Расход сжатого воздуха через диаметр трубы

Как рассчитать внутренний диаметр трубопровода сжатого воздуха?

Диаметр трубопровода

Диаметры трубопроводов определяются при помощи расчётного графика (см. рис. 1) или вычисляются при помощи приблизительной формулы:

где
d = внутренний диаметр трубы, дм
Vэф = общий объёмный расход, м3/сек
L = номинальная длина трубопровода, м
∆Р = перепад давления, бар
Рраб = рабочее давление, бар

Определение внутреннего диаметра трубопровода при помощи расчётного графика

Использование расчётного графика:
• Отметим длину трубы на линии А, а объёмный расход на линии В,
• Соединим точки прямыми линиями и продолжим их до оси 1,
• Отметим давление в системе на линии Е, а допустимое снижение давления – на линии G,
• Соединим точки прямой линией. Эта линия пересечёт линию D,
• Диаметр трубы соответствует точке пересечения прямых.

Рис.1 Расчётный график для определения внутреннего диаметра трубопровода и перепада давления

Определение внутреннего диаметра трубопровода при помощи расчётного графика

Использование расчетного графика:
• Проведём линию от левого столбца, в соответствии с необходимым расходом воздуха.
• Определим длину трубопровода, отметив соответствующий столбец.
• На пересечении линии и столбца в области между ломаными линиями находится соответствующее
значение диаметра.

Пример:
– Расход воздуха = 1000 л/мин
– Длина трубопровода = 100 м
– Необходимый диаметр трубопровода = 1”

Рис.2 Расчётный график для определения диаметра трубопровода и перепада давления

Дополнительная арматура:

Пример: Отсечной клапан диаметра G 3/4 имеет значение длины 4,00, теоретически, трубопровод должен быть удлинён на 4 м.

Рис.3 Таблица зависимости длины от диаметра трубы и арматуры

Теперь, после подбора диаметра трубы и зная расход воздуха можно смело подбирать соответствующий компрессор, при этом размер его подсоединения сжатого воздуха не должен быть больше диаметра трубы. Компрессор подбирается в этом разделе нашего сайта.

Как рассчитать внутренний диаметр трубопровода сжатого воздуха?
Как рассчитать внутренний диаметр трубопровода сжатого воздуха? Диаметр трубопровода Диаметры трубопроводов определяются при помощи расчётного графика (см. рис. 1) или вычисляются при помощи

Источник: compressor.net.ru

4.3. Расчет воздухопроводов сжатого воздуха

Расчет межцеховых и цеховых воздухопроводов сводится к определению их диаметров и потерь давления.

В общем случае диаметр воздухопровода определяется по формуле

где V – действительный расход воздуха в трубопроводе при фактическом состоянии, т. е. при заданных его давлении и температуре, м 3 /с,

W – рекомендуемая скорость сжатого воздуха по технико-экономическим расчетам (табл. 14), м/с.

Рекомендуемые скорости воздуха в воздухопроводах [1]

Рабочее давление, МПа

Скорость воздуха, м/с

Найденные расчетные размеры диаметров принимаются из ближайших стандартных величин по справочным данным. Затем уточняются по справочным диаметрам значения скоростей воздуха в трубопроводах и рассчитываются потери давления в сетях.

При гидравлическом (аэродинамическом) расчете прямолинейных воздухопроводов в основу расчета берется формула Дарси для определения потерь давления на трение [1]:

Здесь λ – коэффициент трения, зависящий от характера движения, от величины критерия Рейнольдса и относительной шероховатости труб ,

l, d_вн – длина и внутренний диаметр воздухопровода, м,

W – средняя действительная скорость, м/с,

ρ – плотность воздуха, кг/м 3 (при заданных условиях),

e – абсолютная шероховатость стенок труб, м.

Формула (56) справедлива для несжимаемой среды и поэтому может быть использована для расчета воздухопроводов низкого давления (до 5000 Па). Коэффициент трения для ламинарного движения при определяется по формуле Пуазейля [1]

Для переходного режима при – по формуле Зайченко [13]

Для турбулентного режима при – по формуле Альтшуля [13]

Кроме потерь от трения на прямых участках воздухопровода имеет место потери местные: при поворотах, при изменении сечений, в вентилях и задвижках и т. п. Местные потери рассчитываются по формуле [1]

где ξ_i – коэффициенты местных потерь, значение которого берется из справочников.

