Как определяют потери давления в системе трубопроводов сжатого воздуха

1О трубопроводах сжатого воздуха: разница между распределительными и разводящими трубами

Правильно спроектированная трубная магистраль является важной составляющей системы подготовки и распределения сжатого воздуха. Без этого компонента транспортировка рабочей среды от компрессора к потребителю будет энергозатратной и малоэффективной.

Чтобы определить точные значения рабочего давления и производительности оборудования, на этапе проектирования пневмосети создают подробную схему и чертеж расположения рабочих компонентов (компрессора, фильтров, осушителей и тд) и точек потребления. В такой логической цепочке указываются:

• вертикальная труба подачи сжатого воздуха от компрессорной централи до зоны потребления;
• распределительная труба - питается от вертикальной трубы и распределяет сжатый воздух по потребителям. Данная магистраль может быть поделена на несколько составных частей;
• соединительная арматура - связывает между собой распределительную и разводящую трубы;
• разводящие трубы – подают рабочую среду непосредственно к пневматическому оборудованию

На Рисунке №1 представлена схема подачи и распределения сжатого воздуха через систему трубопроводов для промышленного предприятия или химической лаборатории:

На схеме видно, что компрессор с другим энергетическим оборудованием (ресивер, осушители, маслоотделитель, фильтры и т.д.) расположены на нижнем этаже. Подготовленный сжатый воздух транспортируется на верхний уровень по вертикальной трубе. Далее рабочая среда движется по распределительному трубопроводу, и через соединительные и разводящие трубы подается непосредственно к точкам потребления.

Для малых или средних систем сжатого воздуха (например, подготовка и подача сжатого воздуха для накачивания шин) подробная схема пневмосети может и не составляться. В данном случае один и тот же трубопровод может быть и вертикальной и распределительной магистралью.

Цена по запросу

Запросить КП

Написать на почту

Скачать каталог

Предлагаем аудит компрессорного оборудования! Закажите аудит своей установки сжатого воздуха с помощью авторизованного партнера Dalgakiran. Аудит предлагает возможность качественного анализа и практические рекомендации по повышению эффективности. Перейти в раздел >>>

2Как определяют потери давления в трубопроводе?

Как хорошо видно на Рисунке №1 сжатый воздух в процессе движения от компрессора к потребителю встречает много препятствий, что неизменно приводит к потере рабочего давления. Основные факторы, влияющие на падение давления в воздушной сети, это:

• длина трубной магистрали,
• внутренний диаметр труб,
• количество изгибов, муфт, клапанов,
• скорость воздушного потока,
• производительность компрессора, рабочее давление и т.д.

В небольших или средних системах сжатого воздуха потери давления могут рассчитываться по специальной формуле (без учета количества клапанов, муфт, поворотов труби и т.д.):

где:

• qv – производительность компрессора, л/сек
• d – внутренний диаметр трубы, мм
• l – длина магистрали, м
• p – входное абсолютное давление, бар.

Как видно из формулы, для определения потерь рабочего давления в пневмосети используют два важных параметра трубопровода: его протяженность и величину внутреннего диаметра. Эти две характеристики имеют решающее значение, и вот почему:

Если диаметр трубопровода окажется мал, это неизбежно приведет к снижению скорости воздушного потока. В результате компоненты пневмосети «не дополучают» сжатый воздух, работают не на полную силу, и в сети падает давление. При подборе диаметра трубы ошибочно полагаться на размер выходного отверстия компрессора, производительность, рабочее давление и расстояние. Специалисты рекомендуют использовать трубы бОльшего диаметра. Это несколько увеличит расходы на стоимость материалов, но значительно снизит (или исключит) падение рабочего давления в магистрали, и поможет сэкономить на энергоресурсах.

Если система подготовки и распределения сжатого воздуха достаточно сложная и протяженная (например, как на Рисунке №1), то на этапе формирования схемы пневмосети проектировщики учитывают значения потерь давления, которые приходятся на различные участки трубопровода. В Таблице №1 приведены такие значения:

То есть к данным, которые были получены по вышеуказанной формуле, прибавляются потери давления, приходящиеся на различные участки трубопровода.

Влияние изгибов, муфт и других составляющих трубопровода на падение давления

Рассчитывая потери давления в пневмосети, обязательно стоит учесть потери, которые приходятся на различные клапаны, изгибы, задвижки, соединения, вентили и т.д. Определить такую взаимосвязь можно, воспользовавшись данными из Таблицы №2, где показано, как значение падения давления зависит от диаметра трубопровода и его конкретного участка. Например, падение давления в Т-образном соединении 25-ти миллиметровой трубе эквивалентно падению давления в двухметровой прямой трубе.

