно отметить динамическое смешение газов, реакторные системы, в том числе каталитические, системы коммерческого учета газов.

Измерение объемного расхода необходимо в случаях, когда основное внимание уделяется тому, что находится в объеме газа. Типичные примеры – промышленная гигиена и мониторинг атмосферного воздуха, где необходимо проводить количественную оценку загрязнений в объеме воздуха в реальных условиях.

Регулирование скорости вращения рабочего колеса центробежного насоса

Регулирование скорости вращения рабочего колеса

Регулирование скорости

При регулировании (изменении) скорости вращения рабочего колеса центробежного насоса, рабочая точка смещается по красной кривой характеристики сети (гидросистемы): вверх – при увеличении частоты вращения, вниз – при уменьшении частоты вращения.

Недостатки работы центробежного насоса на пониженной скорости:

  • ухудшается смазка и охлаждение уплотнений
  • увеличивается вероятность забивания насоса и появления осадка

При регулировании скорости вращения рабочего колеса с помощью преобразователя частоты (ПЧ) необходимо:

  • обеспечить быстрый разгон насоса до минимальной скорости (как правило, эта скорость соответствует 30 Гц на выходе ПЧ)
  • при автоматическом регулировании скорости не опускаться ниже этой частоты.

Дроссельное регулирование

При регулировании расхода с помощью задвижки (вентиля) рабочая точка будет смещаться по синей кривой характеристики насоса: влево – при закрытии задвижки, вправо – при открытии задвижки.

Недостатки дроссельного регулирования расхода:

  • Повышается давление в системе (напор)
  • Снижается КПД системы.

Поддержание постоянного напора (давления)

Если одновременно закрывать задвижку и уменьшать скорость вращения рабочего колеса, то можно обеспечить поддержание постоянного напора при снижении расхода (рабочая точка смещается влево по зелёной прямой линии).


Поддержание постоянного расхода

Если одновременно открывать задвижку и уменьшать скорость вращения рабочего колеса, то можно обеспечить поддержание постоянного расхода при снижении напора (рабочая точка смещается вниз по зелёной прямой линии).

Зависимость напора, расхода и потребляемой мощности от частоты вращения

Расход (подача) пропорционален частоте вращения рабочего колеса центробежного насоса:

Q ∼ n

Напор (давление) пропорционален квадрату частоты вращения:

H ∼ n2

Мощность, потребляемая насосом, пропорциональна кубу частоты вращения:

P ∼ n3



Совместная работа центробежных насосов

Гидравлическая мощность и КПД центробежных насосов

Зависимость между падением давления и расходом в трубопроводе

Изменение давления из-за потери напора

Поскольку потеря напора — это уменьшение общей энергии жидкости, она представляет собой снижение способности жидкости выполнять работу. Потеря напора не снижает скорость жидкости (рассмотрим трубу постоянного диаметра с постоянным массовым расходом) и не будет влиять на высоту напора жидкости (рассмотрим горизонтальную трубу без изменения высоты от входа к выходу).2} {2g}}

где:

  • H L = потеря напора (футы)
  • f = коэффициент трения Дарси (безразмерный)
  • L = длина трубы (футы)
  • D = внутренний диаметр трубы (футы)
  • v = скорость жидкости (фут / сек)
  • g = гравитационная постоянная (32,2 фута / сек 2 )

Коэффициент трения Дарси, f, учитывает шероховатость трубы, диаметр, вязкость жидкости, плотность и скорость сначала рассчитав число Рейнольдса и относительную шероховатость.5} \ bigg)}

где:

  • Q = расход (галлонов в минуту)
  • d = диаметр трубы (дюймы)

На приведенном ниже графике показано результирующее падение давления для воды при 60 F в диапазоне скоростей потока для 100 футовая труба для труб диаметром 4 и 6 дюймов сортамент 40.

Сводка

Чтобы определить полное изменение статического давления жидкости при ее движении по трубопроводу, все три компонента уравнения Бернулли необходимо рассматривать по отдельности и складывать вместе.Изменение высоты может вызвать снижение давления, изменение скорости может привести к его увеличению, а потеря напора может вызвать его уменьшение. Чистый эффект будет зависеть от относительной величины каждого изменения.

