Hướng dẫn tính toán và chọn kích thước đường ống khí nén


Một trong những cách hiệu quả nhất để giảm độ sụt áp khí nén trên đường ống là bằng việc bạn chọn và lắp đặt đúng kích thước đường ống dẫn khí nén. Ở bài viết này EBOOKBKMT sẽ hướng dẫn cách tính toán kích thước ống chính xác cho hệ thống khí nén của bạn.


Vì vậy, bạn muốn biết kích thước đường ống chính xác để lắp đặt cho hệ thống khí nén của bạn? Thật đơn giản, tôi sẽ giải thích như thế này. Tôi vẫn thấy quá nhiều nơi mà kích thước đường ống của hệ thống khí nén quá nhỏ. Đó là do nhà máy hoặc xưởng đã hoạt quá lâu và hệ thống đã trở nên cũ kỹ, đường ống khí nén quá nhỏ và đây là điều dễ hiểu, hoặc chính họ đã thiết kế lắp đặt đường ống quá nhỏ ngay khi bắt đầu! Vấn đề với đường ống dẫn khí nén quá nhỏ là gì? Đó chính là việc tăng độ sụt áp tức gây giảm áp suất khí nén tại nơi tiêu thụ!

Nếu lưu lượng không khí lớn cần phải vượt qua một đường ống dẫn quá nhỏ, nó sẽ gặp khó khăn khi đi qua đường ống này. Kết quả là giảm áp lực giữa đầu ống và cuối ống.

Bây giờ, vấn đề xảy ra khi tăng độ sụt áp trên đường ống dẫn là gì? Đó chính là tăng chi phí sử dụng!

Nếu độ sụt áp khí nén quá cao, bạn sẽ cần phải thiết lập máy nén của bạn ở một điểm đặt cao hơn. Điểm đặt máy nén của bạn càng cao, năng lượng càng nhiều, và tất nhiên chi phí sẽ tăng.

Do đó, áp suất cho phép giảm tối đa là 0,1bar! Điều này có nghĩa là áp suất tại điểm sử dụng chỉ được thấp hơn 0,1 bar so với áp suất tại đầu ra của máy nén. Ví dụ: 6.9 bar tại điểm sử dụng và 7 bar tại máy nén.

NHỮNG NGUYÊN NHÂN NÀO GÂY RA ĐỘ SỤT ÁP TRÊN HỆ THỐNG KHÍ NÉN ?

Trước hết, mọi sự tắc nghẽn trên đường ống đều gây giảm áp suất khí nén. Các ống thẳng, những vị trí co cút trong đường ống, khớp nối, khớp nối nhanh,... tất cả đều tạo ra độ sụt áp. Và, đường ống càng dài thì độ sụt áp suất càng lớn hay nói cách khác tổng trở lực càng tăng.

Lưu Lượng không khí đi qua ống cũng là một yếu tố. Lưu lượng không khí càng lớn cần phải đi qua một đường ống cùng một lúc, độ sụt áp càng lớn. Điều này cũng có nghĩa rằng, khi không có nhu cầu sử dụng khí nén ở tất cả các vị trí tiêu thụ (vào ban đêm, vào cuối tuần), không có độ sụt áp. Đó là lý do tại sao bạn luôn cần đo độ sụt áp khi sử dụng khí nén ở tất cả các vị trí (tất cả các máy móc / công cụ khí nén vận hành, xảy ra trong trường hợp xấu nhất khi lượng tiêu thụ khí nén là tối đa).

Tóm lại, thông tin chúng ta cần để tính toán độ sụt áp là:

- Đường kính ống.
- Chiều dài của ống.
- Số chi tiết co cút, khớp nối, van, lọc, ...vv
- Lưu lượng không khí thông qua đường ống.

LƯU LƯỢNG KHÍ NÉN.

Để bắt đầu, bạn cần phải biết lưu lượng khí nén qua hệ thống của bạn. Cách dễ nhất là xem xét các thông số kỹ thuật của máy nén khí của bạn (xem trong hướng dẫn, name plate hoặc tìm kiếm trên internet).

Sẽ luôn có lưu lượng cho bạn biết công suất tối đa của máy nén khí tính bằng lít / giây, m3 trên phút hoặc giờ, hoặc feet khối trên phút (cfpm).

Đây là lưu lượng khí nén tối đa mà máy nén có thể tạo ra, ở áp suất định mức.