При расчете местные потери удобно учитывать увеличением длины воздухопровода, заменяя каждую потерю эквивалентной длиной

Общая длина (расчетная), следовательно, равна сумме , скоростьW и расход воздуха V меняются по длине воздухопровода, поэтому вывод расчетной формулы следует выполнить в дифференциальной форме. Формула Дарси имеет для бесконечно малого участка вид

Пользуясь уравнением Клапейрона, можно написать

Индекс «0» означает, что соответствующие величины относятся к нормальным условиям. Подставляя уравнение (63) в выражение (62) и интегрируя в пределах от P_н до P_к имеем:

Расчет воздухопроводов очень удобно производить с помощью номограмм, которые строятся по вышеприведенным зависимостям.

Расчет сети воздухопроводов по номограммам производится в следующем порядке [1].

1. Составляется в изометрии схема воздухопроводной сети с нанесением длин участков, количества протекающего воздуха и необходимой арматуры.

2. Задаются падением давления по всей длине трубопровода и распределяют это давление пропорционально длинам участков.

3. По номограмме находятся диаметры труб всех участков воздухопроводной сети и скорости движения сжатого воздуха в них.

4. Найденные расчетные размеры диаметров округляются до ближайших стандартных.

5. Определяются эквивалентные и приведенные длины участков.

6. Находятся действительные потери давления на участках с учетом сопротивления арматуры.

7. Определяется потеря давления по магистрали (от компрессора до максимально удаленной точки).

Расход сжатого воздуха через диаметр трубы
4.3. Расчет воздухопроводов сжатого воздуха Расчет межцеховых и цеховых воздухопроводов сводится к определению их диаметров и потерь давления. В общем случае диаметр воздухопровода

Источник: studfiles.net

Расход сжатого воздуха через диаметр трубы

Доброе время суток, коллеги!
В механосборочном цехе проектируем систему учёта сжатого воздуха, проще говоря нужно подобрать счётчик на ввод в цех то центральной компрессорной станции. Для того, чтобы подобрать счётчик нужно с достаточной точностью знать ориентировочный максимальный расход воздуха в цехе. Как это обычно бывает, паспорта нашлись только на половину пневмооборудования, расход второй половины приходится гадать методом научного тыка. Ещё есть такие вещи – в магистральном воздухопроводе врезка Д=25 мм, затем отстойник (влаго, масло – отделитель) и после него шаровой кран – оттуда рабочие берут воздух для любых нужд: обдув рабочего места, смести стружку, обдуть одежду от пыли и т.д… Т.е. расход воздуха из этого краника ничем не нормируется, и таких краников в цехе штук 15.

Я попытался оценить расход воздуха при полностью открытом кранике Д=25 мм. Я принял, что в магистрали давление 6 атм, скорость – ноль. И получилась странная штука.
Всем известная формула уравнения Бернулли:
P1+w1^2*p1/2=P2+w2^2*p2/2 – Давление + произведение квадрата скорости на плотность среды пополам – равно тому же в другом сечении (в формуле индексы 2, P – давление , p плотность). Отсюда, скорость:
w=корень((2*P2-P1)/p)
w=корень((2*0,6*10^6-0.1*10^6)/7,143) = 374 м/с плотность воздуха 7,143 кг/м^3 взял из уравнения Менделеева-Клайперона.

При 6 атм в магистрали получается огромная скорость – 374 м/с. Теперь найдйм расход при этой скорости: площадь отверстия 0,00049 м^2. Расход получается 0,184 м^3/сек, это при плотности 7,143 м:^3/кг, теперь пересчитаем на нормальную плотность 1,2 м^3/кг получаем расход 1,314 м^3/сек. Ну, а теперь минутный расход 1,314*60=78,8 нм^3/мин. Явно это огромная цифра – получается целый компрессор молотит на эту дырочку диаметром 25 милиметров.
Коллеги подскажите пожалуйста как можно (пусть приблизительно) оценить расход воздуха через отверстие известного диаметра, при известном давлении в магистрали.

Расход сжатого воздуха через диаметр трубы
Расход сжатого воздуха через диаметр трубы Доброе время суток, коллеги! В механосборочном цехе проектируем систему учёта сжатого воздуха, проще говоря нужно подобрать счётчик на ввод в цех то

Источник: forum.abok.ru

Как выбрать размер трубопровода сжатого воздуха?

Итак, Вам нужно узнать, как подобрать правильный размер трубопроводов сжатого воздуха. Все еще встречаются места, где размер трубы в системе сжатого воздуха слишком мал. Это либо потому, что производство со временем расширилось, и старая система стала слишком маленькой, или просто изначально были установлены неподходящие трубопроводы. В чем проблема со слишком маленькой трубой для сжатого воздуха? Это падение давления. Нужное количество сжатого воздуха попросту не пройде через эту трубу. Результатом будет является перепад давления между началом и концом трубы. Чем плох перепад давления? Это лишние затраты. Если падение давления становится слишком высоким, Вам нужно будет установить компрессор на более высокое давление. Чем оно выше, тем больше электроэнергии (и денег) он будет требовать. Поэтому желательно, чтобы падение давления составляло максимум 0,1 бар.