Возможно, что статическое давление жидкости на самом деле увеличивается от входа к выходу, если изменение высоты или скорости приводит к увеличению давления больше, чем уменьшение, вызванное потерей напора.

Старая поговорка о том, что «жидкость всегда течет от высокого давления к низкому», не совсем точна.Более точный способ сформулировать это так: «жидкость всегда течет из области с более высокой полной энергией в область с более низкой полной энергией».

Зависимость гидравлического давления от расхода: понимание разницы

Как инструктор и консультант по гидравлике, я встречал тысячи людей, работа которых заключается, по крайней мере частично, в обслуживании и ремонте гидравлических систем. Однако количество обнаруженных мною средств устранения неполадок гидравлической системы я могу сосчитать по пальцам одной руки.

По большей части я встречал много отличных устройств смены гидравлических деталей. Это люди, которые так долго работали с гидравлическими системами и рядом с ними, что знают, что замена конкретной детали обычно решает определенную проблему. Они могут точно знать, а могут и не знать, почему это так, но по опыту они знают, что замена этой детали решает проблему.

Я не имею в виду это уничижительно. Кто-то с таким уровнем опыта ценен, но это не поиск неисправностей; это детали меняются.Он отлично работает, когда замена детали действительно решает проблему.

Проблема возникает, когда устройство смены деталей меняет деталь и не решает проблему. Как вы думаете, каким может быть следующий курс действий устройства для смены запчастей? Если бы вы сказали «измените что-нибудь еще», вы были бы правы.

Часто процесс замены деталей продолжается до тех пор, пока не произойдет одно из двух: либо машина будет отремонтирована, и все будут в восторге, либо система будет переведена в такое состояние, что нужно кого-то вызвать.

Довольно часто это я. Хотя таким способом можно отремонтировать систему, также можно добавить одну или две проблемы всякий раз, когда заменяется неплохой компонент. Обычно к тому времени, когда меня вызывают на помощь, происходит изменение значительного количества деталей, и то, что начиналось как нечто простое, могло перерасти в несколько проблем, диагностика которых может занять очень много времени.


На этой схеме показан фиксированный рабочий объем
Гидравлический насос представлен кружком,
с закрашенной стрелкой, указывающей на выход жидкости.

Давление или поток?

Если бы мне пришлось выбрать одну концепцию, которая не позволяла бы большинству сменщиков запчастей становиться специалистами по устранению неполадок, это было бы непонимание разницы между давлением и потоком. Нередко можно встретить взаимозаменяемые термины, как если бы они были синонимами. Это не так. Я часто слышу жалобы на то, что насос не выдает столько давления, сколько следовало бы, подразумевая, что насос должен обеспечивать давление.

Распространено предположение, что если давление низкое, насос неисправен.Это не тот случай. Насос не нагнетает давление. Насос обеспечивает определенный расход. Единственная функция насоса — забирать жидкость из одного места и помещать ее в другое место. Давление — это результат сопротивления потоку. В наших учебных классах мы используем простую схему, показанную выше, для объяснения этой концепции.

Насос постоянной производительности — это самый простой тип гидравлического насоса. Он вращается первичным двигателем, обычно электродвигателем с электроприводом или, в мобильном оборудовании, тем же двигателем, который приводит в движение машину.Объем потока определяется рабочим объемом и скоростью приводного двигателя. Под «вытеснением» я подразумеваю количество жидкости, подаваемой за каждый полный оборот насоса.

В типичных промышленных системах насос вращается с постоянной скоростью и, следовательно, обеспечивает постоянный поток. Когда насос запускается, масло перемещается из резервуара в систему. Чем выше скорость потока, тем быстрее будет двигаться привод.

Если вы проследите поток от насоса, вы дойдете до буквы «Т» на линии.Всякий раз, когда вы следуете за потоком на схеме и достигаете разделения линии, вы должны отслеживать поток в обоих направлениях, чтобы определить путь наименьшего сопротивления. Гидравлическая жидкость всегда идет по пути наименьшего сопротивления. Я

Если вы проследите поток влево, вы увидите символ предохранительного клапана. Предохранительный клапан представлен одним квадратом со стрелкой, указывающей направление потока. Обратите внимание, что стрелка не касается впускного или выпускного порта. Это означает, что предохранительный клапан обычно закрыт и блокирует поток.

