Tính toán công suất sử dụng khí nén

Một bộ thu khí là điều cần thiết để mọi hệ thống khí nén hoạt động như một bộ đệm và phương tiện lưu trữ giữa máy nén và hệ thống tiêu thụ. Về cơ bản có hai bình chứa khí khác nhau trong hệ thống khí nén:

• Bộ thu CHÍNH – nằm gần máy nén, sau bộ làm mát sau nhưng trước thiết bị lọc và sấy khô
• Máy thu THỨ CẤP – được đặt gần các điểm tiêu thụ không khí gián đoạn lớn hơn

Công suất tối đa của máy nén trong một hệ thống được thiết kế tốt luôn vượt quá mức tiêu thụ không khí trung bình tối đa của hệ thống (mức tiêu thụ không khí trung bình tối đa là mức tiêu thụ không khí trung bình trong một khoảng thời gian hợp lý).

Do công suất tối đa của máy nén khí cũng luôn vượt quá mức tiêu thụ không khí tối thiểu trong hệ thống – máy nén phải điều chỉnh công suất trong quá trình làm việc bình thường, thường bằng cách sử dụng các chiến lược nguyên thủy như điều chế bật/tắt hoặc các chiến lược nâng cao hơn như truyền động tần số và bộ biến tần. Các chiến lược điều chỉnh nguyên thủy gây ra nhiều biến đổi áp suất trong hệ thống khí nén hơn các chiến lược tiên tiến hơn.

Ngoài ra, mức tiêu thụ không khí thay đổi tùy theo quy trình được hỗ trợ. Trong thời gian ngắn hơn, nhu cầu về khí nén thậm chí có thể vượt quá công suất tối đa của máy nén. Trên thực tế, thông thường trong các hệ thống được thiết kế tốt không thiết kế máy nén để đạt tải tối đa.

Bình chứa khí trong hệ thống khí nén phục vụ những mục đích quan trọng của

• cân bằng sự thay đổi áp suất từ ​​trình tự khởi động/dừng và điều biến của máy nén
• lưu trữ thể tích không khí cân bằng sự thay đổi về mức tiêu thụ và nhu cầu từ hệ thống

Ngoài ra, người nhận còn phục vụ mục đích

• thu gom nước ngưng tụ và nước trong không khí sau máy nén

Định cỡ máy thu không khí

Bình chứa khí nói chung phải có kích thước phù hợp với

• sự thay đổi của nhu cầu tiêu dùng
• kích thước máy nén và chiến lược điều chế

Nói chung có thể tính toán mức tiêu thụ tối đa trong hệ thống bằng cách tổng hợp nhu cầu của từng người tiêu dùng. Mức tiêu thụ tóm tắt phải được nhân với

• hệ số sử dụng nằm trong khoảng 0,1 – 1

tùy thuộc vào hệ thống. Trong thực tế, thông thường nhà sản xuất sử dụng các máy thu tiêu chuẩn hóa cho các mẫu máy nén cụ thể dựa trên bí quyết của họ.

Để tính toán máy thu, lưu ý rằng cần có dải áp suất để máy thu hoạt động hiệu quả. Nếu quá trình tiêu thụ yêu cầu 100 psig (6,9 bar) và máy nén được đặt thành 100 psig thì không có bộ lưu trữ và không có bộ đệm. Bất kỳ nhu cầu gia tăng nào cũng sẽ làm giảm áp suất xuống dưới 100 psig cho đến khi máy nén phản ứng bằng cách tăng thể tích không khí nén.

Nếu máy nén hoạt động ở mức 110 psig thì sự chênh lệch giữa 110 psig và 100 psig là do không khí được lưu trữ trong bộ thu. Nếu nhu cầu tăng, áp suất có thể giảm 10 psig trước khi đáp ứng được yêu cầu tối thiểu. Bộ điều khiển áp suất và lưu lượng có thể được sử dụng sau bộ thu để ổn định áp suất hạ lưu xuống 100 psig và làm phẳng các đỉnh nhu cầu. Lưu ý rằng trong một hệ thống khí nén, đường ống cũng có mục đích là thể tích đệm.

Không có phương pháp định cỡ bình chứa khí được chấp nhận chung nhưng một công thức thường được sử dụng là dựa trên cân bằng khối lượng.

C p _a t = V (p ₁ – p ₂ ) (1)

đó có thể được chuyển đổi thành

t = V (p ₁ – p ₂ ) / C p _a (1b)

Ở đâu

V = thể tích bể thu (cu ft)

t = thời gian để máy thu đi từ giới hạn áp suất trên xuống giới hạn áp suất dưới (phút)

C = không khí tự do cần thiết (scfm)

p _a = áp suất khí quyển (14,7 psia)

p ₁ = áp suất bể tối đa (psia)

p ₂ = áp suất bể tối thiểu (psia)

Ví dụ – Định cỡ bộ thu không khí

Đối với hệ thống máy nén khí có mức tiêu thụ không khí trung bình 1000 cfm , áp suất bể tối đa 110 psi , áp suất bể tối thiểu 100 psi và thời gian 5 giây để bộ thu chuyển từ áp suất trên xuống áp suất thấp hơn – thể tích của bể thu có thể được tính bằng cách sửa đổi ( 1 đến

V = t C p _a / (p ₁ – p ₂ )

= (5 giây) (1/60 phút/giây) (1000 cfm) (14,7 psi) / ((110 psi) – (100 psi))

= 122 ft ³

Nó cũng phổ biến đối với kích thước máy thu

• đến 1 gallon cho mỗi ACFM (Feet khối thực tế mỗi phút) hoặc
• 4 gallon mỗi mã lực máy nén (mã lực)

Ghi chú! Máy thu của các công trình không chắc chắn hoặc có vấn đề có thể rất nguy hiểm.

Công suất thu khí

• 1 ft ³ = 0,02832 m ³
• 1 inch = 25,4mm
• 1 psig = 6,9 kPa = 0,069 bar
• 1 Gallon (Mỹ) = 3,785×10 ^-3 m ³ = 3,785 dm ³ (lít) = 231 trong ³