Что влияет на падение давления?

Конечно, не только сами трубы, но также повороты трубопровода, муфты, гибкие шланги, — все они создают перепады давления. И чем длиннее трубопровод, тем больше будет падение давления. Количество воздуха, проходящего через трубу, также влияет на величину перепада давления. Чем больше воздуха должно проходить через трубу в момент времени, тем больше падение давления. Поэтому падение давления нужно всегда измерять при всех включенных потребителях воздуха.

Ниже приведены величины, необходимые для расчета падения давления:

• диаметр трубы,
• длина трубы,
• количество изгибов, муфт и т. д.,
• поток воздуха через трубу.

Воздушный поток

Чтобы начать расчет, вам нужно знать, сколько воздуха проходит через вашу систему. Самый простой способ узнать (максимальный) расход воздуха — это посмотреть на характеристики вашего компрессора. Там всегда будет указана максимальная мощность машины в литрах в секунду, м3 в минуту или час. Есть также важная вещь. Производительность компрессора указана для стандартных условий, которые составляют 1 бар, 20 градусов по Цельсию и 0% относительной влажности. Однако производительность компрессора при нормальных условиях и фактическая производительность отличается. Таким образом, на самом деле производительность компрессора при нормальных условиях представляет собой количество воздуха, всасываемого компрессором в единицу времени. Затем воздух сжимается и транспортируется через систему трубопроводов. Таким образом, фактическая производительность компрессора будет ниже, чем производительность при нормальных условиях. Эта разница часто упускается из виду, большинство людей не знают об этом и неправильно пользуются характеристиками компрессорного оборудования.

Таблица размеров труб для сжатого воздуха

Здесь представлена простая таблица, которая ответит на все вопросы по размерам трубопроводов. В левом столбце указана производительность компрессора. Теперь измерьте или рассчитайте общую длину Ваших трубопроводов сжатого воздуха и посмотрите на верхнюю строчку. Таким образом Вы можете узнать нужный диаметр трубы в мм. Эта таблица рассчитана на давление компрессора 7 бар и максимальный перепад давления 0,3 бар. Указанные значения относятся к прямой трубе без каких-либо поворотов, клапанов и т.д. Как рассчитать влияние этих факторов можно узнать из следующего абзаца.

Таблица 1: диаметры трубопроводов сжатого воздуха (в миллиметрах).

Как выбрать размер трубопровода сжатого воздуха?
В данной статье поговорим о том, как подобрать размер трубопроводов сжатого воздуха.

Источник: chkz-kazan.ru

Определение расхода воздуха, проходящего через пневмораспределитель при определенных значениях давления на входе и выходе и их соотношении

Рубрика: Технические науки

Дата публикации: 05.04.2014 2014-04-05

Статья просмотрена: 14005 раз

Библиографическое описание:

Одним из способов задания расходной характеристики пневматического устройства является определение параметра, характеризующего его гидравлическое сопротивление. В настоящее время таким параметром является пропускная способность устройства, определяемая по ГОСТ Р52720–2007 как объемный расход воды (м3/час) плотностью r=1000 кг/м3, пропускаемый устройством при перепаде давления на нем 1 кгс/см2.

Заметим, что параметры потока в местных сопротивлениях обычно и определяются с помощью формул, полученных для несжимаемой жидкости. Поэтому воспользуемся формулой Вейсбаха и, преобразуя ее, получим выражение для определения объемного расхода жидкости при ее движении через пневмоустройство:

где и r — соответственно перепад давления в устройстве и плотность жидкости, протекающей через него, — площадь поперечного сечения прохода устройства, – коэффициент местного сопротивления.

Если теперь принять, что через местное сопротивление проходит вода плотностью r=1000 кг/м3 с перепадом давления 1 кгс/см2, то зависимость (1) преобразуется к виду ( ,см2):

В соответствии с ГОСТ Р52720–2007 правая часть формулы (2) представляет не что иное, как пропускную способность (м3/час) устройства. Таким образом, в общем случае объемный расход (м3/час) рабочей жидкости при ее движении через распределитель следует определять по формуле:

а массовый расход = (кг/час) — по формуле

Отметим, что выражения (3) и (4) полностью согласуются с формулами для определения величины и , приведенными в Интернет(е) Научно-Производственным Предприятием «Волга» [2].