«Зигзагообразная» линия внизу предохранительного клапана символизирует пружину. Хороший способ представить себе предохранительный клапан на схеме — представить себе пружину, отталкивающую стрелку вверх от портов, удерживая ее закрытой. Это означает, что для открытия клапана что-то должно давить на стрелку сильнее, чем пружина толкает вверх.

Также обратите внимание на пунктирную линию. В гидравлических схемах пунктирная линия обычно представляет путь потока, который несколько меньше, чем у сплошной линии, обычно это дренажная линия или пилотная линия.На схемах слева показана пилотная линия, подключенная непосредственно перед клапаном. Какое бы давление ни было в основной линии, она будет присутствовать в пилотной линии.

Возвращаясь к пружине, обратите внимание на диагональную стрелку. В условных обозначениях диагональная стрелка означает, что соответствующий компонент является переменным или регулируемым. В этом случае предохранительный клапан имеет регулируемую пружину и отрегулирован таким образом, чтобы давление в 500 фунтов на квадратный дюйм (psi) создавало достаточную силу для сжатия пружины и открытия предохранительного клапана.Следовательно, сопротивление в этом направлении составляет 500 фунтов на квадратный дюйм.


При включении насоса путь
наименьшее сопротивление — барабан, а не предохранительный клапан.

Проследив направление потока вправо, вы встретите символ ручного клапана. Это может быть шаровой кран, задвижка, дроссельная заслонка и т. Д. Клапан может быть открытым или закрытым. Обозначение указывает, что он открыт, поэтому сопротивления в этом направлении нет.

Линия заканчивается открытым барабаном.Когда насос включен, как показано на схеме слева, путь наименьшего сопротивления в этом случае лежит к барабану, а не через предохранительный клапан. Показание давления на манометре составляет 0 фунтов на квадратный дюйм.

Очевидно, причина того, что показания манометра такие низкие, заключается в том, что в системе нет сопротивления. Однако я видел, как многие насосы заменялись только потому, что давление в системе было низким. За эти годы я получил множество телефонных звонков, которые начинались со слов: «Ну, я поменял помпу, но мое давление все еще низкое.Что еще мне следует искать? »

На самом деле проблема с давлением в гидравлической системе редко бывает в насосе. Это почти всегда еще один плохой компонент системы. Насос никогда не должен быть первым компонентом, который нужно попробовать, а скорее вашим последним средством, когда существует проблема с давлением. В показанном примере замена насоса даст точно такой же результат.


На этой схеме изображен
закрытый ручной клапан, блокирующий поток в барабан.

На схеме слева ручной клапан закрыт, перекрывая поток в барабан.Единственный оставшийся путь потока — через предохранительный клапан. Для прохождения жидкости через предохранительный клапан необходимо преодолеть сопротивление 500 фунтов на квадратный дюйм. Как только давление достигает 500 фунтов на квадратный дюйм, поток подается через предохранительный клапан и возвращается в резервуар.

Во многих случаях я слышал такие замечания, как «Мой насос нагнетает 1500 фунтов на квадратный дюйм». Это иллюстрирует неправильное представление о том, что давление исходит от насоса.

Как вы можете видеть, на манометре отображается не то, какое давление создает насос, а, скорее, количество сопротивления, которое в настоящее время преодолевается в системе. Без твердого понимания этой концепции стать специалистом по устранению неполадок невозможно.

Подробнее о передовых методах работы с гидравлическими системами:

10 проверок надежности гидравлики, которые вы, вероятно, не делаете

Семь самых распространенных ошибок гидравлического оборудования

Как узнать, правильно ли вы используете гидравлическое масло?

Топ-5 гидравлических ошибок и лучшие решения

Как рассчитать давление по скорости потока

Обновлено 22 декабря 2020 г.

