Cách tính dung tích bình tích khí nén: công thức và ví dụ
Trả lời ngắn gọn
Tính chọn bình tích khí nén theo thể tích khí nén hữu dụng giữa áp suất trên và dưới của hệ thống, thời gian của sự kiện nhu cầu, lưu lượng máy nén có sẵn trong sự kiện và nhu cầu khí phía hạ lưu. Hệ số gallon trên CFM chỉ là bước sàng lọc sơ bộ vì kết quả thay đổi theo dải áp suất, chiến lược điều khiển, giới hạn chu kỳ, đỉnh nhu cầu gián đoạn và trạng thái có tải, không tải hoặc dừng của máy nén. Luôn dùng áp suất tuyệt đối trong phép tính và kiểm tra kết quả theo áp suất làm việc tối đa cho phép, cấp nhiệt độ, hướng lắp, giá đỡ, cổng nối, bố trí xả nước và lối tiếp cận kiểm tra của bình đã chọn. Việc lắp đặt cũng phải có thiết bị chỉ báo áp suất và bảo vệ quá áp được chọn đúng, cùng điểm xả tại vị trí thấp nhất khi áp dụng. Quy định và yêu cầu mã khác nhau theo khu vực pháp lý, vì vậy phải xác nhận quy tắc tại nơi lắp đặt trước khi mua. Khi xem xét dự án, cung cấp lưu lượng khí tự do, áp suất tối thiểu và tối đa, nhu cầu đỉnh, thời gian, nhiệt độ, điểm đến, vật liệu ưu tiên, kích thước đầu nối và số lượng.
Bình tích khí nén có thể dự trữ khí, giảm dao động xung, thu nước ngưng và hỗ trợ điều khiển máy nén, nhưng thể tích cần thiết phụ thuộc vào chế độ làm việc của hệ thống. Tính chọn đúng phải bắt đầu từ sự kiện nhu cầu, lưu lượng máy nén có sẵn, dải áp suất hữu dụng và thời gian cần thiết, không phải một tỷ lệ dung tích trên lưu lượng áp dụng chung.
Điểm khởi đầu kỹ thuật: Tính lượng khí dự trữ hữu dụng giữa áp suất trên và dưới của hệ thống trong thời gian nhu cầu yêu cầu. Các quy tắc nhanh về dung tích trên lưu lượng chỉ dùng để sàng lọc sơ bộ.
1. Vai trò của bình tích khí
2. Dữ liệu đầu vào và công thức
Thu thập lưu lượng tiêu thụ trung bình và cực đại, lưu lượng thực của máy nén, áp suất đóng-cắt, biểu đồ phụ tải và thời gian dự phòng. Phải thống nhất đơn vị và xác định công thức sử dụng áp suất tuyệt đối hay áp suất dư.
- V: dung tích bình
- t: thời gian dự phòng
- Qra: nhu cầu khí của hệ thống
- Qvào: lưu lượng máy nén cấp trong thời gian xả
- Pmax/Pmin: giới hạn áp suất
Sàng lọc sơ bộ trước khi tính đầy đủ
Không chọn bình chỉ từ CFM của máy nén. Trước hết xác định bình phải hỗ trợ đỉnh nhu cầu gián đoạn, hạn chế chu kỳ, ổn định áp suất, tạo thời gian tách hay kết hợp nhiều chức năng. Ghi lại áp suất hạ lưu tối thiểu chấp nhận được, áp suất hệ thống tối đa, thời gian sự kiện, lưu lượng nhu cầu và lưu lượng máy nén có sẵn trong sự kiện. Dùng các đầu vào này trong phép tính theo áp suất, sau đó xác nhận cỡ tiêu chuẩn đã chọn đáp ứng yêu cầu lắp đặt, kiểm tra, thoát nước và khu vực pháp lý.
