การคำนวณปริมาณลมของเครื่องอัดอากาศทำได้อย่างไร

หนึ่ง ต้องทำความเข้าใจก่อนว่า “อัตราการไหลของอากาศ” ของเครื่องอัดอากาศหมายถึงอะไร

ปริมาณลมของเครื่องอัดอากาศโดยทั่วไปหมายถึงอัตราการไหลของปริมาตรอากาศที่สามารถจ่ายได้ต่อหน่วยเวลา ซึ่งมักแสดงเป็นปริมาณลมระบายออก ปริมาณลมส่งมอบในสภาพอากาศอิสระ หรือปริมาณลมดูดเข้า โดยมีหน่วยที่นิยมใช้คือ m³/min、L/min ในการเลือกแบบเครื่องจักร ไม่ควรพิจารณาเพียงแค่ค่ากำลังหรือค่าความดันเท่านั้น เพราะภายใต้กำลังเดียวกัน หากความดันสูงขึ้น ปริมาณลมที่สามารถผลิตได้มักจะลดลงตามไปด้วย

2. คำนวณปริมาณอากาศที่ต้องการตามอุปกรณ์ใช้ก๊าซ

วิธีที่ใช้ได้จริงยิ่งกว่าคือการคำนวณย้อนกลับจากความต้องการใช้ลมที่ปลายทาง:

• รวบรวมข้อมูลการใช้ก๊าซของอุปกรณ์ทั้งหมด ณ ค่าความดันเป้าหมาย
• พิจารณาว่าอุปกรณ์ทำงานพร้อมกันหรือไม่ โดยเพิ่มค่าสัมประสิทธิ์การใช้งานพร้อมกันเข้าไปด้วย
• พิจารณาปริมาณการรั่วไหลที่เกิดจากข้อต่อท่อ วาล์ว และการเสื่อมสภาพของวัสดุ
• จัดให้มีระยะเผื่อไว้เพียงพอสำหรับการเพิ่มอุปกรณ์ในอนาคตหรือความผันผวนของสภาวะการทำงาน

สามารถลดรูปได้เป็น:ปริมาณอากาศที่ต้องการ = ผลรวมของอัตราการใช้อากาศของอุปกรณ์แต่ละชิ้น × ค่าสัมประสิทธิ์การใช้งานพร้อมกัน + ปริมาณการรั่วไหล + ปริมาณสำรองหากป้ายกำกับบนอุปกรณ์ระบุเฉพาะปริมาณการใช้อากาศภายใต้ความดัน ควรตรวจสอบให้แน่ใจว่าค่าดังกล่าวอ้างอิงถึงอากาศในสภาวะมาตรฐานหรืออากาศในสภาวะที่ถูกดูดเข้าไปจริง

3. การประมาณค่าตามพารามิเตอร์ของตัวเครื่องอัดอากาศ

สำหรับเครื่องอัดอากาศแบบสูบจุ่ม สามารถคำนวณปริมาตรการผลิตลมเชิงทฤษฎีก่อน แล้วจึงนำค่าประสิทธิภาพเชิงปริมาตรมาคำนวณร่วมเพื่อหาปริมาตรลมจริง อุปกรณ์แบบลูกสูบสามารถเข้าใจได้ดังนี้:ปริมาตรการคายอากาศตามทฤษฎี ≈ ปริมาตรการทำงานของกระบอกสูบ × ความเร็วรอบ × จำนวนกระบอกสูบอุปกรณ์แบบสกรูนั้นเกี่ยวข้องกับรูปแบบเส้นโค้งของโรเตอร์ ปริมาตรของช่องทำงาน และความเร็วในการหมุน โดยค่าผลผลิตที่แท้จริงจะต่ำกว่าค่าตามทฤษฎี เนื่องจากมีการรั่วไหลภายใน แรงต้านทานของการดูดอากาศ อุณหภูมิ และความดัน

4. การประมาณเวลาในการเพิ่มแรงดันด้วยถังเก็บก๊าซ

สามารถใช้วิธีเพิ่มความดันด้วยถังเก็บก๊าซที่สถานที่ปฏิบัติงานเพื่อประเมินอย่างคร่าวๆ ได้ โดยทราบปริมาตรของถังเก็บก๊าซแล้ว V เมื่อทราบค่าเวลาในการเพิ่มแรงดัน t รวมถึงแรงดันเริ่มต้นและแรงดันเป้าหมาย สามารถคำนวณได้โดยประมาณดังนี้:ปริมาณลม ≈ V × ความแตกต่างของแรงดัน ÷ t. หากความดันเป็นความดันแบบเกจ bar แสดง ปริมาตรโดย m³ แสดงว่า หน่วยของเวลาเป็นนาที และผลลัพธ์สามารถประมาณได้เป็น m³/min ปริมาตรอากาศอิสระ ในการวิเคราะห์ที่เข้มงวดยิ่งขึ้น ควรแปลงให้เป็นความดันสัมบูรณ์ และคำนึงถึงค่าความดันบรรยากาศ อุณหภูมิ และสถานะของวาล์วป้องกันความดันด้วย

5. ผลกระทบของความดัน อุณหภูมิ และระดับความสูง

• ความเครียด:เมื่อแรงกดดันจากความต้องการเพิ่มสูงขึ้น ปริมาตรการระบายอากาศที่แท้จริงของอุปกรณ์เดียวกันมักจะลดลง
• อุณหภูมิ:อุณหภูมิอากาศเข้าที่สูงขึ้นจะทำให้ความหนาแน่นของอากาศลดลง และอัตราการไหลของมวลลดลง
• ความสูงเหนือระดับน้ำทะเล:ในพื้นที่ที่มีความสูงเหนือระดับน้ำทะเล ความกดอากาศจะต่ำลง และความหนาแน่นของอากาศที่หายใจเข้าไปก็ลดลง ส่งผลให้ปริมาณลมที่ใช้งานได้จริงลดลงด้วย

6. จุดสำคัญในการพิจารณาเลือกแบบ

ในการคำนวณอัตราการไหลของอากาศ ขอแนะนำให้ยึดตามสภาวะการทำงานที่เลวร้ายที่สุดในพื้นที่จริง โดยตรวจสอบจุดใช้งานทุกจุด ความต้องการแรงดัน และระยะเวลาการเดินเครื่องอย่างต่อเนื่อง หากระบบมีเครื่องทำให้แห้ง ตัวกรอง หรือท่อส่งระยะไกล ควรรวมค่าการสูญเสียแรงดันและค่าความสูญเสียเพิ่มเติมเข้าในการประเมินด้วย ในการเลือกอุปกรณ์ขั้นสุดท้าย ควรพิจารณาความสามารถในการจ่ายอากาศอย่างคงที่ภายใต้แรงดันเป้าหมาย มากกว่าการพิจารณาเฉพาะค่ากำหนดตามฉลากเท่านั้น