Автор: Кевин Ли

Уравнение Бернулли позволяет выразить взаимосвязь между скоростью, давлением и высотой жидкого вещества в разных точках его потока.2+ \ rho gh = C

P — давление, ρ — плотность жидкости, а v — ее скорость. Буква g обозначает ускорение свободного падения, а h — высота жидкости. 2)

Replace переменные с фактическими значениями, чтобы получить следующее уравнение:

P_2 = 1.2

Решите уравнение для P 2 , чтобы получить 1,197 × 10 5 Н / м 2 .

  • Используйте уравнение Бернулли для решения других типов задач потока жидкости.

    Например, чтобы рассчитать давление в точке трубы, по которой течет жидкость, убедитесь, что плотность жидкости известна, чтобы ее можно было правильно включить в уравнение. Если один конец трубы выше другого, не удаляйте из уравнения ρgh 1 и ρgh 2 , потому что они представляют потенциальную энергию воды на разной высоте.

    Уравнение Бернулли также может использоваться для вычисления скорости жидкости в одной точке, если известны давление в двух точках и скорость в одной из этих точек.

Понимание взаимосвязи между давлением воздуха и расходом

«Давление» и «поток» — общие термины при обсуждении воздушных компрессоров, но взаимосвязь между ними часто понимается неправильно.

Давление, обычно измеряемое в фунтах на квадратный дюйм, определяет способность воздушного компрессора выполнять определенный объем работы в любой момент времени.Представьте себе такое простое приложение, как скольжение деревянного бруска по столу со сжатым воздухом. В этом случае давление воздуха 75 фунтов на квадратный дюйм (5,2 бар) может быть недостаточным для перемещения блока, но 100 фунтов на квадратный дюйм (6,9 бар) будет.



Рисунок 1 (слева). Давление обычно измеряется в фунтах на квадратный дюйм и определяет способность воздушного компрессора выполнять определенный объем работы в данный момент времени. Рисунок 2 (справа). Расход обычно измеряется в кубических футах в минуту при определенном давлении и указывает на способность воздушного компрессора непрерывно выполнять задачу.Изображение любезно предоставлено Atlas Copco.


Как минимум, компрессор должен обеспечивать давление (силу), необходимое для выполнения работы. Если минимальное необходимое давление составляет 100 фунтов на квадратный дюйм, но компрессор не может его обеспечить, работа не будет выполнена. Однако слишком высокое давление может повредить оборудование для сжатого воздуха или вызвать его сбои в работе. Каждое устройство с пневматическим приводом имеет указанный диапазон давления, в котором оно работает надежно, и эти пределы нельзя превышать.

Flow — это способность воздушного компрессора непрерывно выполнять задачу.В США расход обычно измеряется в кубических футах в минуту (cfm) при определенном давлении. Объем потока зависит от времени, необходимого для выполнения задачи.

Например, если вам нужно было каждый час перемещать ранее упомянутый блок на небольшое расстояние, подойдет небольшой компрессор с резервуаром для хранения сжатого воздуха. Компрессор наполнял резервуар, сохраняя воздух до следующего раза, когда потребуется переместить блок. Однако, если процесс требует, чтобы блок непрерывно перемещался в течение 24-часового периода, потребуется более крупный компрессор с непрерывным потоком.

Недостаточный поток потребует перерывов во время процесса, пока компрессор создает давление в резервном воздушном резервуаре. Частые перерывы в работе для повышения давления или медленное повышение давления указывают на возможную утечку воздуха из системы сжатого воздуха.

Давление определяется выполняемой работой. Например, распыление краски требует значительно меньшего давления, чем выдувание бутылки. Поток определяется тем, сколько из этих заданий должно выполняться одновременно или как часто они должны выполняться.

Для данного компрессора, например, мощностью 50 л.с. (37,3 кВт), расход будет уменьшаться с увеличением давления, и наоборот. Поэтому важно приобрести компрессор, который оптимизирует расход и давление.

И имейте в виду, что каждые 2 фунта на кв. Дюйм (0,14 бара) повышение давления приводит к увеличению на 1% энергии, необходимой для поддержания того же воздушного потока (куб. Футов в минуту).

Разница между давлением и расходом

Примечание редактора: этот пост был первоначально опубликован в 2017 году и был полностью обновлен для обеспечения точности, полноты и новой информации.

