Расход сжатого воздуха в чем измеряется
Расход сжатого воздуха в чем измеряется
Объемный расход означает объем, обрабатываемый в единицу времени. К области компрессорных технологий, это понятие часто называют производительностью (если речь идет о компрессоре) или пропускной способностью (в случае различного вспомогательного оборудования). На этой странице рассматривается только случай с компрессорами.
Необходимо различать рабочий объемный расход (на стороне всасывания компрессора) и выходной объемный расход. Разумеется, для пользователей оборудования значительно большее практическое значение имеет последний.
Объем воздуха, всасываемый компрессором, называется рабочим объемным расходом, или производительностью по всасыванию. Для поршневых компрессоров, эта величина исчисляется исходя из размеров цилиндра и их количества, длины хода поршня, и скорости работы компрессора (числа ходов поршня в единицу времени, или, что то же самое, скорости вращения коленвала поршневой группы).
Расход на выходе компрессора является, для пользователя, значительно более важной величиной. В противоположность производительности по всасыванию, выходной расход не считают, а измеряют с помощью соответствующих приборов и, затем, пересчитывают в воздух по условиям всасывания. При этом, учитывается давление сжатия, температура и влажность.
Производительность указывается в соответствии со стандартами VDMA 4362, DIN 1945, ISO 1217 или PN2 CPTC2, обычно в л/мин, м³/мин или м³/ч. Следует всегда обращать внимание именно на эффективную производительность по выходу, т.е. на тот объемный расход, который может быть фактически использован.
В документации компании BOGE всегда имеются в виду м³/мин, приведенные к давлению 1 бар абс. и температуре +20 °C.
Единицы измерения давления и расхода сжатого воздуха принятые в компрессорной технике
В технике применяется несколько различных единиц измерения давления и расхода сжатого воздуха.
Единицы измерения давления.
Официально признанной системой единиц измерений является СИ (SI). Единицей измерения давления в ней является Паскаль, 1Па(Pa) = 1Н/м². Производные от этой единицы 1 кПа=1000 Па и 1 МПа=1000000 Па. В различных отраслях техники, также, используются единицы измерения давления, не входящие в эту систему: миллиметр ртутного столба (мм. рт. ст. или тор), миллиметр водного столба, физическая атмосфера (атм.), техническая атмосфера (1 ат.= 1 кгс/см²), бар. В англоязычных странах популярностью пользуется фунт на квадратный дюйм (pounds per square inch или PSI). Соотношения между этими единицами см. в таблице.
Единицы измерения производительности по сжатому воздуху (газу).
Используются также единицы: л/мин. (1 л/мин=0,001 м³/мин.), м³/час (1 м³/час =1/60 м³/мин.), л/сек (1 л/сек = 60 л/мин. = 0,06 м³/мин.).
В случае с физическими нормальными условиями, перед единицей объема ставят букву «н» (например, 5 нм³/мин).
В случае с нормальными условиями по ГОСТ 12449-80 или ISO 1217, то перед единицей объема ставят букву «н», но обязательно добавляют что имеются в виду нормоусловия по ГОСТ 12449-80 или ISO 1217 (например, 5 нм³/мин по ГОСТ 12449-80).
В англоязычных странах в качестве единицы производительности используют кубический фут в минуту (cubic foot per minute или CFM). 1 CFM = 28,3168 л/мин. = 0,02832 м³/мин. 1 м³/мин = 35,314 CFM.
Расход сжатого воздуха: особенности расчета
При работе с компрессионным оборудованием необходимо иметь представление как исчисляется расход сжатого воздуха, тем более что производительность компрессора и определяется как объем сжимаемого газа в единицу времени.
Конечно, существуют специальные контрольно-измерительные приборы, но в некоторых случаях необходимо быстро произвести расчет расхода воздуха отдельными устройствами.
Необходимо начать с того, что уточнить, в чем измеряется воздух. Объем воздуха измеряется в кубических метрах. Единицы измерения расхода воздуха исчисляются в кубических метрах (для винтовых компрессоров) или литрах (для поршневых компрессоров) потребляемого или производимого воздуха в единицу времени (м3/мин, м3/час, л/мин).
Согласно данным российского ГОСТ 12449-80 нормальными условиями считаются
При определении расхода сжатого воздуха при нормальных условиях по ГОСТ 12449-80 перед единицей измерения сжатого воздуха ставят маркировку «н» (15нм3/мин или 165нм3/час и т.д.).
Также существуют две популярные методики расчета расхода воздуха потребляющим оборудованием.
Расчет расхода воздуха через падение давления – универсальный метод для всех видов компрессоров
На начало измерения необходимо знать объем резервуара и давление в нем (показания манометра). Включаем потребляющее оборудование, засекаем время работы. Отключаем оборудование, смотрим показания манометра резервуара. Подставляем данные в формулу.
Расчет расхода через время работы компрессора – метод для компрессоров с постоянной производительностью
На начало измерения нам необходимо знать производительность компрессора, снять показания счетчика общей наработки и счетчика работы под нагрузкой. Включаем потребляющее оборудование, засекаем время работы под нагрузкой при наборе давления до максимального значения, после которого компрессор работает на холостом ходу до начала следующего набора давления. Отключаем оборудование. Подставляем данные в формулу.
Основы измерения расхода газа
Измерение расхода сжатого воздуха способно заметно снизить затраты на энергию.
На большинстве фабрик и заводов в процессе производства используется сжатый воздух, однако многие не подозревают, что он является одним из самых дорогих видов энергоресурсов, а разумное использование сжатого воздуха – одним из важнейших инструментов экономии энергии. Чаще всего внимание пользователя оказывается сосредоточенным на производстве сжатого воздуха, то есть на компрессорах. Поэтому для экономии энергии обычно устанавливаются новые компрессоры, системы контроля и системы использования тепла.
Говоря о эксплуатационных затратах компрессорных установок, мы по сути говорим о энергозатратах, так они составляют от 70% до 80% общей стоимости компрессора. Эксплуатационные затраты варьируются в зависимости от размера компрессора, но всегда составляют значительную сумму. Даже на небольших заводах она может составлять от 500 000 до 1 миллиона рублей в год. Эта сумма может быть в значительной степени сокращена, даже если компрессоры уже регулярно проходят обслуживание и поддерживаются в полностью исправном состоянии. В случае работающего в три смены компрессора мощностью 200 кВт генерация недостаточно сжатого воздуха может создать излишние затраты на энергию более чем на 1 миллион рублей.
В большей степени экономия осуществляется за счет ликвидации утечек и подбора корректных диаметров трубопровода для минимизации потерь давления. Так как обычно производится мониторинг расхода таких энергоресурсов, как электричество, газ или вода, расходы на них можно легко оценить. В отличие от утечек сжатого воздуха, утечки воды хорошо заметны, и поэтому могут быть легко обнаружены и быстро устранены. Утечки сжатого воздуха же часто могут оставаться незамеченными и продолжать увеличивать расходы даже во время простоя производства и на выходных. Также стоит заметить, что в это время компрессоры обычно продолжают работать с целью поддержания постоянного давления в системе. В разросшейся за годы системе сжатого воздуха доля утечек может составлять от 25% до 35%.
Расходующие воздух 365 дней в году утечки превосходят по потреблению сжатого воздуха любое другое оборудование на предприятии. К этому можно прибавить еще и скрытые затраты на производство чистого и сухого сжатого воздуха. Стоимость воздуха, производимого рефрижераторными и адсорбционными осушителями достаточно высока. И этот еще более дорогой воздух также теряется в результате утечек.
При постоянно возрастающих ценах на энергоресурсы для того, чтобы оставаться конкурентоспособным на рынке, необходимо проводить меры экономии энергии. Осуществлять экономию возможно только в случае, если известно потребление сжатого воздуха каждым прибором. Тем не менее, часто пользователь не обладает никакой информацией о доле утечек в системе. Ниже мы объясним, как Вы можете легко выяснить масштаб утечек на Вашем предприятии.
Ранее для выяснения доли утечек часто использовался простой, но неточный метод контейнера. Для проведения данного измерения необходимы только часы и манометр. Также необходимо знать объем используемого бака и системы сжатого воздуха.
При проведении измерений для начала необходимо довести давление в подключенном к системе пустом баке и самой пневмосистеме до давления отключения. Все приборы, потребляющие сжатый воздух, при этом должны быть отключены. После этого необходимо произвести отключение компрессора – в результате этого в систему перестанет подаваться сжатый воздух. Затем необходимо замерить время, требующееся на падение давления на 1 или 2 бара в результате утечек.
Вышеописанный способ требует много времени и является крайне неточным по следующим причинам:
1. Объем трубопровода не может быть измерен точно.
2. Необходимо принимать во внимание точность измерения как давления, так и времени.
3. Во время падения давления воздух охлаждается, и по этой причине изменяется значение расхода.
4. Невозможно измерение с записью расхода в реальном времени.
Данный способ относится к так называемым методам непрямого измерения, так же как и метод измерения нагрузки и разгрузки, при котором с помощью токовых клещей производится измерение потребления тока, после чего с использованием технической информации о компрессоре, полученное значение переводится в значение расхода.
Данные непрямые методы являются неточными и не подходят для определения масштаба утечек при низком диапазоне измерения.
Анализ утечек сжатого воздуха с использованием современных приборов измерения расхода
Современная система измерения расхода или утечек сжатого воздуха должна быть способна осуществлять измерение реального потребления и обнаруживать даже самые небольшие утечки точно и быстро.
Система учета сжатого воздуха и газов DS400
DS400 –Уникальный прибор с 3,5-дюймовым сенсорным экраном и функцией сохранения для печати. В течение 20 лет CS Instruments разрабатывает, производит и поставляет датчики расхода сжатого воздуха и газов с долговременной стабильностью. Легкий в подключении DS400 позволяет производить измерение как текущего расхода в м³/ч или л/мин, так и накопленного в м³.
Система DS400 использует зарекомендовавший себя термоанемометрический принцип измерения. В основе системы лежит расходомер, использующий новую эффективную структуру чувствительного элемента, характеризующегося более высокой температурой при тех же значениях электрического соединения. В сравнении с другими приборами, использующими термоанемометрический принцип измерения, чувствительный элемент данного расходомера имеет значительно меньшую массу, а значит характеризуются меньшим временем отклика. При этом не требуется проводить компенсацию температуры или давления, таким образом пользователь может использовать расходомер в средах с различным давлением и температурой, не проводя дальнейшую компенсацию.
Кроме сжатого воздуха прибор также может производить измерение кислорода, CO2, аргона, природного газа, гелия и т. д.
Система DS400 поставляется со всеми необходимыми для подключения аксессуарами. Поэтому для подключения прибора нет необходимости подробно изучать руководство.
Индикация превышения пороговых значений может производиться как акустически, так и оптически. 2 сигнальных реле являются свободно настраиваемыми. Задержка срабатывания сигнализации может быть установлена для каждого из двух реле. Это позволяет фиксировать только долговременное превышение порогового значения. Также, присутствует возможность перезагрузить тревожную сигнализацию.
Интуитивно понятный 3,5-дюймовый дисплей с функцией увеличения и кнопкой сохранения для печати является уникальным в данном ценовом диапазоне. На цветном дисплее могут отображаться текущее значение расхода, пиковые значения и значения утечек. Все значения сохраняются в регистраторе данных. Пользователь может взглянуть на графики расхода прямо на приборе, не выгружая данные на компьютер. Это позволяет проводить быстрый анализ расхода сжатого воздуха или других газов. При помощи специальной кнопки снимки экрана могут быть сохранены в формате графических файлов на встроенную карту памяти или выгружены на USB и затем распечатаны без помощи какого-либо дополнительного программного обеспечения.
Прибор является идеальным для документирования измеренных значений и графиков на месте. Цветные графики могут быть сохранены в графическом формате и отправлены по электронной почте или включены в отчет.
Встроенный регистратор данных позволяет сохранять информацию в течение нескольких лет. Записанные данные могут быть выгружены с помощью USB-накопителя или посредством сети Ethernet и обработаны на ПК средствами программного обеспечения CS Soft Basic.
Анализ расхода производится посредством нажатия одной кнопки. CS Soft Basic автоматически генерирует дневные, недельные и месячные отчеты.
Преимущества DS400:
Для того, чтобы подобрать систему учёта сжатого воздуха для Вашего предприятия, обращайтесь к нашим техническим специалистам.
Единицы измерения сжатого воздуха
ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ
Единицы измерения применяемые в компрессорной тематике
Официально признаной системой измерений является СИ. Единицей измерения давления в ней является Паскаль,
Па (Ра) – 1Па = 1 Н/кв.м.
Производные от этой единицы 1 кПа=1000 Па и 1МПа=1000000 Па. В различных отраслях техники используются следующие единицы: миллиметр ртутного столба (мм.рт.ст или Торр), физическая атмосфера (атм.), техническая атмосфера (1 ат. = 1 кгс/кв.см), бар.
Соотношения между этими единицами приведены в таблице:
Значение давления может отсчитываться от 0 (абсолютное давление) или от атмосферного (избыточное давление). Если давление измеряется в технических атмосферах, то абсолютное давление обозначается как «ата», а избыточное – как «ати», например 9 ата, 8 ати.
ВЕЛИЧИНА | МПа | Бар | мм рт.ст | Атм | кгс/кв.см |
---|---|---|---|---|---|
1 МПа | 1 | 10 | 7500.7 | 9.8692 | 10.197 |
1 бар | 0.1 | 1 | 750.07 | 0.9869 | 1.0197 |
1 мм рт.ст | 133.32 Па | 0.00133 | 1 | 0.00136 | 0.001359 |
1 атм | 0.10133 | 1.0133 | 760 | 1 | 1.0333 |
1 кгс/кв.см | 0.098066 | 0.98066 | 735.6 | 0.96784 | 1 |
Единицы измерения производительности по газу
Производительность компрессоров измеряется как объем сжимаемого газа за единицу времени.
Основная применяемая единица – метр кубический в минуту (куб.м./мин).
Используемые единицы – л/мин. (1 л/мин=0,001 куб.м/мин), куб.м./час (1 куб.м./час=1/60 куб.м/мин), л/с (1 л/с=60л/мин=0,06куб.м./мин). Производительность приводят, как правило, либо для условий (давление и температура газа) всасывания, либо для нормальных условий (давление 1 атм, температура 20 гр. C). В последнем случае перед единицей ставят букву «н» (например, 5нкуб.м/мин).