Nhưng hãy cẩn thận, có một điều quan trọng cần lưu ý…

SO SÁNH ĐƠN VỊ L/S &. NL/S (HOẶC CFPM VS SCFPM).

Lưu lượng không khí được nêu trong thông số máy nén, hầu hết là thời gian Nl/s (hoặc S cfpm), có nghĩa là "lít ở điều kiện thường trên giây" (hoặc feet khối tiêu chuẩn mỗi phút). Nó có nghĩa là các giá trị được đưa ra ở các điều kiện chuẩn hoặc tham chiếu, là 1 bar, 20 độ C và 0% độ ẩm tương đối.

Thông thường, dòng khí tiêu thụ được gọi là FAD, có nghĩa là "cấp không khí tự nhiên", có nghĩa là ở cùng một điều kiện giống nhau: Được tính ngược lại các điều kiện tham chiếu (nhiều hay ít không khí trong môi trường, như bạn và tôi thở).

Vì vậy, trên thực tế, FAD (nl/s, hoặc Scfpm), thực tế là lượng không khí được hút bởi máy nén khí mỗi phút.

Nó được nén và sau đó được vận chuyển qua hệ thống đường ống. Vì vậy, ở áp suất 7 bar, lít trên giây l/s (không có 'n') nhỏ hơn khoảng 7 lần so với nl/s.

Sự khác biệt này thường bị bỏ qua, hầu hết mọi người không biết về nó và sử dụng các thuật ngữ sai (ngay cả trong một số tiêu chuẩn về khí nén).

BẢNG KÍCH THƯỚC ĐƯỜNG ỐNG KHÍ NÉN.

Bây giờ thay vì cung cấp cho bạn các công thức tính toán phức tạp để tính toán độ sụt áp, dưới đây là một bảng đơn giản sẽ trả lời tất cả các câu hỏi về việc xác định kích cỡ đường ống dẫn khí nén trên hệ thống của bạn.

Tra cứu lưu lượng khí nén tối đa của bạn ở cột bên trái. Sau đó đo hoặc tính toán sơ bộ tổng chiều dài của các đường ống khí nén của bạn và tìm kiếm nó ở hàng trên cùng.

Bây giờ bạn có thể tra được kích thước ống đúng (đường kính mm) trong bảng.

Bảng này dành cho máy nén khí có áp suất 7 bar và độ sụt áp tối đa cho phép là 0,3 bar.

Giá trị đưa ra là ứng dụng cho một đường ống thẳng mà không có bất kỳ co cút, khớp nối hoặc vị trí hạn chế tiết diện khác. Để tính toán ảnh hưởng của những chi tiết này các bạn hãy xem ở các phần bên dưới.

Bảng 1: Bảng chọn kích thước đường ống khí nén (tính bằng milimet) theo lưu lượng và chiều dài đường ống.


(Click vào để xem ảnh gốc có chất lượng tốt hơn)


ẢNH HƯỞNG CỦA CO CÚT, KHỚP NỐI VÀ CÁC CHI TIẾT KHÁC ĐẾN ĐỘ SỤT ÁP.

Như tôi đã nói ở trên, các vị trí co cút, khớp nối, van và các loại chi tiết khác sẽ làm giảm áp lực khí nén trên đường ống.

Một đường ống với các vị trí co cút trong nó sẽ có độ sụt áp lớn hơn so với một đường ống không có co cút. Một đường ống có co cút và các khớp nối, van,... sẽ có độ sụt áp còn lớn hơn nữa.

Bây giờ, tôi có thể cung cấp cho bạn tất cả các loại công thức phức tạp để tính toán, nhưng tôi biết một cách dễ dàng hơn.

Dưới đây là bảng để tra cứu cái được gọi là 'chiều dài ống tương đương' cho một đơn vị độ sụt áp được tạo ra. Nó chỉ đơn giản là một cách để thể hiện độ sụt áp cho một co cút hoặc khớp nối nhất định sẽ tạo ra, nhưng không phải theo đơn vị bar (hoặc psi) mà theo độ sụt áp trên chiều dài đường ống thẳng tương đương (gọi là "mét" ảo).

Đơn giản là khi tra xong, bạn chỉ cần bổ sung thêm mét 'ảo' của đường ống vào việc tính toán độ sụt áp theo chiều dài đường ống dẫn thẳng của bạn (ở bảng 1 trên) cho mỗi co cút hoặc van trong hệ thống của bạn.