Когда дело доходит до систем сжатого воздуха, давление и расход — два самых распространенных термина, с которыми вы обязательно столкнетесь. Это верно независимо от того, начали ли вы исследование воздушных компрессоров или решили запросить расценки у поставщика сжатого воздуха! Давление и расход являются ключевыми измерениями для систем сжатого воздуха, поскольку они помогают предприятиям подобрать компрессоры для питания приложений с надлежащим объемом воздуха и скоростью потока, чтобы не тратить энергию впустую.

Что такое давление?

Давление — это мера силы, приложенной к определенной области, которая определяет способность компрессора выполнять определенный объем работы в любой заданный момент времени. Компрессор должен обеспечивать нужное давление или силу, необходимую для завершения процесса. Слишком низкое давление означает, что работа не будет выполнена, а слишком большое давление может повредить оборудование и вызвать неожиданные сбои.

Как измеряется давление?

Давление измеряется в фунтах на квадратный дюйм (psi).Например, 50 фунтов на квадратный дюйм будет означать, что на квадратный дюйм прилагается 50 фунтов давления. Чтобы проверить PSI вашей существующей системы, посмотрите на манометр на воздушном компрессоре — здесь будет отображаться давление в системе.

Что такое поток?

Расход — это мера объема, которая показывает производительность вашей компрессорной системы; это также считается способностью вашего компрессора продолжать выполнять определенную задачу. Необходимый объем потока зависит от продолжительности времени, необходимого для выполнения задачи.При недостаточном расходе компрессору потребуются перерывы для восстановления давления в резервном баке компрессора.

Как измеряется расход?

Расход измеряется в кубических футах в минуту (cfm) при определенном давлении и увеличивается прямо пропорционально приложенной мощности (л. с.). Таким образом, сравнивая небольшой компрессор, продаваемый в магазинах товаров для дома, с промышленным компрессором, расположенным на большом производственном предприятии, легко понять, почему промышленный компрессор может достигать гораздо более высокого CFM, чем меньший домашний компрессор.

Дополнительную информацию о HP, CFM и PSI можно найти здесь.

Как давление и расход работают вместе?

Теперь, когда мы знаем, что означают эти измерения компрессора, давайте посмотрим на взаимосвязь между ними. Цель состоит в том, чтобы обеспечить приложение надлежащим потоком воздуха (CFM) при правильном давлении (PSI). Скажем, нам нужно переместить 10-фунтовый блок по длинному столу. В то время как давления воздуха 100 фунтов на квадратный дюйм может быть недостаточно для перемещения блока, 115 фунтов на квадратный дюйм будет, поэтому важно знать минимальное давление, необходимое для вашего процесса.Слепое повышение давления может вызвать ненужное увеличение потребления энергии. Простое увеличение давления на 2 фунта на квадратный дюйм приводит к увеличению энергии, необходимой для поддержания того же воздушного потока, на 1 процент.

Airflow учитывает, как часто вам нужно перемещать 10-фунтовый блок по столу. Если блоку нужно перемещаться только на небольшое расстояние каждый час, то небольшой компрессор с небольшим воздушным резервуаром может удовлетворить эти требования. Однако, если ваше приложение требует, чтобы блок постоянно перемещался в течение многих часов, вам понадобится компрессор большего размера с более непрерывным потоком.

Остерегайтесь повышенного давления

Одна вещь, на которую стоит обратить внимание? Повышенное давление в вашей системе сжатого воздуха! Твердое представление о требуемом давлении и расходе для вашего приложения может быть затруднено, а это означает, что во многих случаях оборудование будет создавать избыточное давление; это означает, что они увеличивают давление в системе (PSI), чтобы обеспечить стабильную работу процессов. Однако это приводит к серьезным потерям энергии и высоким затратам на электроэнергию.

The Takeaway

Понимание давления и расхода поможет вам подобрать компрессор в соответствии с требованиями процесса, снизив при этом потребности в энергии, повысив производительность и снизив затраты на жизненный цикл.Не знаете, как определить характеристики вашей системы? Мы рекомендуем начать с аудита сжатого воздуха или обратиться к местному специалисту по сжатому воздуху. Мы всегда доступны на www.atlascopco.com/air-usa!

