يفتح في علامة تبويب جديدة
الانتقال إلى المحتوى
الأدوات

حاسبة تدفق الهواء المضغوط (CFM): تدفق الأنابيب وانخفاض الضغط

أدخل حجم الأنبوب وطوله وضغط الإمداد واستهلاك الهواء. تُظهر الآلة الحاسبة سرعة الهواء، وانخفاض الضغط، والضغط المتبقي في نهاية الخط، كما أنها تحسب عكسيًّا لتحديد أكبر تدفق يمكن أن يتحمله الأنبوب في حدود انخفاض الضغط الذي تحدده. يُدخل التدفق على أنه هواء حر (الحجم عند الضغط الجوي)، وهي الطريقة التي تُصنف بها الضواغط والأدوات الهوائية.

أقصى تدفق هواء حر عند انخفاض الضغط بمقدار 0.5 bar

ضغط الإمداد 7 bar مقاسًا بالنسبة إلى الضغط الجوي. حُسب بالطريقة نفسها المستخدمة في الأداة أعلاه.

حجم الأنبوب القطر الداخلي ID (mm) لتر/دقيقة عند ارتفاع 3 أمتار لتر/دقيقة عند ارتفاع 10 أمتار cfm عند ارتفاع 10 أمتار
4 × 2.5 ملم 2.5 30 16 0.6
6 × 4 ملم 4 106 55 2.0
8 × 5 ملم 5 194 101 3.6
8 × 5.5 ملم 5.5 251 131 4.6
8 × 6 ملم 6 318 166 5.9
10 × 6.5 ملم 6.5 395 206 7.3
10 × 8 ملم 8 692 361 12.8
12 × 8 ملم 8 692 361 12.8
14 × 10 ملم 10 1,265 660 23.3
16 × 12 ملم 12 2,071 1,080 38.2
1/8 بوصة 1.58 9 5 0.2
1/4 بوصة 4.35 133 70 2.5
3/8 بوصة 6.35 371 193 6.8
1/2 بوصة 9.6 1,133 591 20.9

كيف تعمل الآلة الحاسبة

يُجرى فحصان على خط الأنابيب نفسه.

سرعة الهواء

يُحوَّل تدفق الهواء الحر إلى الحجم عند ضغط الخط وفقًا لقانون بويل، باستخدام نسبة الضغط الجوي إلى الضغط المطلق للخط، ثم يُقسَّم على المقطع العرضي الداخلي للأنبوب. وهذه هي الطريقة المستخدمة في حاسبة سرعة الهواء MEASUR التابعة لمختبر أوك ريدج الوطني. يُعتبر الضغط الجوي 1.01325 bar مطلقًا.

انخفاض الضغط

يُحسب انخفاض الضغط باستخدام الصيغة التجريبية للهواء المضغوط التي نشرها Engineering ToolBox:

dp = 7.57 × q1.85 · L · 104 / (د5 · (ص)

حيث dp هو انخفاض الضغط (kg/cm²)، وq هو تدفق الهواء في الظروف الجوية (m³/min)، وL هو طول الأنبوب (m)، وd هو القطر الداخلي (mm)، وp هو الضغط المقياسي الأولي (kg/cm²). يشير المصدر إلى أن هذه الصيغة الموحدة مخصصة لانخفاضات أقل من حوالي 1 kg/cm² (14–15 psi)، ويوصي بتقسيم الخطوط الأطول أو ذات الانخفاضات الأكبر إلى أجزاء، باستخدام الضغط النهائي لكل جزء كضغط بداية للجزء التالي. تقوم الآلة الحاسبة بذلك تلقائيًا من خلال تقسيم الخط إلى 100 قسم متساوٍ، وبالتالي يتم التعامل مع الانخفاضات الكبيرة بالطريقة التي يصفها المصدر. انظر صفحة «انخفاض ضغط الهواء المضغوط» في موقع Engineering ToolBox.

هذه الصيغة هي علاقة تجريبية عامة لخطوط الهواء المضغوط، وليست قياسًا لأنبوب معين. فالوصلات والصمامات والانحناءات الحادة تزيد من الفاقد بالإضافة إلى الأنبوب نفسه، كما أن درجة الحرارة ليست من مدخلات الحساب. استخدم النتيجة لتحديد مقاس الخط ومقارنة الخيارات؛ أما بالنسبة للدوائر الحرجة، فأرسل إلينا المخطط وسنقوم بمقارنته بقيم ورقة البيانات.

قراءة النتائج

السرعة

تبلغ إرشادات أوك ريدج لأنابيب الهواء المضغوط حوالي 20 ft/s (6 m/s) للخطوط الرئيسية، وبما لا يزيد على 30 ft/s (9 m/s) في الفروع، وبحد أقصى 50 ft/s (15 m/s) لخطوط التوزيع الهابطة وخطوط التغذية. وقد وُضعت هذه القيم لأنابيب المصانع. يمكن أن تتجاوز الأنابيب القصيرة المتصلة بأسطوانة واحدة أو أداة واحدة هذه القيم؛ ولخط يعمل باستمرار بتدفق عالٍ، اختر قطرًا داخليًا أكبر.

انخفاض الضغط

يؤدي القطر الداخلي الأصغر إلى فقدان الضغط بدرجة أكبر بكثير مقارنة بالخط الأطول: ففي المعادلة، يرتفع الانخفاض بما يتناسب مع التدفق مرفوعًا إلى الأس 1.85، وينخفض عكسيًا مع القوة الخامسة للقطر الداخلي، ولا يزداد إلا بشكل متناسب مع الطول. الانتقال من قطر داخلي يبلغ 4 mm إلى 6 mm يقلل الانخفاض لنفس التدفق بنسبة 87 في المائة تقريبًا، لأن (4/6)5 يبلغ حوالي 0.13. قارن الأحجام عند نفس الضغط والتدفق قبل الاختيار.

اختيار الأنابيب

الأقطار الداخلية الواردة في قائمة المقاسات هي القيم المذكورة في أوراق بيانات مواد PA6 وPA12 وPU الخاصة بنا. أما بالنسبة للأنواع الأخرى، فيرجى إدخال القطر الداخلي الوارد في ورقة البيانات. ويُجرى فحص كل من ضغط التشغيل ودرجة الحرارة ونصف قطر الانحناء بشكل منفصل: انظر جدول مقاسات الأنابيب لكل مقاس نذكره مع الضغط المقنن الخاص به.

هل يمكنك تحويل وحدة psi إلى وحدة cfm؟

لا. فالضغط (psi أو bar) والتدفق (cfm أو L/min) كميتان مختلفتان، لذا لا يوجد تحويل مباشر بينهما. يعتمد التدفق الذي ينقله الخط على فرق الضغط عبره، والقطر الداخلي للأنبوب وطوله، والقيود على التدفق في الدائرة. ولهذا تطلب هذه الحاسبة المدخلات الأربعة جميعها. لتحويل وحدات من النوع نفسه، استخدم محول وحدات الأنابيب: 1 cfm = 28.3168 L/min، و1 bar = 14.5038 psi.

الأسئلة الشائعة

ما المقصود بتدفق الهواء الحر (FAD، SCFM)؟

وهو حجم الهواء المقاس في الظروف الجوية العادية قبل الضغط. وعادةً ما يتم تحديد إنتاجية الضاغط واستهلاك الأدوات الهوائية بهذه الطريقة، لذا أدخل الاستهلاك على أنه «هواء حر». داخل الأنبوب، تشغل نفس كتلة الهواء حجمًا أصغر، وهو ما تأخذه الآلة الحاسبة في الحسبان عند حساب السرعة.

ما هو انخفاض الضغط المقبول في خط الأنابيب؟

تعتبر صفحة «Engineering ToolBox» أن الانخفاضات التي تتجاوز حوالي 1 kg/cm² (14–15 psi) تقع خارج نطاق الصيغة البسيطة. يتحدد الحد المناسب لجهازك وفقًا للضغط الذي تحتاجه الأداة أو الأسطوانة في نهاية الخط، لذا قم بضبط ضغط الإمداد ومقدار الانخفاض المسموح به وفقًا لهذا المطلب.

هل تشمل النتيجة الوصلات والصمامات؟

لا. يشمل الحساب الأنبوب المستقيم. فوصلات الضغط السريع (push-in) والصمامات والمرشحات والانحناءات تضيف كل منها مقاومة، لذا يجب ترك هامش عندما يحتوي الخط على عدة عناصر من هذه الأنواع.

هل يمكنني استخدام هذا مع أنواع الأنابيب بخلاف PA6 وPA12 وPU؟

نعم. اختر «مخصص» أو أدخل أي قطر داخلي بالمليمتر. يعتمد الحساب على القطر الداخلي، وليس على مادة الأنبوب.

الصفحات ذات الصلة

هل تحتاج إلى تحديد مقاس خط أنابيب أو التحقق منه؟ أرسل مخططك ومتطلباتك.