Расход сжатого воздуха через отверстие в трубопроводе Опции

[Mercury]

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.

[Mercury]

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.

[Mercury]

Только-что прочитал в книжке, которая лежит в литературе форума, что критическое отношение давлений для воздуха будет 0,528, а у меня отиношение давлений равно 0,1/0,6=0,16 т.е. меньше критического. Значит, расчёт нужно вести по другой формуле по этой формуле скорость получается 313 м/с - вс1ё равно огромная!

[Synoptyk]

попробуйте по И Е Идельчик Справочик...3-е издание М.1992 .ф. 1-81 стр.41. Когда то встречал в методичке по енергосбережению (укр.) таблицы с расходом воздуха через отверстие... даже выкладывал здесь на форуме... они посчитаны по этой формуле.

[timmy]

В свое время коллеги из "Далва Консалтинг" сделали табличку для определения расходов сжатого воздуха через форсунку заданного диаметра. Для форсунки диаметром 2,5 мм при давлении 6 бар расход сжатого воздуха составляет 0,41 нм3/мин. Так что максимальный расход сжатого воздуха через шаровый кран Ду 25 составит что-нибудь в районе 41 нм3/мин. Только надо точно знать конструкцию крана, потому что бывают... эээ... полупроходные шаровые краны. У таких кранов шар имеет отверстие меньшего диаметра. Соответственно и потери сжатого воздуха становятся меньше...

[Машинист]

Вряд ли кто-то берет 6-килограммовый воздух полной дыркой в 25 мм - все равно сопло на конце будет, ну миллиметров пять-шесть, не больше. На шиномонтажке как-то грохнуло грузовое колесо, килограммов на восемь накачанное - сдуло все, что было рядом.

[timmy]

На продувку иногда и два дюйма ставят... Обдув одежды промышленным сжатым воздухом по саннормам не допускается. Однако ж вон обдуваются, пыль глотают...

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.

Механосборочный цех... Можно провести непосредственное измерение расхода переносным расходомером. Если своего нет, то обойдется примерно в 30-40 т.р. за измерение (допустим среднесуточный расход за сутки измерений или среднечасовой за смену) без учета транспортных расходов... В большинстве случаев для установки таких расходомеров не требуется останавливать производство, а полученные данные отражают уде реальный расход. Можно по оборудованию и коэффициенту синхронности (одновременности) этот расход оценить, но тут нужен определенный навык. Можно принять среднюю скорость воздуха в трубопроводе 10 м/с и прикинуть, сколько воздуха без особого шума можно пропустить через цеховой ввод... В общем способы есть разные, но нужно или понятие иметь, как посчитать этот расход, или переносной расходомер в сейфе держать...

[Mercury]

Спасибо, коллеги! Как время образуется, я ещё порою умные книжки - Идельчика и Кузнецова. Как-то в голове не укладывается, что компрессор 4ВМ10-100/9 может молотить на одну дырочку диаметром 25 мм.
Ещё, проконсультируйте пожалуйста, чтобы развеять мои сомнения, может, я что не так понимаю. Ведь обозначение нм^3 обозначает кубический метр при нормальных условиях 1 атм; 20 град С??? И во всех спарвочниках по компрессорной технике, как правило в обозначениях пользуются нормальным кубометром??? Теперь, если этот самый кубометр сжать до 6 атм по изотерме [P1*V1=P2*V2], то из него получится 1*(1/6)= 0,16 м^3, это объём одного нормального куба при рабочих условиях? Правильно я понимаю???

[timmy]

обычный кубометр в минуту это расход при условиях абсолютное давление 1 бар, температура 20 °С. Нормальный кубометр в минуту это расход при том же давлении, но температура уже 0 °С. Пользоваться могут и тем и другим. Напряга от того, что через не самую крупную продувку у вас может улететь производительность хорошего компрессора быть не должно. Если такую продувку открыть полностью, то стоять рядом с ней будет неприятно. Поэтому если требуется постоянная продувка (зимой например) их открывают процентов на 10-15. Тогда не так сильно свистит.

[krizhevskyval]

В ваших расчетах вкралась одна неточность:не учтен коэффициент гидравлического сопротивления (кси) насадки(отверстия, штуцера или как хотите называйте). Когда Вы его введете в расчеты (а он умножается на скоростной напор) - скорость(а значит и расход) при истечении резко уменьшится. Попробуйте правильно оценить кси и пересчитать

[Mercury]

Я про этот коэффициент знаю. Я его не учёл, потому что рассчёты были приблизительные. Скажите пожалуйста, какова методика расчёта с этим коэффициентом? Нужно применять коэеффициент к полученной скорости и считать методом последовательных приближений? В какой книжке есть методика?

[neoleg]

помогите рассчитать расход сж воздуха через отверстие 5 мм при постоянном давлении 5,7 атм

[Linl]

помогите рассчитать расход сж воздуха через отверстие 5 мм при постоянном давлении 5,7 атм
1.24 куб.м/мин

[Terminol]

А что вам мешает поставить расходомер на производительность компрессора, если вы знаете его производительность? Ведь если ставите его на магистрали и вы единственные потребители...

[backfire]

Коллеги, никто не мешает проводить такого типа расчеты по Приложению А ГОСТ 12.2.085-2002. В этом расчете пропускная способность клапана и будет искомым расходом через отверстие. Получается вполне адекватненько.

[smart-bear]

Спасибо, коллеги! Как время образуется, я ещё порою умные книжки - Идельчика и Кузнецова. Как-то в голове не укладывается, что компрессор 4ВМ10-100/9 может молотить на одну дырочку диаметром 25 мм.
Ещё, проконсультируйте пожалуйста, чтобы развеять мои сомнения, может, я что не так понимаю. Ведь обозначение нм^3 обозначает кубический метр при нормальных условиях 1 атм; 20 град С??? И во всех спарвочниках по компрессорной технике, как правило в обозначениях пользуются нормальным кубометром??? Теперь, если этот самый кубометр сжать до 6 атм по изотерме [P1*V1=P2*V2], то из него получится 1*(1/6)= 0,16 м^3, это объём одного нормального куба при рабочих условиях? Правильно я понимаю???

обычный кубометр в минуту это расход при условиях абсолютное давление 1 бар, температура 20 °С. Нормальный кубометр в минуту это расход при том же давлении, но температура уже 0 °С. Пользоваться могут и тем и другим. Напряга от того, что через не самую крупную продувку у вас может улететь производительность хорошего компрессора быть не должно. Если такую продувку открыть полностью, то стоять рядом с ней будет неприятно. Поэтому если требуется постоянная продувка (зимой например) их открывают процентов на 10-15. Тогда не так сильно свистит.

НЕ путайте: есть нормальные условия и есть стандартные условия.
Нормальные условия: давление 101325 Па (Паскалей) и температура 0 градусов Цельсия (а не 20 градусов).

[timmy]

И к чему цитировался мой пост, если то же самое повторили?

[Violente]

В свое время коллеги из "Далва Консалтинг" сделали табличку для определения расходов сжатого воздуха через форсунку заданного диаметра. Для форсунки диаметром 2,5 мм при давлении 6 бар расход сжатого воздуха составляет 0,41 нм3/мин. Так что максимальный расход сжатого воздуха через шаровый кран Ду 25 составит что-нибудь в районе 41 нм3/мин. Только надо точно знать конструкцию крана, потому что бывают... эээ... полупроходные шаровые краны. У таких кранов шар имеет отверстие меньшего диаметра. Соответственно и потери сжатого воздуха становятся меньше...

Здравствуйте,
Прошу прощения, почему 41 нм3/мин? Ведь должно быть 4,1 нм3/мин при давлении 6 бар?

[timmy]

Здравствуйте,
Прошу прощения, почему 41 нм3/мин? Ведь должно быть 4,1 нм3/мин при давлении 6 бар?

расход пропорционален квадрату диаметров, а диаметры (2,5 мм и 25 мм) различаются в 10 раз. По той же табличке, указанные вами потери сжатогов воздуха наблюдаются уже при d=8 мм.

[Violente]

Скажите, пожалуйста, а каким будет расход сжатого воздуха через многочисленные отверстия общим диаметром 584 мм (4 "душируюших" трубы, участвующих в процессе травления заготовок стальной посуды) и давлением 4,2 кгс/см2. Спасибо.

[timmy]

это зависит от диаметра отверстий. Потому что 100 отверстий диаметром 1 мм имеют общий диаметр 100 мм, но по площади эквиваленты одному отверстию диаметром 10 мм. Мне как бы не хочется пролетать в расчётах на пару-тройку порядков, а вы похоже к этому меня провоцируете))

[Violente]

Спасибо большое Timmy за отклик.