Понимание основных принципов расчета расхода

мар-2008

Размер клапана часто описывается номинальным размером торцевых соединений, но более важной мерой является расход, который может обеспечить клапан.

Джон Бакстер и Ульрих Кох
Компания Swagelok

Краткое содержание статьи

А определить расход через клапан очень просто.Используя принципы расчета расхода, некоторые основные формулы и влияние удельного веса и температуры, можно достаточно хорошо оценить расход, чтобы легко и без сложных вычислений выбрать размер клапана

Принципы расчета расхода
Принципы расчета расхода иллюстрируются расходомером с общей диафрагмой (см. Рисунок 1). Нам нужно знать только размер и форму отверстия, диаметр трубы и плотность жидкости. Имея эту информацию, мы можем рассчитать расход для любого значения падения давления на отверстии (разницы между давлением на входе и выходе).

Для клапана нам также необходимо знать падение давления и плотность жидкости. Но помимо размеров диаметра трубы и размера отверстия нам необходимо знать все размеры прохода клапана и все изменения размера и направления потока через клапан.

Однако вместо сложных вычислений мы используем коэффициент расхода клапана, который объединяет эффекты всех ограничений расхода в клапане в одно число (см. Рисунок 2).

Производители клапанов определяют коэффициент расхода клапана путем тестирования клапана водой при нескольких расходах с использованием стандартного метода испытаний2, разработанного приборным обществом Америки для регулирующих клапанов и в настоящее время широко используемого для всех клапанов.

Испытания на поток проводятся в системе прямых трубопроводов того же размера, что и клапан, поэтому влияние изменений размеров фитингов и трубопроводов не учитывается (см. Рисунок 3).

Расход жидкости
Поскольку жидкости являются несжимаемыми жидкостями, их расход зависит только от разницы между давлением на входе и выходе (Δp, перепад давления). Расход будет одинаковым независимо от того, высокое или низкое давление в системе, при условии, что разница между давлением на входе и выходе одинакова.Уравнение 1 показывает взаимосвязь.
Графики расхода воды показывают расход воды как функцию падения давления для диапазона значений Cv.

Расход газа
Расчеты расхода газа немного сложнее, поскольку газы представляют собой сжимаемые жидкости, плотность которых изменяется с давлением. Кроме того, необходимо учитывать два условия: расход с низким перепадом давления и расход с высоким перепадом давления.
Уравнение 2 применяется, когда выходное давление потока с низким перепадом давления (p2) превышает половину давления на входе (p1):

Графики потока воздуха с низким перепадом давления показывают поток воздуха с низким перепадом давления для клапана с Cv, равным 1. .0, заданная как функция входного давления (p1) для диапазона значений перепада давления (Δp).

Когда давление на выходе (p2) меньше половины давления на входе (p1), большое падение давления, любое дальнейшее снижение давления на выходе не увеличивает поток, потому что газ достиг звуковой скорости в отверстии, и он не может сломать это “ звуковой барьер».

Уравнение 3 для потока с большим перепадом давления проще, потому что оно зависит только от входного давления и температуры, коэффициента потока клапана и удельного веса газа:

Графики потока воздуха с высоким перепадом давления показывают поток воздуха с высоким перепадом давления как функцию входного давления для диапазона коэффициентов расхода.

Влияние удельного веса
Уравнения потока включают переменные удельный вес жидкости (Gf) и удельный вес газа (Gg), которые представляют собой плотность жидкости по сравнению с плотностью воды (для жидкостей) или воздуха (для газов).

Однако на графиках не учитывается удельный вес, поэтому необходимо применить поправочный коэффициент, который включает квадратный корень из G. Извлечение квадратного корня уменьшает эффект и приближает значение к значению воды или воздуха, 1.0.

Например, удельный вес серной кислоты на 80% выше, чем у воды, но она изменяет расход всего на 34%. Удельный вес эфира на 26% ниже, чем у воды, но он изменяет расход только на 14%.