BẢNG CHIỀU DÀI ĐƯỜNG ỐNG TƯƠNG ĐƯƠNG.

Bảng 2 bên dưới là bảng chiều dài đường ống tương đương. Giá trị phụ thuộc vào đường kính ống. Một van trong ống có đường kính nhỏ sẽ có ảnh hưởng đến độ sụt áp khác so với van trong ống có đường kính lớn hơn.

Để tìm ra chiều dài đường ống tương đương cho van hoặc co cút trong hệ thống của bạn, chỉ cần nhìn vào cột đường kính ống hệ thống khí nén của bạn để tra ra chiều dài đường ống tương đương của van hoặc co cút.

Bảng 2. Bảng chiều dài đường ống tương đương (giá trị tính bằng mét).


(Click vào để xem ảnh gốc có chất lượng tốt hơn)

VÍ DỤ:

Van 1 chiều trong ống DN40mm có chiều dài đường ống tương đương là 10 mét. Điều này có nghĩa rằng van 1 chiều này sẽ tạo ra độ sụt áp tương đương như 10 mét của đường ống thẳng.

VÍ DỤ VỀ TÍNH TOÁN KÍCH THƯỚC ĐƯỜNG ỐNG YÊU CẦU.

Dưới đây là một phép tính ví dụ bằng cách sử dụng bảng chọn kích cỡ ống khí nén (bảng 1) và bảng chiều dài đường ống tương đương (bảng 2).

Giả sử chúng ta có một máy nén khí trục vít có công suất 15 kW có thể cung cấp 150 Nm3/h (mét khối không khí ở điều kiện bình thường mỗi giờ). 150 Nm3/h là tương đương 2500 Nl/p (lít bình thường trên phút) hoặc 88 scfpm (feet khối tiêu chuẩn mỗi phút).

Chúng tôi nghĩ rằng một đường ống dẫn có đường kính DN25mm là ổn, chúng tôi muốn chắc chắn bằng cách kiểm tra lại dùng các bảng trên.

Giả sử chúng ta có 20 mét đường ống, với co 90 độ (R = 2d, có nghĩa là bán kính uốn cong gấp 2 lần đường kính của ống) và một van một chiều, và sau đó lại 5 mét ống.

Chiều dài ống tương đương cho loại co này theo "bảng 2" là 0,15 mét. Chiều dài đường ống tương đương cho một van một chiều là 8 mét.

Tổng số mét của chúng tôi bây giờ trở thành: 20 + 0.15 + 8 + 5 = 33.15 mét.

Bây giờ chúng ta có thể tra cứu đường kính ống yêu cầu trong bảng 1 (ở trên), với chiều dài đường ống là 33,15 mét. Nhìn vào bảng 1 ở chiều dài 33,25 mét (không được liệt kê, nhưng chúng tôi sẽ lấy giá trị tiếp theo là 50m) và 150 Nm3/h, chúng ta có đường kính ống 25 mm.

Tất nhiên, một co nối hoặc khớp nối không làm giảm áp suất quá nhiều. Nhưng với một hệ thống lớn với nhiều đường co cút, van và khớp nối, độ sụt áp sẽ nhanh chóng tăng lên.

Đối với một hệ thống mới, nếu bạn không chắc chắn có bao nhiêu co cút, khớp nối và các chi tiết khác sẽ được lắp đặt trong hệ thống, bạn hãy nhân số mét ước tính với hệ số dự phòng 1,7 để tính toán độ sụt giảm áp suất. Đây là nguyên tắc cơ bản theo kinh nghiệm.

TÀI LIỆU THAM KHẢO:

1. Tài liệu khảo sát tiết kiệm năng lượng trong hệ thống khí nén (Hitachi - Vietnamese). Tài liệu do Bác Nguyễn Viết Phú (HVACR) chia sẻ.

LINK DOWNLOAD:

2. Tài liệu tính toán hệ thống khí nén của Hãng Atlas Copco.

LINK DOWNLOAD:

VIDEO THAM KHẢO:


Hướng dẫn lắp đặt hệ thống đường ống khí nén (Atlas Copco)



Các bước gia công lắp đặt đường ống khí nén - TOPRING SICOAIR

Chúc các bạn thành công!
M_tả

No comments: