Калькулятор расхода сжатого воздуха в кубических футах в минуту (CFM): расход в трубопроводе и падение давления
Введите размер трубопровода, его длину, давление в источнике и расход воздуха. Калькулятор вычисляет скорость воздуха, перепад давления и остаточное давление на конце линии, а также обратно рассчитывает максимальный расход, который может пропускать ваш трубопровод при заданном вами перепаде давления. Расход указывается в виде объёма свободного воздуха (объём при атмосферном давлении) — именно так определяются номинальные характеристики компрессоров и пневматических инструментов.
Максимальный расход воздуха в свободном потоке при перепаде давления 0,5 бар
Давление в системе подачи — 7 бар (по манометру). Рассчитано по той же методике, что и для описанного выше инструмента.
| Размер трубки | ID (мм) | л/мин при 3 м | л/мин на высоте 10 м | cfm на высоте 10 м |
|---|---|---|---|---|
| 4 × 2,5 мм | 2.5 | 30 | 16 | 0.6 |
| 6 × 4 мм | 4 | 106 | 55 | 2.0 |
| 8 × 5 мм | 5 | 194 | 101 | 3.6 |
| 8 × 5,5 мм | 5.5 | 251 | 131 | 4.6 |
| 8 × 6 мм | 6 | 318 | 166 | 5.9 |
| 10 × 6,5 мм | 6.5 | 395 | 206 | 7.3 |
| 10 × 8 мм | 8 | 692 | 361 | 12.8 |
| 12 × 8 мм | 8 | 692 | 361 | 12.8 |
| 14 × 10 мм | 10 | 1,265 | 660 | 23.3 |
| 16 × 12 мм | 12 | 2,071 | 1,080 | 38.2 |
| 1/8 дюйма | 1.58 | 9 | 5 | 0.2 |
| 1/4 дюйма | 4.35 | 133 | 70 | 2.5 |
| 3/8 дюйма | 6.35 | 371 | 193 | 6.8 |
| 1/2 дюйма | 9.6 | 1,133 | 591 | 20.9 |
Как работает калькулятор
К одной и той же строке применяются две проверки.
Скорость воздуха
Объём свободного потока воздуха пересчитывается в объём при давлении в трубопроводе с помощью закона Бойля, исходя из отношения атмосферного давления к абсолютному давлению в трубопроводе, и делится на внутреннее поперечное сечение трубы. Именно этот метод используется в Калькулятор скорости воздуха MEASUR Национальной лаборатории Ок-Ридж. Атмосферное давление принимается равным 1,01325 бара (абсолютное).
Перепад давления
Для расчета перепада давления используется эмпирическая формула для сжатого воздуха, опубликованная на сайте Engineering ToolBox:
dp = 7,57 · q1.85 · L · 104 / (d5 · p)
где dp — перепад давления (кг/см²), q — расход воздуха в атмосферных условиях (м³/мин), L — длина трубы (м), d — внутренний диаметр (мм), а p — начальное манометрическое давление (кг/см²). В источнике отмечается, что данная формула предназначена для перепадов давления ниже примерно 1 кг/см² (14–15 фунтов на квадратный дюйм), и рекомендуется разделять более длинные линии или линии с большим перепадом давления на участки, используя конечное давление каждого участка в качестве начального давления следующего. Калькулятор делает это автоматически, разбивая линию на 100 равных участков, поэтому большие перепады высоты обрабатываются так, как описано в источнике. См. Страница «Падение давления сжатого воздуха» в разделе «Инженерный инструментарий».
Данная формула представляет собой общее эмпирическое соотношение для трубопроводов сжатого воздуха, а не расчет для конкретной трубы. Фитинги, клапаны и крутые изгибы приводят к дополнительным потерям помимо тех, которые возникают в самой трубе, а температура не учитывается в расчете. Используйте полученный результат для расчета размеров трубопровода и сравнения вариантов; в случае критически важных контуров пришлите нам схему, и мы проверим её на соответствие значениям, указанным в техническом паспорте.
Изучение результатов
Скорость
Согласно рекомендациям Ок-Риджа, скорость потока сжатого воздуха в трубопроводах должна составлять около 20 футов/с (6 м/с) для магистральных коллекторов, не более 30 футов/с (9 м/с) — для ответвлений, а для отводов и подводящих линий верхний предел составляет 50 футов/с (15 м/с). Эти значения приведены для трубопроводов на производственных объектах. Скорость в коротких трубопроводах, ведущих к отдельному баллону или инструменту, может превышать указанные значения; для непрерывной подачи с высоким расходом следует выбирать трубы большего внутреннего диаметра.
Перепад давления
Уменьшение внутреннего диаметра приводит к гораздо большему падению давления, чем увеличение длины трубопровода: согласно формуле, падение давления растёт пропорционально 1,85-й степени расхода, уменьшается пропорционально 5-й степени внутреннего диаметра и растёт лишь пропорционально длине. Увеличение внутреннего диаметра с 4 мм до 6 мм снижает перепад давления при том же расходе примерно на 87 процентов, поскольку (4/6)5 составляет примерно 0,13. Перед выбором сравните размеры при одинаковых значениях давления и расхода.
Выбор трубок
Внутренние диаметры, указанные в таблице размеров, соответствуют значениям, приведенным в наших технических паспортах на материалы PA6, PA12 и PU. Для других марок следует указывать внутренний диаметр, указанный в техническом паспорте. Рабочее давление, температура и радиус изгиба проверяются отдельно: см. таблица размеров трубок для каждого размера мы указываем номинальное давление.
- Трубки из нейлона PA6: самые высокие номинальные значения давления в данной линейке для большинства типоразмеров.
- Трубки из нейлона PA12: стабильные размеры при эксплуатации во влажной среде.
- Трубки из полиэфирного ПУ: гибкий полиуретан для линий, работающих во влажной среде и подвергающихся промывке.
- Трубки из PU: минимальные радиусы поворота для подвижного оборудования.
Можете ли вы перевести psi в cfm?
Нет. Давление (psi или бар) и расход (cfm или л/мин) — это разные величины, поэтому прямого соотношения между ними нет. Расход в трубопроводе зависит от перепада давления в нём, внутреннего диаметра и длины трубки, а также от сужений в контуре. Именно поэтому в этом калькуляторе требуется ввести все четыре параметра. Для преобразования единиц одного и того же типа используйте конвертер единиц измерения для труб: 1 куб. фут в минуту = 28,3168 л/мин, а 1 бар = 14,5038 фунтов на квадратный дюйм.
Часто задаваемые вопросы
Что такое расход воздуха (FAD, SCFM)?
Это объем воздуха, измеренный в атмосферных условиях до сжатия. Производительность компрессора и расход пневматического инструмента обычно указываются именно в таких единицах, поэтому вводите расход в единицах «свободного воздуха». Внутри трубопровода та же масса воздуха занимает меньший объем, что учитывается калькулятором при расчете скорости.
Какой перепад давления считается допустимым в трубопроводе?
На странице Engineering ToolBox падение давления свыше примерно 1 кг/см² (14–15 фунтов на квадратный дюйм) рассматривается как выходящее за пределы области применения простой формулы. Правым пределом для вашего оборудования является давление, необходимое для инструмента или цилиндра на конце линии, поэтому устанавливайте давление подачи и допустимое падение давления исходя из этого требования.
Включены ли в результат фитинги и клапаны?
Нет. Расчет проводится для прямой трубы. Вставные фитинги, клапаны, фильтры и отводы увеличивают сопротивление, поэтому следует оставлять запас, если в линии имеется несколько таких элементов.
Можно ли использовать этот материал для изготовления трубок из других материалов, кроме PA6, PA12 и PU?
Да. Выберите «Пользовательский» или введите любое значение внутреннего диаметра в миллиметрах. Расчет зависит от внутреннего диаметра, а не от материала трубы.
Связанные страницы
- Таблица размеров трубок: наружный диаметр, внутренний диаметр, толщина стенки и рабочее давление для каждого размера.
- Конвертер единиц измерения для труб: бар, фунт на квадратный дюйм, миллиметры и дюймы.
- Руководство по пневматическим трубкам: выбор материала и размера воздуховодов.
- Технические паспорта: номинальные значения, указанные в документации.
Нужно определить размер лески или проверить её? Пришлите нам макет и свои требования.