Воздействие удельного веса на газы аналогично. Например, удельный вес водорода на 93% ниже, чем у воздуха, но он изменяет расход всего на 74%. Углекислый газ имеет удельный вес на 53% выше, чем у воздуха, но изменяет расход только на 24%.Только газы с очень низким или очень высоким удельным весом изменяют поток более чем на 10% по сравнению с потоком воздуха.

На рис. 5 показано, как влияние удельного веса на поток газа уменьшается с помощью квадратного корня.

Влияние температуры
Температура обычно не учитывается при расчетах расхода жидкости, поскольку ее влияние слишком мало. Температура имеет большее влияние на расчеты расхода газа, потому что объем газа расширяется при более высокой температуре и сжимается при более низкой температуре. Но, как и удельный вес, температура влияет на расход только квадратным корнем. Для систем, работающих в диапазоне от -40 ° F (-40 ° C) до + 212 ° F (+ 100 ° C), поправочный коэффициент составляет всего от +12 до -11%. На рисунке 6 показано влияние температуры на объемный расход в широком диапазоне температур. Диапазон плюс-минус 10% охватывает обычные рабочие температуры наиболее распространенных применений. На рисунке 4 показано, как извлечение квадратного корня из удельного веса снижает значимость расхода жидкости. Только если удельный вес жидкости очень низкий или очень высокий, поток изменится более чем на 10% по сравнению с потоком воды.

СКАЧАТЬ ПОЛНУЮ СТАТЬЮ

Drip Depot Поддержка для самостоятельного орошения

Поток и давление — это две совершенно разные вещи, но они связаны, когда дело доходит до того, как они влияют на работу ирригационной системы. Одно легко спутать с другим. Вся ваша система построена на этих двух вещах. При планировании ирригационной системы важно знать и понимать как расход, так и давление. Мы сделаем все возможное, чтобы объяснить, что каждый из них и как они соотносятся друг с другом в работе вашей ирригационной системы.

Расход — это объем воды, движущийся в трубе или при орошении за определенный период времени. Чаще всего измеряется в галлонах в минуту (GPM) или галлонах в час (GPH) при орошении. Скорость потока определяется как количество воды, которое проходит через ваш источник воды, ирригационную систему или компонент за определенный период времени или выбрасывается из них.

Информация о скорости потока воды в вашем источнике воды — это первое, о чем мы спросим вас, когда вы обратитесь за помощью. Это максимальное количество воды, которое вы можете использовать за один раз.При проектировании вашей ирригационной системы мы рекомендуем не планировать до максимума, если источник воды не предназначен исключительно для вашей ирригационной системы. Вычислить скорость потока очень просто, достаточно ведра (известного размера), секундомера или устройства отсчета времени и легкодоступного крана для воды. Вот ссылка на наш калькулятор расхода и инструкции. Наш калькулятор даст вам скорость потока как в галлонах в минуту, так и в галлонах в минуту. При планировании спринклерной системы чаще всего используется GPM; в то время как при более медленном капельном орошении мы большую часть времени используем GPH.

Вы не сможете увеличить расход воды из источника, если не увеличите давление, но вы можете использовать регулирующие клапаны для управления или уменьшения расхода, если это необходимо.

Давление в терминах орошения — это мера силы (воды) на площади поверхности в один квадратный дюйм. В США это обычно обозначается как PSI (фунт-сила на квадратный дюйм), который мы будем использовать здесь, в Drip Depot. В других регионах мира термин бар или килопаскаль (кПа) может быть более распространенным. Давление — это то, что проталкивает воду по трубам. Независимо от того, есть ли у вас система трубопроводов под давлением, такая как муниципальная (городская) вода или колодезная система, или у вас есть резервуар или цистерна, работающая под действием силы тяжести, единственный способ повысить давление воды — это механические средства, такие как насос, или увеличение высоты для резервуара с гравитационной подачей. системы. Изменения высоты влияют на давление следующим образом: каждые 2,31 фута на высоте = 1 фунт / кв.дюйм или каждый 1 фут при перепаде высоты увеличивает / уменьшает давление на 0,433 фунта / кв.

