صيغة حساب تدفق الهواء لضاغط الهواء

ما هو تدفق الهواء في ضاغط الهواء؟

يُقصد بتدفق الهواء في ضاغط الهواء عادةً حجم الغاز الذي يمتصه الضاغط أو يطرده خلال وحدة زمنية. ومن الوحدات الشائعة في الهندسة: m³/min ، L/min أو Nm³/دقيقة. نظرًا لأن حجم الغاز يتغير مع تغير الضغط ودرجة الحرارة، ينبغي عند المقارنة أو اختيار المعدات تحديد معايير الضغط ودرجة الحرارة والحالة المرتبطة بمعدل التدفق بوضوح.

تقدير الحجم النظري للعادم وفقًا لمعايير الأسطوانة

ضاغط هواء مكبس ذو عمل أحادي الاتجاه:يمكن تقدير الحجم النظري للطرد بالمعادلة التالية: Q = π/4 × D² × S × n × z.

• د: قطر الأسطوانة.
• س: شوط المكبس.
• ن: سرعة الدوران أو عدد الترددات في وحدة الزمن.
• ز: عدد الأسطوانات.

عادةً ما يكون الحجم الفعلي للتفريغ أقل من القيمة النظرية، ويمكن التعبير عنه على النحو التالي:السعة الفعلية للطرد = السعة النظرية للطرد × كفاءة الحجمتتأثر الكفاءة الحجمية بحجم الفراغ المتبقي، ومقاومة السحب والطرد، وحالة صمامات التحكم، ودرجة الحرارة، وكذلك بالتسريب.

تقدير حسب وقت ضخ الهواء في خزان الغاز

تقدير زمن التعبئة باستخدام خزان الغاز المتوفر في الموقع لحجم العادم في حالة الشفط:س ≈ V × (P2 – P1) / (t × P0).

• V: سعة خزان الغاز.
• P1: الضغط المطلق عند بدء التضخيم.
• P2: الضغط المطلق عند انتهاء التضخيم.
• t: وقت النفخ.
• P0: ضغط الغلاف الجوي المرجعي أو الضغط القياسي على جانب السحب.

إذا كان العداد يعرض الضغط النسبي، فيجب أولاً تحويله إلى ضغط مطلق. كما ينبغي أثناء الحساب تقليل عمليات التفريغ والتصريف أثناء عملية التعبئة، وكذلك تقليل تأثير التداخل الناتج عن تشغيل عدة أجهزة بالتوازي.

تحويل التدفق الفعلي إلى تدفق في الحالة القياسية

عند الحاجة إلى تحويل معدل التدفق في الظروف الفعلية إلى معدل التدفق في الحالة القياسية، يمكن الرجوع إلى علاقة الغاز المثالي:QN ≈ Q × (P / PN) × (TN / T).

• س: معدل التدفق الحجمي في الظروف الفعلية.
• QN: معدل التدفق الحجمي في الحالة القياسية.
• P: الضغط المطلق الفعلي.
• PN: ضغط الحالة القياسية.
• T: درجة الحرارة الديناميكية الحرارية الفعلية.
• TN: درجة الحرارة الثرموไดนามيكية في الحالة القياسية.

قد تختلف تعريفات حالة المعيار من قطاع إلى آخر؛ لذا ينبغي الحفاظ على مرجعية واحدة عند إجراء الحسابات، وتجنب الخلط المباشر بينها.

حساب معدل تدفق الغاز المطلوب وفقًا لمعدات استهلاك الغاز

عند اختيار النوع، يُستخدم عادةً طريقة تجميع استهلاك الغاز:معدل تدفق الهواء المطلوب ≈ مجموع استهلاك الهواء لكل جهاز × معامل الاستخدام المتزامن × معامل الاحتياط.

• استهلاك الغاز للمعدة الواحدة: يُعتمد على بيانات المواصفات الفنية للمعدة أو على البيانات المقاسة فعليًا.
• معامل الاستخدام المتزامن: يُحدَّد وفقًا لما إذا كانت الأجهزة تعمل بشكل متزامن أم لا.
• معامل الهامش: يأخذ في الاعتبار التسرب، والتوسع المستقبلي، وتقلبات ظروف التشغيل.

ملاحظات حول الحساب

• عادةً ما تكون قراءات مقياس الضغط هي ضغط نسبي، وعند حساب تغير حجم الغاز ينبغي استخدام الضغط المطلق.
• يزيد ارتفاع درجة الحرارة من حجم غازٍ بكتلةٍ ثابتة، ولذلك يجب توحيد مرجع درجة الحرارة عند إجراء التحويلات.
• في المناطق المرتفعة، يكون ضغط السحب منخفضًا، مما يؤثر على كمية الهواء المُخرجة الفعلية ونسبة الانضغاط.
• تؤدي تسربات الأنابيب، ومقاومة خراطيش الترشيح، وتآكل أجزاء الصمام إلى انخفاض التدفق المتوفر.
• في حال استخدامه لاختيار المعدات، ينبغي الحفاظ على هامش كافٍ، مع تجنّب المبالغة في التضخيم لتفادي زيادة استهلاك الطاقة.