Единицы измерения сжатого воздуха
Рекомендованная единица измерения давления, которая была введена в 1978 году Международной Системой Измерений (система СИ), это Паскаль (Па):
• Дополнительная единица измерения давления – бар:
1 бар = 105 Па = 0,1 Мпа
В технологии сжатия воздуха, рабочее давление является давлением сжатия и, как правило, выражается в барах. Ранее использовавшиеся единицы измерения давления, такие как атмосфера (1 атм = 0,981 бар), больше не используются.
• По системе СИ, единица измерения температуры – градус Кельвина (°K). Его соотношение с градусом
Цельсия (°C), который также не используется, следующее:
Т(°K) = t(°C) + 273,15
• Объём V используемый в технологии сжатия воздуха особенно широко, например, для определения размеров ресиверов. Он также используется для определения достаточного количества машин производящих или потребляющих сжатый воздух, объёмного расхода воздуха Vэф (равного объёму воздуха производимого или расходуемого в единицу времени). В случае если поток сжатого воздуха течёт со скоростью v по трубе с площадью поперечного сечения А, объёмный расход Vэф:
Vэф = А × v
• При помощи объёмного расхода характеризуют расход машиной сжатого воздуха. Как правило единицы измерения объёмного расхода следующие:
— л/мин
-м3/мин
-м3/час
В практических применениях, для определения объёмного расхода поршневых компрессоров, используется единица измерения л/мин; в случае использования винтовых компрессоров используется м3/мин.
Объёмные расходы могут сравниваться только в том случае, если они определены при одинаковом давлении и одинаковой температуре.
В современной технологии сжатия воздуха, объёмный расход используется только для определения
производительности воздушных компрессоров. К тому же, методики измерения других показателей, определяющих объёмный расход, указаны в стандартах: Германском DIN 1945 и ISO 1217.
Нормированные и наиболее часто используемые значения для давления и температуры воздуха:
ро = 1,013 бар/tо = 20°C или
ро = 1,013 бар/tо = 0°C
• Объёмный расход часто определяется в нормированных кубических метрах в час (м3Н/час). Нормированный кубический метр равен,согласно стандарту DIN, объёму 1 м3 при давлении р = 1,013 бар и температуре t = 0°C.
В процессе сравнения объёмных расходов компрессоров, расположение точек замера также оказывает значительное влияние на полученный результат. Это зависит от погоды при которой проводились замеры на входе или на выходе из компрессора или, например, от нагрузки компрессорного агрегата. Объёмные расходы могут сравниваться только в том случае, если они замерены при одинаковом давлении и температуре и в одних и
тех же местах.
• Еще одна единица измерения заслуживающая внимания при сравнении компрессоров – удельная потребляемая мощность Руд. Она выражается в кВт (киловатт) и определяет количество энергии необходимой для производства объёмного расхода 1 м3/мин.
Например, если компрессор имеет объёмный расход 6,95 м3 /мин и потребляемую мощность 42,9 кВт, то его удельная потребляемая мощность составляет:
Удельная потребляемая мощность возможно наиболее важный параметр для сравнения различных компрессоров и определения показателя качества их конструкции. Он даёт информацию о количестве полученного сжатого воздуха на затраченную единицу энергии. Впрочем, он имеет значение в качестве критерия сравнения только в случае, если сравниваемые компрессоры имеют одинаковое рабочее давление.При сравнении компрессоров следует также обратить внимание на следующие параметры:
— при каком конечном давлении были замерены значения;
— потребляемая мощность была замерена на вале компрессора или на выходном вале приводного электродвигателя. Наконец, производительность приводного электродвигателя и всевозможных имеющихся ременных или зубчатых передач должны также приниматься в расчёт.
2011-2021 © Компания «Юг-привод»
Все права защищены
«‘ alt=» title=’LiveInternet: показано число просмотров за 24″+ » часа, посетителей за 24 часа и за сегодня’ «+ «border=’0′ width=’0′ height=’0’> «) //—>
Измерение расхода воздуха с помощью анемометра
Применение анемометра позволяет практически точно определить расход воздуха. При использовании устройства диаметром 60–100 mm можно достичь минимальной погрешности измерений при определении скорости на вентиляционной решетке. Если предстоит снятие показателей внутри воздуховода, следует использовать анемометр с небольшим диаметром: в пределах 16–25 mm. Для определения скорости в труднодоступных участках воздуховодов рекомендуется воспользоваться телескопическим зондом.
Определение расхода воздуха
Этап первый. Определение зоны для создания рабочего отверстия. Основное требование — это должен быть прямой участок, минимальная длина которого составляет 5d, расстояние от изгиба трубы до точки сверления — не менее 3d, и до следующей смены направления — от 2d и более. (для справки: d=диаметр воздуховода). Важно! Необходимо позаботиться о том, чтобы диаметр отверстия совпадал с размером зонда.