При планировании системы орошения учитываются два различных давления:

  • Статическое давление воды — это вода в состоянии покоя, что означает, что оно измеряется, когда вода не течет.Присоедините манометр непосредственно к водопроводному крану и убедитесь, что все другие источники воды перекрыты, затем откройте кран и прочтите показания манометра. Это давление, которое обеспечивает ваша водная система. Давление воды в большинстве жилых домов обычно находится в диапазоне 40–80 фунтов на квадратный дюйм. Меньше 40 считается низким, поэтому при установке системы орошения может потребоваться повышение давления. Более 80 — это высокий показатель, и многие бытовые водопроводные устройства могут выйти из строя при превышении этого диапазона. Может потребоваться редукционный клапан.На статическое давление влияет высота.

  • Динамическое давление воды — это давление текущей воды, часто называемое рабочим или рабочим давлением. Чтобы измерить ваше динамическое давление, вы подключите манометр на конце одной из ваших линий, включите систему и дайте ей полностью нагнуться, затем снимите показания давления при включенных эмиттерах. На динамическое давление влияют высота и потери на трение. Когда вода движется по трубе или трубопроводу, турбулентность вызывает трение, что приводит к потере давления.Динамическое или рабочее давление — это то, что вы контролируете с помощью регулятора давления в вашей системе орошения. Рабочее давление зависит от типа используемых эмиттеров.

Еще один термин, с которым вы можете столкнуться при работе с расходом и давлением в вашем орошении, — это скорость. Скорость — это скорость потока, насколько быстро вода движется по трубе. Мы измеряем скорость в футах в секунду (fps). Большинство специалистов по ирригации рекомендуют не превышать 5 кадров в секунду при поливе.Именно здесь размер трубы играет важную роль в вашем планировании. Более высокая скорость означает более высокие потери на трение, что приводит к более низкому давлению. Распространенный миф заключается в том, что использование трубы меньшего диаметра обеспечит большее давление. Этот миф ложный! Давление, проталкивающее воду (поток) через меньшую трубу, увеличивает скорость, что, в свою очередь, вызывает еще большую турбулентность, тем самым увеличивая потери на трение. В итоге вы получаете менее полезное давление.

Ламинарный поток — это плавный поток с минимальными потерями на трение, в то время как при турбулентном потоке молекулы воды отскакивают от стенки трубы, что приводит к более высоким потерям на трение. Большинство наших ирригационных и водопроводных систем испытывают турбулентный поток. Длинные трубы, фитинги и другие компоненты создают турбулентность. Четыре основных фактора, влияющих на потери на трение:

  1. Скорость воды — движение воды в трубе вызывает турбулентность, которая вызывает потерю давления. Скорость увеличивается, когда вы добавляете поток или используете меньший размер трубы при том же потоке.

  2. Внутренний диаметр трубы — меньший размер трубы при том же потоке увеличивает турбулентность, потому что более высокий процент воды, контактирующей с поверхностями стенок.

  3. Шероховатость внутренней стенки трубы — чем грубее поверхность, тем выше турбулентность, что приводит к более высоким потерям на трение. Шероховатость стенки трубы оценивается так называемым фактором «С». Чем ниже значение, тем шероховатее поверхность.

  4. Длина трубы — Чем больше длина трубы, тем больше совокупный эффект первых трех факторов.

Чтобы упростить нам, домашним мастерам, были опубликованы диаграммы потерь на трение для труб, используемых в водопроводных и ирригационных системах.Наиболее распространенным расчетом, используемым при расчете падения давления в потоке жидкости, является метод Хазена-Вильямса, и большинство диаграмм основано на этом принципе. Как только вы посмотрите на все расчеты, необходимые для выяснения этого вопроса, вы будете счастливы использовать диаграммы. Для вашего удобства ниже приведены ссылки на таблицы потерь на трение некоторых наших производителей.

Hunter Industries Таблица потерь на трение

Таблица потерь на трение RainBird

Bowsmith Design Aids

Напомним, важность расхода и давления при проектировании вашей оросительной системы имеет первостепенное значение для успеха и эффективности вашей системы.

Получив эту информацию, вы можете приступить к проектированию своей системы в соответствии с вашими потребностями, не выходя за рамки возможностей вашего источника воды.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *