Công thức tính lưu lượng khí nén trong đường ống

Lưu lượng khí nén chạy qua đường ống là yếu tố quan trọng ảnh hưởng trực tiếp tới độ bền và hiệu quả của ống dẫn khí. Vì vậy để tránh lãng phí cũng như hạn chế tình trạng bị tụt áp do lưu lượng khí quá lớn trước khi lắp đặt chúng ta cần biết cách tính lưu lượng khí nén qua đường ống dẫn khí. Hãy cùng tìm hiểu công thức qua bài viết  ngay dưới đây: 

Vai trò của việc tính lưu lượng khí nén qua đường ống 

Việc tính lưu lượng khí nén qua đường ống chính xác và lắp đặt đúng kích cỡ đường ống dẫn khí nén sẽ giúp giảm thiểu vấn đề tụt áp hệ thống khí nén.

Nếu đường ống dẫn khí quá nhỏ mà lại có lượng khí nén đi qua lớn thì vấn đề tụt áp sẽ xảy ra giữa điểm đầu và cuối. Và việc tụt áp gây ra thiệt hại tương đối lớn về tiền bởi áp suất làm việc càng lớn, lượng điện năng tiêu thụ càng nhiều. Theo khuyến cáo độ tụt tối đa là 0/1 bar.

Mỗi đoạn đường ống khí nén tắc nghẽn đều có thể gây ra hiện tượng tụt áp. Hay khoảng cách từ máy nén đến máy móc thiết bị sử dụng càng xa thì độ tụt áp hệ thống khí nén càng lớn.

Lưu lượng khí chạy qua đường ống khí nén cũng được xem là nhân tố ảnh hưởng bởi càng nhiều khí qua cùng một đường ống thì độ tụt áp càng lớn. Vậy để khắc phục độ tụt áp toàn hệ thống chúng ta cần tính toán lưu lượng đường ống khí nén qua các yếu tố:

  • Đường kính ống dẫn khí nén
  • Số lượng đoạn uốn cong, van khóa, khớp nối…
  • Lưu lượng khí đi qua hệ thống đường ống dẫn khí nén

Cách tính lưu lượng đường ống khí nén 

Để bắt đầu tính toán thiết kế đường ống khí nén bạn phải biết được lưu lượng khí nén lưu thông qua hệ thống của bạn. Cách dễ dàng nhận biết được đó chính là dựa vào thông số kỹ thuật của máy nén khí thường được tính bằng đơn vị m3/ phút hay cũng có thể lít/ phút.

Bảng kích cỡ tiêu chuẩn đường ống dẫn khí nén

Nếu bạn không muốn sử dụng công thức tính lưu lượng khí nén trong đường ống để tính độ tụt áp bạn có thể dựa vào bảng tính sẵn có sau đây.

Bảng tính phù hợp cho mức áp suất làm việc tương đối là 7 bar độ tụt áp tối thiểu chỉ 0.3 bar dành cho đường ống thẳng không có khúc nối quanh co….

Ví dụ cụ thể:

Một cút nối trong 1 đoạn ống 25mm có chiều dài ống tương đương là 1.5 mét từ đó ta có thể thấy được cút nối sẽ tạo lượng tụt áp như 1.5 mét đường ống dẫn khí nén thẳng.

Ngoài ra, người sử dụng còn có thể áp dụng cách kiểm tra những lưu lượng khác khá đơn giản, mà không cần phải tính toán nhưng kết quả lại tương đối chính xác. Đó là người dùng có thể sử dụng các thiết bị đo lưu lượng khí nén, sau đó giúp kiểm soát được công suất thực tế, hay các vấn đề rò rỉ khí nén, hoặc các lượng khí sử dụng tại từng thời điểm…

Như vậy có thể thấy tính lưu lượng khí nén qua đường ống là công việc vô cùng quan trọng nhưng không hề dễ dàng. Một đường ống dẫn khí chuẩn phù hợp với lưu lượng khí chạy qua sẽ làm giảm tới 30% hiện tượng tụt áp cho toàn hệ thống khí nén. Nếu bạn vẫn còn băn khoăn, thắc mắc gì xin liên hệ theo số hotline: 097.369.8910 để được tư vấn, giải đáp miễn phí. 

Một câu hỏi cũng rất quan trọng khi thiết kế và lắp đặt hệ thống đường ống dẫn khí nén đó là nên dùng ống bằng chất liệu gì. Tùy theo các ứng dụng cụ thể hoặc yêu cầu về chất lượng khí nén, có thể sử dụng ống dẫn khí với vật liệu khác nhau.

Dưới đây, chúng ta hãy tìm hiểu sơ qua về một số loại thông dụng và ưu nhược điểm của chúng.

Có thể chia làm hai vật liệu chính: NHỰA vs KIM LOẠI

ỐNG DẪN KHÍ BẰNG NHỰA

Ống dẫn khí bằng nhựa có nhiều ưu điểm vượt trội hơn so với bằng kim loại như:

  • Chúng không bị ăn mòn. Do đó bạn sẽ không phải lo lắng về việc rỉ séc và rỉ kim loại đi vào khí nén đầu ra. Giảm nguy cơ tắc nghẽn trên đường ống hoặc van
  • Bề mặt bên trong đường ống luôn mịn và không bao giờ xuống cấp. Tạo dòng chảy khí nén thành lớp --> giảm tụt áp trên đường ống.
  • Nhẹ, dễ dàng vận chuyển và kết nối.
  • Việc cắt ống nhựa khá đơn giản và nhanh chóng.
  • Ống nhựa có thể được kết nối nhanh chóng bằng keo. Ít phức tạp hơn ống băng kim loại cần ren hoặc hàn.

Tuy nhiên, bạn không thể sử dụng mọi loại ống nhựa để dẫn khí nén. Các dạng ống nhựa phổ biến nhất hiện nay là ống PVC, CPVC. Thường được dùng để làm ống dẫn nước và không phù hợp để dẫn khí nén áp lực cao. Ngoài ra có thể bị ăn mòn bởi lượng dầu lẫn trong khí nén.

Một số loại ống nhựa có thể dùng làm ống dẫn khí nén như: ABS, PE, HDPE. Có khả năng chịu được áp lực cao, không bị ăn mòn bởi dầu.

ỐNG DẪN KHÍ BẰNG KIM LOẠI

Tuy ống dẫn khí bằng nhựa có nhiều ưu điểm nội trội, nhưng ống kim loại vẫn là lựa chọn số một của đại đa số người dùng. Chúng được nhiều người cho là nhìn cứng cáp và có độ bền cao hơn.

Chúng ta hãy điểm qua vài ưu điểm của ống dẫn khí bằng kim loại:

  • Là vật liệu truyền thống nên đại đa số kỹ thuật viên đã biết cách lắp đặt.
  • Độ bền cao đã được minh chứng.
  • Không bị cong vênh
  • Không bị ăn mòn bởi dầu trong khí nén

Một số dạng ống bằng kim loại:

- Ống thép đen

Đây là loại vật liệu được sử dụng làm ống dẫn khí thế hệ đầu tiên. Có sức bền, cứng cao, tuy nhiên dễ bị ăn mòn. Ống cũng rất nặng nên cần được gia cố và treo kỹ. Việc kết nối ống cũng khá khó khăn và các mối hàn dễ bị rò rỉ.

- Ống thép mạ km

Đây là loại ống được sử dụng thông dụng nhất hiện nay ( chiểm trên 90%). Các đặc tính tương tự như ống thép đen, tuy nhiên ít bị ăn mòn. Lớp mạ có thể bị bong ra theo thời gian nếu chọn chất lượng ống không tốt.

- Ống thép không gỉ (INOX)

Ống thép không gỉ có ưu điểm nổi bật là không bị ăn mòn bởi nước hoặc dầu. Tuy nhiên việc lắp đặt khó khăn do ống nặng, khó kết nối cũng như chi phí đầu tư cao. Ống thép không gỉ thường được lắp đặt với hệ thống khí nén không dầu yêu cầu chất lượng khí ra rất sạch. Dùng trong các nhà máy về thực phẩm, y tế, điện tử,..hay hệ thống đường ống dẫn khí y tế

- Ống nhôm

Ống nhôm có thể coi là tương lai của công nghệ lắp đặt đường ống dẫn khí. Với đặc tính không bị ăn mòn như ống thép không gỉ và trọng lượng nhẹ hơn rất nhiều. Việc thi công lắp đặt đường ống dẫn khí bằng nhôm cũng khá đơn giản, kết nổi bằng các khớp nối bằng nhựa và không phải hàn hay ren ống. Tuy nhiên, hiện nay chi phí đầu tư cho ống nhôm vẫn còn khá cao.

Với những ai đang vận hành máy bơm khí nén, hay rộng hơn là hệ truyền động khí nén, việc tính lưu lượng khí là việc quan trọng để đảm bảo hiệu quả công việc, tuổi thọ của máy, cũng như phát hiện được lượng khí dò gỉ ra bên ngoài. Hơn nữa, việc biết được lưu lượng khí là bao nhiêu sẽ giúp bạn lựa chọn ống dẫn khí nén phù hợp, đảm bảo tối đa hiệu suất của máy nén khí. Ngoài các thiết bị đo lưu lượng khí chuyên dụng, đôi khi bạn cũng cần phải biết công thức tính, phòng trừ trường hợp không có sẵn máy. 

I.    Lưu lượng khí là gì?

Lưu lượng khí là thông số chỉ mức độ lưu thông của khí qua đường ống. Không khí có độ đàn hồi tốt, chịu được nén nên thường được nén trong các bình tích áp, lưu dưới dạng năng lượng.

II.    Tại sao phải tính lưu lượng khí nén?

Thông thường, khi mua máy nén khí, ta có thể biết được các thông số về lưu lượng khí nén trên các tài liệu kèm theo. Tuy nhiên, thực tế thì do ảnh hưởng của môi trường làm việc, cũng như hiệu quả làm việc của máy, lưu lượng khí nén cũng sẽ không được chính xác như trên tài liệu. Vì vậy, chúng ta cần phải tiến hành tính toán lưu lượng nén khí thực tế để xem xét khả năng làm việc và hiệu quả hoạt động của máy. Đồng thời kiểm tra công suất thiết bị và dụng cụ khí nén có thể sử dụng cho công việc nhằm tránh tình trạng máy làm việc quá tải.

