حساب استهلاك الغاز للمعدات غير القياسية

أولاً: العوامل الأساسية لحساب استهلاك الغاز في المعدات غير القياسية

في مرحلة تصميم وضبط المعدات الأوتوماتيكية غير القياسية، يرتبط تخطيط نظام الهواء المضغوط ارتباطًا مباشرًا باستقرار تشغيل المعدات وتكاليف استهلاك الطاقة. الدقة في…حساب استهلاك الغازهو إجراءاختيار نوع ضاغط الهواءالافتراضات الأساسية. عادةً ما يضم النظام الهوائي للمعدات غير القياسية عدة عناصر تشغيلية، وتتأثر خصائص استهلاك الهواء فيها بعدة عوامل مثل تردد التشغيل وحجم الحمل ومنطق التحكم؛ لذا يتعين وضع نموذج حسابي علمي.

ثانياً: حساب استهلاك الهواء لمكونات التشغيل الهوائية

تُعدّ الأسطوانات وغيرها من المكوّنات التنفيذية الهوائية المصدر الرئيسي لاستهلاك الهواء في المعدات. ولحساب كمية استهلاك الهواء للأسطوانة الواحدة، يلزم أخذ أبعادها الهندسية وضغط التشغيل بعين الاعتبار بشكل متكامل.

• كمية الهواء المستهلكة في الحركة الواحدة: يساوي مساحة المقطع العرضي الفعّالة للأسطوانة مضروبة في شوط الحركة، ثم مضروبة في الضغط التشغيلي المطلق. وينبغي الانتباه إلى أنه يجب استخدام الضغط المطلق وليس الضغط الجوي عند إجراء الحسابات.
• معدل استهلاك الغاز في الدقيقة: اضرب كمية الهواء المستهلكة في الحركة الواحدة بعدد حركات التردد في الدقيقة لهذا الأسطوانة. وإذا كان الأسطوانة مزودة بوسادة تخفيف أو بنية خاصة للتحكم في التدفق، فقد تتفاوت كمية الهواء الفعلية المستهلكة، لذا يلزم تعديلها وفقًا لبيانات الاختبار الفعلية.

بالنسبة للمحركات الهوائية أو أجهزة النفخ الهوائي، يتعيّن الرجوع مباشرةً إلى معلمة التدفق المُصنَّف لها، مع مراعاة إجراء الحسابات اللازمة وفقًا لمدة الاستخدام الفعلي.

ثالثًا: إجمالي استهلاك الغاز في النظام ومعامل الاستخدام المتزامن

في المعدات غير القياسية، لا تُشغَّل جميع الأسطوانات في الوقت نفسه عادةً. وإذا جُمعت مباشرةً أقصى استهلاك للهواء لكل الأسطوانات، فإن ذلك يؤدي إلى تقدير مبالغ فيه بشكل كبير، مما ينجم عنه إهدار في استثمارات المعدات وتكاليف التشغيل.

لذلك، يجب إدخالمعامل الاستخدام المتزامن(ويُسمّى أيضًا معامل التحميل). يعبّر هذا المعامل عن نسبة عدد المكوّنات الهوائية التي تعمل في وقت واحد إلى العدد الإجمالي لها، وذلك تحت ظروف التشغيل القصوى. وعلى المصمّمين أن يقدّروا هذا المعامل بشكلٍ مناسب استنادًا إلى مخطط تسلسل حركات الجهاز، وعادةً ما يُختار قيمته بين 0.3 و0.8، وذلك وفقًا لدرجة تعقيد العملية ومدى تزامن الحركات.

رابعاً: خسائر المدارات واحتياطي التسرب

ينتج عن مرور الهواء المضغوط عبر الأنابيب والوصلات والصمامات ووحدات الترشيح والتزييت والفلترة (الثلاثية) فقدانًا ملحوظًا في الضغط. بالإضافة إلى ذلك، مع ازدياد عمر المعدات، يؤدي تآكل الأختام إلى حدوث تسريبات دقيقة في خطوط الأنابيب.

لضمان توفر مصدر كافٍ للهواء طوال دورة حياة المعدات، يتعيّن إضافة هامش أمان معيّن بعد حساب الكمية الإجمالية النظرية لاستهلاك الهواء. يُنصح عمومًا بإضافة هامش يتراوح بين 10% و20% إلى القيمة المحسوبة نظريًا، وذلك لتعويض الفاقد في شبكة الأنابيب والتسريبات المحتملة.

خامساً: اختيار ضاغط الهواء استناداً إلى حساب كمية الهواء

إكمالمعدات غير قياسيةبعد حساب إجمالي استهلاك الغاز، يمكن المتابعة إلىاختيار نوع ضاغط الهواءالمرحلة. يجب أن يكون السعة التصنيفية للضاغط الهوائي أكبر من أو تساوي الحد الأقصى لاستهلاك الغاز المحسوب للمعدات، مع أخذ استهلاك مصادر الغاز المشتركة الأخرى في الورش بعين الاعتبار.

• مطابقة الضغطيجب أن يلبي ضغط العادم لضاغط الهواء مجموع أقصى ضغط تشغيل للمعدات وانخفاض الضغط في شبكة الأنابيب.
• تكوين خزان الغازإن التوزيع الأمثل لخزانات تخزين الغاز يتيح تخفيف حدة ذروات استهلاك الغاز، ويقلل من عمليات التشغيل والإيقاف المتكررة أو عمليات التحميل والتفريغ لضواغط الهواء، مما يسهم في تحقيق استقرار ضغط شبكة الأنابيب وخفض استهلاك الطاقة.

العلميحساب كمية الهواءتُعدّ التكوينات النظامية المدروسة ضمانًا أساسيًا لتحقيق تشغيل فعّال وموفر للطاقة ومستقر للمعدات غير القياسية.