Падение давления, расчет


Ошибки при проектировании воздушной магистрали? Падение давления.


Подбирая компрессорное оборудование для потребителя сжатого воздуха, покупатель часто смотрит лишь на два параметра компрессора: рабочее давление и производительность, и совершенно забывает про своего потребителя. Проблема в том, что воздух до потребителя еще необходимо подготовить и доставить. Что из этого может выйти, мы попробуем разобрать в этой статье.

Типичная схема воздушной магистрали от компрессора до потребителя обычно выглядит так:


компрессор фильтры грубой и тонкой очистки осушка ресивер трубопровод потребители

Любое препятствие на пути сжатого воздуха: фильтр, теплообменник (или башня с адсорбентом) осушителя, являются сопротивлением на котором неизбежно падает давление. Трубопровод со всеми его поворотами и вентилями также оказывает сопротивление потоку воздуха.

Рассмотрим типичный пример грубой ошибки при выборе компрессора. Допустим у нас имеется группа потребителей сжатого воздуха, удаленная от компрессорной на 150 м, требующие суммарный поток 5,7 м3/мин, причем минимальное давление работы потребителей – 6,5 бар, а труба 1 ?’. Требования к качеству воздуха по ISO 1.4.1, что означает наличие фильтров тонкой очистки и рефрижераторного осушителя.

Проектировщик закладывает в проект винтовую маслосмазываемую машину с максимальным рабочим давлением 7,5 бар и максимальной производительностью 6 м3/мин, режим работы разгрузка-нагрузка. Вроде бы все в порядке. Давления 7,5 бар должно хватать с избытком и система подобрана правильно. Что же здесь не так?

Любая система должна проектироваться под максимально неблагоприятные возможные условия работы. Кроме того должны учитываться неявные параметры. Оказывается, что типичный разброс давления у машины, работающей в режиме разгрузка-нагрузка – 1 бар, что значит, что рабочее давление будет время от времени «проседать» до 6,5 бар. В нашем примере за компрессором находятся два фильтра: грубой и тонкой очистки и один после осушки. Когда фильтры чистые, нормальное падение давления на каждом из них будет около 0,05 бар. Но по мере загрязнения, падение давления может достигать на них до 0,3 бар, что даст 0,9 бар на всех фильтрах. Дальше больше. Даже на самых качественных теплообменниках падение давления будет не менее 0,2 бар и 0,05 бар на ресивере.

И наконец, падение давления будет на 150 метрах трубопровода, которое при указанных расходе и диаметре будет составлять примерно 0,3 бар.

Итак, что мы имеем? При штатном режиме работы, возможна ситуация при которой до потребителей будет доходить всего 6,5-0, 9-0,2-0,05-0,45=4,9 бар. И это при минимально допустимом 6,5 бар!

Таким образом, такая схема будет нежизнеспособной в принципе и ценой будет либо высокий процент брака, либо даже полная остановка производства. К сожалению, подобные ситуации при выборе воздушного компрессора далеко не редкость. И расчет падения давления не рассчитывается должным образом.

Правильное решение такой задачи выглядело бы примерно так: диаметр трубопровода закладывается не 1", а 2", что убрало бы падение давление в трубопроводе до 0,14 бар и выбрать компрессор, рассчитанный на 10 бар избыточного давления.

Мы надеемся, что данная статья поможет вам избежать грубых ошибок при подборе оборудования.


Задать вопрос автору статьи.

Промышленное холодильное оборудование: чиллер на производство