Таблица №2 Эквивалентные длины труб (в метрах):

Как подобрать диаметр трубы для сети распределения сжатого воздуха с давлением 7 бар?

В Таблице №3 указана взаимосвязь между производительностью компрессора и длиной трубной магистрали. Зная эти два показателя, можно легко подобрать требуемый диаметр трубной магистрали. Данные Таблицы рассчитаны на максимальный перепад давления 0,3 бар. Указанные значения относятся к прямой трубе без каких-либо поворотов, клапанов и т.д. Например, данные таблицы можно использовать для расчета потерь давления в деревообрабатывающем цеху, где от компрессора идет одна распределительная (разводящая) труба.

Таблица №3:

Любые расчеты, касающиеся подбора оборудования или построения схемы подготовки и распределения сжатого воздуха, требуют опыта и навыков их проведения. Первоначально специалисты проводят технический аудит на производстве, делают замеры, проводят предварительные расчеты, используют специальное программное обеспечение.

Также не стоит забывать о возможных расширениях предприятия и будущих потребностях в сжатом воздухе! Выбор протяженности системы трубопроводов и диаметра труб, основанный исключительно на текущих требованиях к потоку, может быть большой ошибкой. Некоторые дополнительные затраты и предусмотрительность сейчас могут принести серьезные дивиденды в будущем.

3Как выбрать материал для трубопровода сжатого воздуха?

Для производства труб системы подготовки и распределения сжатого воздуха используют несколько материалов. Выбор того или иного зависит от нескольких факторов:

• условия эксплуатации (улица, помещение),
• качество сжатого воздуха,
• перепады давления,
• протяженности трубопровода,
• требуемого диаметра трубы,
• стоимости,
• рабочего давления и производительности компрессора,
• износостойкости.

Чаще всего в сетях распределения сжатого воздуха устанавливают трубы, изготовленные из следующих материалов:

1. Сталь. К основным преимуществам данного вида труб относятся: бесшовность соединения, наличие резьбовых соединений, разнообразие видов и форм, разнообразие номинальных диаметров, коррозионная стойкость, низкое сопротивление воздушному потоку. Ограничения к выбору данного вида трубопровода: гальванизированное покрытие увеличивает сопротивление воздушному потоку. Также, трубы из нержавеющей стали достаточно дорогие и имеют значительный вес, по сравнению с пластиковыми трубами.
2. Медь. Для многих предприятий медный трубопровод для системы распределения сжатого воздуха достаточно дорогостоящий вариант и требует привлечения сторонних специалистов по монтажу высокого технического уровня. Чаще всего такой вид труб используют в медицине или в лабораториях. Медные трубы имеют низкое сопротивление движению потока, устойчивы к коррозии.
3. Пластик. Для производства труб используют следующие виды пластика: полипропилен (РPR), полиамид (РА), полиэтилен (РЕ), акрилнитрил-бутадиен-стиролполимер (ABS). Готовые изделия из них не подвержены коррозии, имеют множество форм и соединений, обладают низкой эластичностью, просты в монтаже и обслуживании. Максимальное расчетное давление каждого вида трубы производители указывают в ее спецификации (обозначение PN и далее величина давления в бар, например PN16).

Наиболее распространенным материалом для прокладки пневмопроводов является полипропиленовые трубы. Они просты в установке, имеют приемлемую стоимость и выдерживают давление сжатого воздуха до 20 бар. Внешние диаметры полипропиленовых труб: 20 мм, 25 мм, 32 мм, 40 мм, 50 мм, 63 мм. Внутренние диаметры зависят от максимального давления, на которое они рассчитаны и соответственно зависят от толщины стенок труб, поэтому при выборе материалов пневмопровода нужно внимательно ознакомиться с характеристиками выбранной для монтажа PPR-трубы.

Компрессорные системы Dalgakiran

Одним из лучших производителей компрессорного оборудования на данный момент является Dalgakiran. Это турецкий завод с европейским менеджментом качества и технологиями, которые не уступают Atlas Copco.

Компрессоры поставляются с ременным и прямым приводами, а также оснащены частотным преобразователем, встроенными и наружными осушителями. Большой номенклатурный ряд позволяет закрыть потребность в сжатом воздухе практически для любого производства, а также создать полноценную компрессорную для целого предприятия.

Обращаем ваше внимание, что для правильного подбора компрессорной техники наши специалисты предлагают заполнить Опросный Лист, в котором отражаются все наиболее важные нюансы при выборе агрегатов. Также, вы можете обратиться к нашим специалистам за консультацией любым удобным способом:

• По телефону: 8 800 555 95 28 (звонок бесплатный)
• По электронной почте: to@novatecs.ru
• Заполнив заявку в нашем онлайн-чате.