Значит ситуация такая:
Агрегат 1
Горячий сдув (воздух подогревается паром не смешиваясь):
Труба 1: 32 отверстия диаметром 3 мм,
Труба 2: 32 отверстия диаметром 3 мм.
Холодный сдув:
Труба 1: 26 отверстий диаметром 3 мм,
Труба 2: 46 отверстий диаметром 3 мм.
Труба 3: 46 отверстий диаметром 3 мм.
Труба 4: 46 отверстий диаметром 3 мм.

Агрегат 2
Горячий сдув:
Труба 1: 34 отверстия диаметром 4 мм,
Труба 2: 34 отверстия диаметром 4 мм.
Холодный сдув:
Труба 1: 26 отверстий диаметром 6,5 мм,
Труба 2: 44 отверстия диаметром 1,5 мм.

Давление 4,2 кгс/см2

[timmy]

не зная диаметра подводящих труб я могу только теоретические потери оценить.

получается следующий расклад
агрегат 1
Горячий сдув: 2 трубы по 19.2 м3/мин
Холодный сдув: 1 труба по 15,6 м3/мин + 3 трубы по 27,6 м3/мин

агрегат 2
Горячий сдув: 2 трубы по 25,5 м3/мин
Холодный сдув: 1 труба по 24,6 м3 мин + 1 труба по 4,7 м3/мин

Диаметр подводящих труб должен быть не менее Ду80..Ду100

[Violente]

Премного благодарен за ответ.
Придется все-таки обращаться к специалисту. Слишком много нюансов. С наскока не разберешься.

[timmy]

Обращайтесь)) В Москве свои расходомеры на замеры сжатого воздуха есть у нас, у ЦВЭРТа, у Далвы (Advanced Dalva Engineering), у ТЭМС и по чуть-чуть в техпредставительствах крупнейших компрессорных заводов (Kaeser, Atlas Copco и т.д.).

[zerol]

Господа-товарищи, помогите гуманитарию. Есть баллон CO2 на нем редуктор. Сколько углекислоты выйдет из редуктора м3 или грамм, при давлении 0,2 атмосферы если размер шланга 4 мм? Если можно и формулу скажите, чтобы я мог потом сам посчитать, допустим, если надо будет увеличить давление... Заранее спасибо за ответ)

Сообщение отредактировал zerol - 4.11.2016, 0:21

[timmy]

максимум 20 % объема баллона. Только слишком уж низкое давление, вы что, образцовый манометр на баллон поставили? Так-то баллон углекислоты полностью заправить рублей 300-500 стоит. Не проще ли вам с утра сгонять на заправочную станцию? А то всё равно ночь на дворе.

[zerol]

максимум 20 % объема баллона. Только слишком уж низкое давление, вы что, образцовый манометр на баллон поставили? Так-то баллон углекислоты полностью заправить рублей 300-500 стоит. Не проще ли вам с утра сгонять на заправочную станцию? А то всё равно ночь на дворе.

Вы не поняли. Баллон полностью заправлен. Я указал давление на втором манометре редуктора. Мне надо отмерять определенное количество углекислого газа, не знаю как это сделать.

Сообщение отредактировал zerol - 4.11.2016, 19:16

[timmy]

Ну тогда нужен расходомер, ротаметр или анемометр. Или манометр большого диаметра. По манометру можно определить потери давления. Только манометр должен показывать давление в баллоне. Т.к. объём баллона известен, то объём газа в баллоне будет
Vг=Pб × Vб.
Дальше всё должно быть понятно.

[zerol]

Ну тогда нужен расходомер, ротаметр или анемометр. Или манометр большого диаметра. По манометру можно определить потери давления. Только манометр должен показывать давление в баллоне. Т.к. объём баллона известен, то объём газа в баллоне будет
Vг=Pб × Vб.
Дальше всё должно быть понятно.

Что подставлять в эти формулы я не понял... Вы меня тоже видимо не совсем. Есть баллон полностью заправленный. На нем стоит редуктор. На редукторе можем вставлять давление какое нам надо. Цель отмерять 10 литров CO2. На какое время надо открыть подачу?

[timmy]

Ну предположим, что у вас баллон 40 л и давление в баллоне 40 бар. Тогда объём газа в баллоне:
Vг = Рб × Vб = 40 бар × 40 л = 1600 л.
Вам нужно из баллона отобрать 10 л. Т.е. надо давление в баллоне снизить на 1/160 часть. Делим 40 бар на 160 и получаем 0.25 бар.