| Dữ liệu đầu vào | Vì sao dữ liệu này làm thay đổi thể tích bình |
|---|---|
| Áp suất trên và dưới | Dải áp suất hữu dụng rộng hơn lưu trữ nhiều khí hữu dụng hơn trong cùng thể tích bình. |
| Thời gian của sự kiện nhu cầu | Sự kiện dài hơn cần nhiều khí dự trữ hơn khi lưu lượng máy nén không đáp ứng được nhu cầu. |
| Nhu cầu trừ lưu lượng máy nén có sẵn | Bình chỉ cấp phần thiếu hụt trong sự kiện đã xác định. |
| Giới hạn điều khiển và chu kỳ | Loại máy nén và chiến lược điều khiển ảnh hưởng đến dung lượng đệm cần thiết. |
| Lắp đặt và khu vực pháp lý | Áp suất, nhiệt độ, lối tiếp cận, thoát nước, giá đỡ và yêu cầu mã giới hạn lựa chọn cuối cùng. |
4. Ví dụ tính toán
Một quy trình sản xuất cần 80 CFM trong ba phút khi giả định máy nén ở trạng thái không tải hoặc dừng. Bình hoạt động giữa 125 psig và áp suất tối thiểu chấp nhận được 100 psig. Ví dụ đơn giản này sử dụng áp suất khí quyển 14.7 psi và coi bình cấp toàn bộ nhu cầu của sự kiện; dự án thực tế phải tính cả lưu lượng máy nén có sẵn trong sự kiện và trình tự điều khiển thực tế.
Phép tính đơn giản cho thể tích bình cần thiết là 141 US gallons. Chỉ chọn dung tích tiêu chuẩn phù hợp kế tiếp sau khi kiểm tra áp suất làm việc tối đa cho phép, nhiệt độ, vật liệu, hướng lắp, cổng nối, thoát nước, giá đỡ, lối tiếp cận kiểm tra và khu vực pháp lý lắp đặt. Ví dụ này không phải khuyến nghị mẫu sản phẩm.
5. Bình đứng hay bình ngang?
| Tiêu chí | Dạng đứng | Dạng ngang |
|---|---|---|
| Diện tích sàn | Nhỏ | Lớn hơn |
| Chiều cao | Cần không gian cao | Phù hợp trần thấp |
| Xả nước ngưng | Thuận lợi tại đáy | Cần bố trí độ dốc đúng |
| Bảo trì | Khó tiếp cận đầu nối phía trên | Tiếp cận bên hông thuận tiện |
6. Chọn vật liệu
| Vật liệu | Ưu điểm | Ứng dụng |
|---|---|---|
| Thép carbon có lớp phủ | Kinh tế, nhiều mức dung tích | Công nghiệp thông thường trong nhà |
| Thép không gỉ 304/316 | Chống ăn mòn | Thực phẩm, dược phẩm, môi trường ẩm |
| Hợp kim nhôm | Khối lượng thấp | Hệ thống di động khi cấp áp suất phù hợp |
Yêu cầu về mã và lắp đặt
Yêu cầu phụ thuộc vào khu vực pháp lý lắp đặt, phạm vi của bình, công dụng, áp suất, thể tích và việc áp dụng mã tại địa phương. ASME Section VIII Division 1 đưa ra quy tắc chế tạo cho các bình chịu áp lực thuộc phạm vi và vận hành trên 15 psig, trong khi quy định liên bang Hoa Kỳ 29 CFR 1910.169 áp dụng cho bình tích khí dùng trong công nghiệp nói chung và quy định về kết cấu, khả năng tiếp cận, thoát nước, chỉ báo áp suất và bảo vệ quá áp. Yêu cầu của bang, tỉnh, quốc gia, công ty bảo hiểm và cơ quan có thẩm quyền có thể bổ sung nghĩa vụ đăng ký, kiểm tra, đánh dấu hoặc tài liệu. Xác nhận quy tắc tại địa điểm lắp đặt thực tế trước khi mua; không suy luận sự tuân thủ từ mô tả sản phẩm chung.
Đọc hướng dẫn xác minh bình chịu áp lực ASME →
Gửi lưu lượng máy nén, dải áp suất làm việc, nhu cầu đỉnh, thời gian sự kiện, nhiệt độ, điểm đến, kích thước đầu nối và số lượng đến info@huimay.cn. Xem sản phẩm bình tích khí →
Nguồn chính và xác minh
Các nguồn từ đơn vị ban hành này giải thích tiêu chuẩn hoặc phương pháp kỹ thuật được viện dẫn. Chúng không độc lập xác nhận một mẫu sản phẩm cụ thể hay tuyên bố của nhà cung cấp.