สูตรคำนวณอัตราการไหลของอากาศของเครื่องอัดอากาศ

อัตราการไหลของอากาศของเครื่องอัดอากาศคืออะไร

อัตราการไหลของก๊าซของเครื่องอัดอากาศมักหมายถึงปริมาตรของก๊าซที่เครื่องอัดอากาศดูดเข้าหรือปล่อยออกในหนึ่งหน่วยเวลา หน่วยที่พบบ่อยในทางวิศวกรรมคือ m³/min、L/min หรือหน่วยเป็น Nm³/นาที เนื่องจากปริมาตรของก๊าซจะเปลี่ยนแปลงตามความดันและอุณหภูมิ ดังนั้นในการเปรียบเทียบหรือเลือกขนาดเครื่องจักร ควรระบุให้ชัดเจนถึงค่าความดัน อุณหภูมิ และมาตรฐานสภาวะที่สอดคล้องกับอัตราการไหลเสียก่อน

ประมาณปริมาตรการคายอากาศเชิงทฤษฎีตามพารามิเตอร์ของกระบอกสูบ

เครื่องอัดอากาศแบบลูกสูบชนิดทำงานเดียว:ปริมาตรการอัดอากาศตามทฤษฎีสามารถประมาณได้โดยสูตร Q = π/4 × D² × S × n × z.

• D: เส้นผ่านศูนย์กลางกระบอกสูบ.
• S: ระยะชักของลูกสูบ.
• n: ความเร็วในการหมุน หรือจำนวนรอบการสั่นกลับไปกลับมาต่อหน่วยเวลา
• z: จำนวนกระบอกสูบ

ปริมาตรการระบายอากาศที่แท้จริงมักต่ำกว่าค่าตามทฤษฎี โดยสามารถแสดงได้ดังนี้:ปริมาตรการระบายอากาศจริง = ปริมาตรการระบายอากาศเชิงทฤษฎี × ประสิทธิภาพเชิงปริมาตรประสิทธิภาพเชิงปริมาตรได้รับผลกระทบจากปริมาตรช่องว่างเหลือ ความต้านทานในการดูดและระบายอากาศ สภาพของวาล์ว อุณหภูมิ และการรั่วไหล

ประเมินจากเวลาในการเติมอากาศของถังเก็บก๊าซ

การประมาณปริมาตรอากาศที่ถูกดูดเข้าไปในสถานะการระบายอากาศ โดยใช้เวลาในการเติมลมจากถังเก็บอากาศที่ใช้งานได้ ณ สถานที่:Q ≈ V × (P2 – P1) / (t × P0).

• V: ปริมาตรของถังเก็บก๊าซ
• P1: ความดันสัมบูรณ์เมื่อเริ่มเติมลม
• P2: ความดันสัมบูรณ์เมื่อการเติมลมเสร็จสิ้น
• t: ระยะเวลาในการเติมลม
• P0: ความดันบรรยากาศอ้างอิงหรือความดันมาตรฐานที่ด้านทางเข้า

หากเครื่องมือวัดแสดงเป็นความดันแบบเกจ ควรแปลงค่าให้เป็นความดันสัมบูรณ์ก่อน ในการคำนวณ ควรลดการปล่อยโหลด การระบายอากาศ และผลกระทบจากการทำงานร่วมกันของเครื่องหลายเครื่องในระหว่างกระบวนการเติมลมให้มากที่สุดด้วย

การแปลงค่าอัตราการไหลจริงเป็นอัตราการไหลในสภาวะมาตรฐาน

เมื่อต้องการแปลงอัตราการไหลในสภาวะจริงให้เป็นอัตราการไหลในสภาวะมาตรฐาน สามารถอ้างอิงจากความสัมพันธ์ของก๊าซสมบูรณ์แบบได้ดังนี้:QN ≈ Q × (P / PN) × (TN / T).

• คำถาม: อัตราการไหลเชิงปริมาตรในสภาพการทำงานจริง
• QN: อัตราการไหลเชิงปริมาตรในสภาวะมาตรฐาน.
• P: ความดันสัมบูรณ์จริง
• PN: ความดันในสภาวะมาตรฐาน.
• T: อุณหภูมิทางอุณหพลศาสตร์จริง
• TN: อุณหภูมิทางอุณหพลศาสตร์ในสภาวะมาตรฐาน.

แต่ละอุตสาหกรรมอาจมีนิยามของสถานะมาตรฐานที่แตกต่างกัน ดังนั้นในการคำนวณจึงควรยึดถือมาตรฐานเดียวกัน เพื่อหลีกเลี่ยงการนำค่ามาผสมผสานโดยตรง

คำนวณอัตราการไหลของก๊าซที่ต้องการตามอุปกรณ์ใช้ก๊าซ

ในการเลือกแบบ มักใช้วิธีการสรุปปริมาณการใช้ลมเป็นหลัก:อัตราการไหลของอากาศที่ต้องการ ≈ ผลรวมของอัตราการใช้อากาศของอุปกรณ์แต่ละเครื่อง × ค่าสัมประสิทธิ์การใช้งานพร้อมกัน × ค่าสัมประสิทธิ์เผื่อเพิ่ม.

• ปริมาณการใช้ก๊าซของอุปกรณ์แต่ละเครื่อง: ให้ยึดตามข้อมูลทางเทคนิคของอุปกรณ์หรือข้อมูลที่วัดได้จริงเป็นหลัก.
• ค่าสัมประสิทธิ์การใช้งานพร้อมกัน: กำหนดตามว่าอุปกรณ์ทำงานพร้อมกันหรือไม่
• ค่าสัมประสิทธิ์ความเผื่อ: คำนึงถึงการรั่วไหล การขยายกำลังการผลิตในอนาคต และความผันผวนของสภาพการทำงาน

ข้อควรระวังในการคำนวณ

• ค่าที่อ่านได้จากมาตรวัดความดันมักเป็นความดันแบบเกจ ในการคำนวณการเปลี่ยนแปลงปริมาตรของก๊าซควรใช้ความดันสัมบูรณ์
• อุณหภูมิที่สูงขึ้นจะทำให้ปริมาตรของก๊าซในมวลเดียวกันเพิ่มขึ้น ในการคำนวณแปลงหน่วยจึงต้องใช้มาตรฐานอุณหภูมิเดียวกัน
• ในพื้นที่ที่มีความสูงมาก ความดันอากาศที่หายใจเข้าจะต่ำกว่า ซึ่งส่งผลต่อปริมาตรการระบายอากาศที่แท้จริงและอัตราส่วนการอัด
• การรั่วไหลของท่อ ความต้านทานของไส้กรอง และการสึกหรอของชิ้นส่วนวาล์ว ล้วนส่งผลให้อัตราการไหลที่ใช้งานได้ลดลง
• หากใช้สำหรับการเลือกขนาด ควรเผื่อพื้นที่ไว้พอสมควร แต่ไม่ควรขยายเกินความจำเป็น เพื่อหลีกเลี่ยงการเพิ่มการใช้พลังงาน