Этап второй. Проведение нескольких измерений, количество определяется согласно ГОСТ 8–79. Расчет усредненной скорости в некоторых типах анемометров осуществляется автоматически. Если подобная функция отсутствует, рассчитать среднеарифметическое значение придется самостоятельно.
Полезные рекомендации
При осуществлении измерений стоит учитывать ряд ограничений.
Не использовать термоанемометры при предполагаемой скорости рабочей среды свыше 20 , так как это может привести к повреждению датчика.
Трубку Пито не рекомендуется эксплуатировать в рабочей среде с большим количеством засоренности, аналогичное требование выдвигается и в отношении термоанемометра.
Ознакомление с рекомендациями изготовителя обязательно, так как каждое измерительное устройства рассчитано на эксплуатацию в определенных условиях. Игнорирование этих требований часто приводит к поломке прибора.
В газопроводах с высокой температурой рабочей среды недопустимо использование устройств, содержащих элементы из пластика, так как он с большой вероятностью может деформироваться.
Для расчета объемного расхода воздуха следует полученную скорость умножить на площадь сечения трубопровода. Есть и еще один существенный момент.
Для точного определения скорости следует воспользоваться формулой:
V=Vср.изм.+t*.+p* Vср. изм
Значения t и p необходимо взять из таблицы:
| Температура воздуха | p | t | Pa |
| 50 | 0,03 | 0,05 | 720 |
| 40 | 0,02 | 0,03 | 730 |
| 30 | 0,01 | 0,02 | 740 |
| 20 | 0,01 | 0 | 750 |
| 10 | 0 | -0,02 | 760 |
| 0 | -0,01 | -0,03 | 770 |
| -10 | -0,01 | -0,05 | 780 |
| -20 | — | -0,07 | — |
| -30 | — | -0,09 | — |
| -40 | — | -0,11 | — |
| -50 | — | -0,13 | — |
Поправки на давление воздуха и его температуру позволяют уменьшить погрешность измерений. Для расчета площади сечения следует использовать формулу:
S=π(d/2)2
Объемный расход:
L=F*Vсредняя
При измерении скорости воздуха важно правильно расположить датчик устройства. Чем больше его отклонение от рекомендованного, тем существеннее будет погрешность расчетов.
| © 2005–2024 «СКБ Стройприбор»: приборы неразрушающего контроля, аккредитованная строительная лаборатория. Все права защищены. Не является публичной офертой. |
Оборудование для измерение расхода воздуха METPOINT FLM
Чтобы работа пневматической системы всегда была эффективной, стабильной и безопасной, необходимо быть в курсе состояния всех ее узлов или хотя бы наиболее важных. К сожалению, невозможно просто так взять подключиться, например, к фильтру и определить, насколько он эффективно работает. Одним из способов определить состояние фильтра является измерение расхода воздуха. Ведь неудовлетворительное его состояние приведет к уменьшению потока. Поэтому измерение объемного расхода воздуха – один из способов косвенно определить уровень загрязнения фильтрующего элемента. Конечно, могут быть и другие причины этого явления, но, обнаружив факт наличия проблемы, Вы начнете поиски неисправности, которую рано или поздно найдете.
Кстати, мы еще не сказали о том, что означает понятие объемный расход воздуха. Единицы измерения этого параметра в пневматике, как правило – м3/ч или л/мин. Физически эта величина означает объем сжатого воздуха, проходящего через сечение в течение определенного периода времени. Соответственно, если произошло резкое его изменение, значит, есть какая-то причина его вызывавшая. Скорее всего, это неисправность, выявить которую поможет измерение расхода сжатого воздуха. Приборы для измерения представлены на рынке довольно большим количеством устройств, однако, одним из наиболее эффективных, и мы в этом уверены, является METPOINT® FLM.
Его основу составляют два датчика температуры, один из которых измеряет — текущую, а другой нагревается до величины на 40°С большей, чем у первого. При увеличении потока сжатого воздуха, необходимо тратить больше энергии на поддержание этой температуры. То есть прослеживается прямая зависимость между расходом и затрачиваемой электроэнергии. Имея информацию о расходе последней и внутреннем диаметре трубопровода, где установлены датчики температуры, с большой точностью производится измерение расхода сжатого воздуха.
Одни только устройства METPOINT® FLM не позволят полностью проанализировать, насколько эффективно работает система сжатого воздуха, однако точно можно сказать, что со своей задачей они справляются великолепно, и что без них этот анализ будет неполным.