>>> Xem thêm về ống hơi PU tại đây

Công thức tính lưu lượng khí nén trong đường ống

Đo lưu lượng khí 

Từ đó, sau khi thu thập được kết quả lưu lượng khí, bạn sẽ nắm bắt và đề phòng được những sự cố có thể xảy ra, kiểm soát chặt chẽ hệ thống khí nén để tiết kiệm nguồn năng lượng. Và nhờ đó, bạn cũng sẽ dễ dàng nắm bắt được độ bền và tuổi thọ của các linh phụ kiện và lên kế hoạch thay thế khi cần. 

Công thức tính lưu lượng khí nén:

Công thức tính lưu lượng khí nén trong đường ống

Trong đó:

  • Q: Lưu lượng khí nén (m3/phút)
  • P0: áp suất tuyệt đối của khí quyển (kg /cm2)
  • P1: áp suất ban đầu lúc chạy máy (kg/cm2)
  • P2: áp suất đạt được (kg/cm2)
  • V: thể tích của các thiết bị chứa khí nén (thông thường đường ống)
  • T: thời gian máy chạy từ P1 – P2 (Min)

Với công thức tính lưu lượng dòng khí, sau khi tính toán thì bạn có được một kết quả cuối cùng. So sánh xem kết quả có phù hợp với lưu lượng thiết kế của máy không? Nếu lưu lượng thực tế được tính toán ra bị giảm sút khá nhiều so với lưu lượng thiết kế, cho thấy hệ thống máy nén khí của bạn đang gặp vấn đề. Vấn đề đó có thể xuất phát từ việc rò rỉ khí nén hoặc là tình trạng hao mòn những bộ phận của máy nén khí.

Ngoài công thức tính lưu lượng khí nén chạy qua ống trong hệ thống thì việc chọn ống sẽ trở nên dễ dàng hơn bao giờ hết với cách tính đường kính ống. Bài trước mình có nhắc đến công thức tính đường kính ống khí nén:

Công thức tính lưu lượng khí nén trong đường ống

Trong đó:

  •    V: Tổng lưu lượng khí (lít/s)
  •     Chiều dài đường ống dẫn khí (mét)
  •     ∆p: Độ tụt áp cho phép (bar)
  •     Pmax: Áp suất làm việc lớn nhất (bar)
  •     d: Đường kính trong của ống dẫn khí (mm)

Việc tính theo công thức, đường kính bạn tính ra sẽ bị lẻ, tuy nhiên bạn có thể chọn ống có đường kính sát nhất. Việc chon đúng ống sẽ khiến hệ thống hạn chế được tình trạng sụt áp khí nén, đảm bảo hiệu quả làm việc.

Khi đã tính và chọn đường kính chính xác cho hệ thống đường ống, bạn hãy nhớ rằng kích thước ống lớn hơn sẽ làm tăng lưu lượng khí. Và đường kính ống mà lớn, chi phí duy trì, lắp đặt hệ thống cũng tăng lên bởi kích thước toàn hệ thống, các bộ phận thiết bị đi kèm, công suất máy khí nén…

Công thức tính lưu lượng khí nén trong đường ống

Mô phỏng hệ thống khí nén

Để tối đa hóa tốc độ dòng chảy cho bất kỳ hệ thống đường ống nào, cách tốt nhất là cài đặt hệ thống của bạn dưới dạng một vòng lặp. Tức là bắt đầu từ máy nén khí và đi vòng quanh khu vực cần khí nén, sau đó quay trở lại máy nén khí. Điều này sẽ làm tăng tốc độ dòng chảy, giảm độ sụt áp và cho phép sử dụng kích thước các dòng khí nhỏ hơn.

Kích thước van hay đầu nối của cổng trên bình nén khí của bạn không xác định kích thước đường ống cho hệ thống đường ống của bạn. Nó được tính toán bằng chiều dài đường ống và đầu ra tốc độ lưu thông khí của máy nén khí. 

Dưới đây là một số nội dung quan trọng cần nhớ:

  • Khí nén bị hao hụt trong khoảng cách dài
  • Tốc độ lưu thông khí giảm dần qua đường ống
  • Chiều dài ống càng dài, bạn sẽ cần đường kính ống lớn hơn
  • Đường ống kích thước lớn hơn làm tăng lưu lượng không khí, nhưng cũng làm tăng chi phí lắp đặt và duy trì hệ thống

Các sản phẩm liên quan

Ống hơi khí nén PU

Ống hơi dẫn khí nén cao áp Osina

Dây rửa xe cao cấp Osina

Công thức tính lưu lượng khí nén trong đường ống
Công ty TNHH Vạn Đạt là đơn vị chuyên xuất nhập khẩu có hơn 20 năm kinh nghiệm trên thị trường, đi tiên phong trong 1 số lĩnh vực sản xuất và phân phối mang thương hiệu Masuka, Osina,...