Как известно, в процессе работы пневматических приводов возможны различные условия теплообмена между потоком газа, движущимся в трубопроводах, и окружающей средой.

Если скорость течения газа мала и между стенками трубопровода и окружающей средой происходит хороший теплообмен, то процессы, протекающие в пневмоприводах, близки к изотермическим, при больших скоростях течения газа, плохом теплообмене и малых силах трения процессы, протекающие в пневмоприводах, близки к адиабатным.

Таким образом, если предположить, что перед и за пневматическим устройством температура воздуха одинакова (участки трубопровода перед и за местным сопротивлением достаточно велики, вследствие чего происходит полное выравнивание температуры потока и окружающей среды), то в этом случае для определения расхода воздуха в местном сопротивлении удобно воспользоваться расчетной зависимостью, полученной в [1,с.101] для подкритической области изотермического течения газа:

или с учетом того, что в соответствии с уравнением Клапейрона-Менделеева ,

где и – давление и плотность газа перед местным сопротивлением, – давление за местным сопротивлением, – относительное давление, – параметр, характеризующий гидравлическое сопротивление пневмоустройства условного прохода , определенный через эквивалентную длину трубопровода, т. е. такую длину трубы, разность давлений в начальном и конечном сечениях которой при данном расходе равна разности давлений в местном сопротивлении, – объемный расход газа, R — газовая постоянная, равная , T — температура газа при нормальных условиях, равная .

Из (7) следует, что для построения расходной характеристики пневмораспределителя необходимо располагать значением параметра . Затем, задаваясь значениями давления воздуха на входе и перепадом давления в пневмоустройстве, легко устанавливается искомая характеристика.

Будем рассматривать параметр как коэффициент сопротивления устройства данного проходного сечения, установленный при турбулентном режиме течения рабочей жидкости, соответствующем области квадратичных сопротивлений, когда коэффициент местного сопротивления определяется лишь формой местного сопротивления. Но при таких режимах течения жидкости определяется пропускная способность устройства, в расчетную формулу которой входит коэффициент сопротивления . Тогда

а формула (7) приводится к виду

Такова расходная характеристика пневмоустройства.

В заключение отметим, что формулы (5) — (7), (9) справедливы в области изменения относительного давления « » в пределах от до Параметр называют критическим отношением давлений, при достижении которого расход газа приобретает максимальное значение и остается неизменным вплоть до значения В газодинамических расчетах область течения газа при называют подкритической, а область течения при надкритической. Следовательно, для подкритической области течения весовой (объемный) расход газа есть функция « », для надкритической области течения расход имеет максимальное значение и для его определения в зависимости (5) — (7) и (9) вместо « » необходимо подставить .

Рассмотрим числовой пример. Определим расходную характеристику пневмораспределителя с условным проходом , паспортной величиной . Температура воздуха в распределителе , газовая постоянная . Требуется найти расход воздуха, проходящего через распределитель, при перепаде давления с давлением на входе в распределитель

При заданных значениях давления воздуха на входе в распределитель давление на выходе устройства соответственно составит =0,56МПа, =0,76МПа, а относительное давление соответственно принимает значения Это означает, что во всем диапазоне изменения относительного давления « », имеет место подкритическая область течения газа, расход которого можно определять по формуле (9).

Подставляя в формулу (8) значения и , находим, что =2,39, а значения объемного расхода , вычисленные по формуле (9) по данной величине для принятых значений относительного давления « », составляют: , , .

Полученная расходная характеристика пневмораспределителя представлена ниже графически в виде зависимости объемного расхода газа от « ».

Рис.1. Расходная характеристика пневмораспределителя

Расчеты автора: + 1. y = 0,8, 2.y =0,9, 3.y = 0,93, 4. y = 0,95

Х — произвольные значения “y”

В системах пневматических приводов, как и гидроприводов, местные сопротивления играют исключительно большую роль. От умения правильно оценить параметры потока, протекающего через местные сопротивления, зависит точность и надежность произведенных расчетов.

Местные сопротивления, как правило, способствуют турбулизации потока, вследствие чего коэффициент местного сопротивления уже при сравнительно малых числах Рейнольдса определяется лишь формой местного сопротивления, что позволяет выразить коэффициент местного сопротивления через пропускную способность устройства и тем самым построить его расходную характеристику.

1. Погорелов В. И. Газодинамические расчеты пневматических приводов. — Л: «Машиностроение», 1971. — 184с.

Определение расхода воздуха, проходящего через пневмораспределитель при определенных значениях давления на входе и выходе и их соотношении

Источник: moluch.ru