1.2. Физические единицы измерения
Сила, с которой на квадратный сантиметр площади действует столб воздуха, поднимающийся от уровня моря и доходящий до верхнего края атмосферы, составляет примерно 10,13 Н. Поэтому абсолютное атмосферное давление на уровне моря приблизительно равно 10,13х104Н на квадратный метр и называется 1 Па (паскаль). Паскаль — единица измерения давления в системе СИ. Расчет основных величин показывает, что 1 бар = 1 х 105 Па. Чем выше вы находитесь над уровнем моря, тем ниже атмосферное давление, и наоборот.
1.2.2. Температура
Температуру газа, в отличие от давления, четко определить значительно труднее. Температура — показатель величины кинетической энергии молекул. Они движутся тем быстрее, чем выше температура, и всякое движение прекращается при абсолютном нуле. На этом основана шкала Кельвина. В остальных отношениях она градуирована точно так же, как и шкала Цельсия. Соотношения между температурами:
T= t + 273,2
Т—абсолютная температура, К
t —температура, °С
1.2.3. Теплоемкость
Удельная теплоемкость вещества представляет собой количество теплоты, необходимой для повышения температуры 1 кг этого вещества на 1 К. Соответственно, размерность теплоемкости будет Дж/(кг х К). Следовательно, размерность мольной теплоемкости будет Дж/(моль х К). Обычно используются следующие обозначения:
сp – теплоемкость при постоянном давлении
сv – теплоемкость при постоянном объеме
Сp – мольная теплоемкость при постоянном давлении
Сv – мольная теплоемкость при постоянном объеме
Теплоемкость при постоянном давлении всегда больше, чем теплоемкость при постоянном объеме. Теплоемкость вещества не является постоянной величиной и обычно возрастает с повышением температуры.
Для практического применения чаще всего может использоваться среднее значение. Для жидкостей и твердых веществ это сp ≈ сv ≈ с. Тогда мощность, потребляемая на нагрев массового расхода с t1 до t2, cоставит:
Q ≈ m x c x (T2 — T1), где
Q – тепловая мощность, Вт
m – массовый расход, кг/с
с – удельная теплоемкость, Дж/(кг х К)
T – температура, К
Объяснением того, почему сp превышает сv, является работа по расширению, которую газ должен выполнить при постоянном давлении. Отношение сp к сv, называемое k, является функцией от количества атомов в молекуле:
1.2.4. Работа
Механическую работу можно определить как произведение силы на расстояние, на протяжении которого на тело действует сила.
Точно так же и для теплоты: работа представляет собой энергию, которая передается от одного тела к другому. Разница заключается в том, что вместо силы действует температура.
Примером может послужить сжатие газа в цилиндре за счет перемещения поршня. Сжатие происходит под действием силы, движущей поршень. В то же время энергия передается от поршня к находящемуся в цилиндре газу. Эта энергия преобразуется в работу в термодинамическом смысле. Сумма подводимой и передаваемой энергии всегда постоянна. Работа может дать разные результаты, например, изменение потенциальной энергии, кинетической энергии или тепловой энергии.
Механическая работа, связанная с изменениями объема газа или газовой смеси, является одним из важнейших процессов в термодинамике. Единицей работы в системе СИ является джоуль. 1 Дж = 1 Н ∉ м = 1 Вт ∉ с.
1.2.5. Мощность
Мощность представляет собой работу, выполняемую за единицу времени. Единицей мощности в системе СИ является ватт. 1 Вт = 1 Дж/с.
Например, мощность, подводимая к приводному валу компрессора расходуется на теплоту, излучаемую системой и теплоту, затрачиваемую на увеличение потенциальной энергии газа.
1.2.6. Объемный расход
Единицей измерения объемного расхода служит м3/с. Однако, когда говорят об объемном расходе, часто используют литры в секунду (л/с), как, например, в случае с компрессорами. Этот объемный расход называется производительностью компрессора и выражается либо в виде нормальных литров в секунду (Nл/с), либо в виде расхода газа со свободным выпуском (л/с).
При использовании единицы измерения «нормальный литр в секунду» (Nл/с) расход воздуха пересчитывается и приводится к «нормальному состоянию», т.е. 1,013 бар и 0°С. Эта единица используется преимущественно в том случае, когда вы хотите точно определить массовый расход.
Если вы имеете дело с расходом воздуха со свободным выпуском, то такой расход пересчитывается для стандартных условий впуска (давление впуска и температура впуска). Соответственно, вы определяете, сколько литров воздуха перекачивается, если бы он мог снова расшириться до состояния внешней среды. Соотношение между двумя объемными расходами (обратите внимание, что в приведенной ниже формуле не учитывается
влажность):
Qn x (273+ti) x 1,013
Qi = ———————————————, где
273 x pi
Qi – объемный расход как расход
со свободным выпуском, л/с
Qn– объемный расход в нормальных
литрах в секунду, Nл/с
ti – температура воздуха на впуске, °С
рi – давление воздуха на впуске, бар