Kas ir absolūtais spiediens un kā tas ietekmē pneimatisko sistēmu veiktspēju?

Spiediena mērījumi mulsina pat pieredzējušus inženierus. Esmu risinājis neskaitāmas pneimatiskās sistēmas, kurās nepareizi spiediena mērījumi radīja darbības problēmas. Absolūtā spiediena izpratne novērš dārgi izmaksājošas aprēķinu kļūdas un sistēmas kļūmes.

Absolūtais spiediens (ABS spiediens) mēra spiedienu attiecībā pret perfektu vakuumu, mērījumā iekļaujot atmosfēras spiedienu. Tas ir vienāds ar manometrisko spiedienu plus atmosfēras spiedienu (14,7 PSI jūras līmenī), tādējādi nosakot patieso kopējo spiedienu, kas iedarbojas uz pneimatiskajiem komponentiem.

Pagājušajā nedēļā palīdzēju Tomasam, dizaina inženierim no Nīderlandes ražošanas uzņēmuma, atrisināt ar augstumu saistītas veiktspējas problēmas ar viņa pneimatiskais cilindrs bez roda¹ sistēma. Viņa aprēķini perfekti darbojās jūras līmenī, bet neizdevās kalnu iekārtā. Problēma nebija iekārtas kļūme - tā bija absolūtā spiediena nepareiza izpratne.

Satura rādītājs

• Kas ir absolūtais spiediens un kā tas atšķiras no manometriskā spiediena?
• Kāpēc absolūtajam spiedienam ir būtiska nozīme pneimatisko aprēķinu veikšanā?
• Kā augstums ietekmē absolūto spiedienu pneimatiskajās sistēmās?
• Kādi ir biežākie absolūtā spiediena lietojumi rūpniecībā?
• Kā konvertēt dažādus spiediena mērījumus?
• Kādas kļūdas pieļauj inženieri, veicot absolūtā spiediena aprēķinus?

Kas ir absolūtais spiediens un kā tas atšķiras no manometriskā spiediena?

Absolūtais spiediens ir kopējais spiediens, kas iedarbojas uz sistēmu, ko mēra no ideāla vakuuma atskaites punkta. Šis mērījums ietver atmosfēras spiediena ietekmi, ko manometriskais spiediens neņem vērā.

Absolūtais spiediens ir vienāds ar manometrisko spiedienu un atmosfēras spiedienu. Jūras līmenī atmosfēras spiediens ir 14,7 PSI, tātad 80 PSIG manometriskais spiediens ir 94,7 PSIA absolūtais spiediens. Šī atšķirība ir būtiska, lai veiktu precīzus pneimatisko sistēmu aprēķinus.

Spiediena atskaites punktu izpratne

Dažādos spiediena mērījumos izmanto dažādus atskaites punktus:

Absolūtā spiediena pamati

Absolūtais spiediens sniedz pilnīgu spiediena ainu. Tas ietver gan pielikto spiedienu, gan atmosfēras spiedienu sistēmā.

Pamatattiecības ir šādas:
PSIA = PSIG + atmosfēras spiediens

Standarta jūras līmeņa apstākļos:
PSIA = PSIG + 14,7

Mērinstrumenta spiediena ierobežojumi

Veicot manometriskos spiediena mērījumus, netiek ņemtas vērā atmosfēras spiediena svārstības. Tas rada problēmas, ja atmosfēras spiediens mainās augstuma vai laika apstākļu dēļ.

Lielākajā daļā rūpniecisko lietojumu labi darbojas manometrs, jo atmosfēras spiediens fiksētās vietās ir relatīvi nemainīgs. Tomēr absolūtais spiediens kļūst kritiski svarīgs:

• Augstuma kompensācijas aprēķini
• Vakuuma sistēmas konstrukcija
• Gāzes tiesību lietojumi
• Plūsmas ātruma aprēķini
• Temperatūras kompensācija

Praktiskās mērījumu atšķirības

Nesen strādāju ar Annu, procesu inženieri no Norvēģijas jūras platformas. Viņas pneimatiskie aprēķini lieliski darbojās krastā, bet nedarbojās, kad iekārta tika pārcelta uz darbību jūrā.

Problēma bija saistīta ar atmosfēras spiediena svārstībām. Laikapstākļu sistēmas radīja 1-2 PSI atmosfēras spiediena izmaiņas, kas ietekmēja manometra spiediena rādījumus. Pārejot uz absolūtā spiediena mērījumiem, mēs novērsām ar laikapstākļiem saistītās veiktspējas svārstības.

Vizuālā izpratne

Absolūto spiedienu iedomājieties kā mērījumu no peldbaseina dibena (ideāls vakuums) līdz ūdens virsmai (sistēmas spiediens). Manometra spiediens mēra tikai no normālā ūdens līmeņa (atmosfēras spiediena) līdz ūdens virsmai.

Šī analoģija palīdz saprast, kāpēc absolūtais spiediens sniedz pilnīgāku informāciju inženiertehniskajiem aprēķiniem.

Kāpēc absolūtajam spiedienam ir būtiska nozīme pneimatisko aprēķinu veikšanā?

Absolūtais spiediens ir pamats precīziem pneimatisko sistēmu aprēķiniem. Daudzām inženiertehniskajām formulām ir nepieciešamas absolūtā spiediena vērtības, lai iegūtu pareizus rezultātus.

Absolūtajam spiedienam ir būtiska nozīme pneimatiskajos aprēķinos, jo gāzes likumos, plūsmas vienādojumos un termodinamiskajās attiecībās tiek izmantotas absolūtā spiediena vērtības. Ja šajās formulās tiek izmantots manometriskais spiediens, tiek iegūti nepareizi rezultāti, kas var novest pie sistēmas kļūmēm.

Gāzes likuma lietojumprogrammas

Portāls ideālās gāzes likums² precīziem aprēķiniem nepieciešams absolūtais spiediens:

PV = nRT

Kur:

• P = absolūtais spiediens
• V = tilpums
• n = molu skaits
• R = Gāzes konstante
• T = Absolūtā temperatūra³

Gāzes likuma aprēķinos, izmantojot manometrisko spiedienu, rodas kļūdas, kas ir proporcionālas atmosfēras spiedienam. Lielākajā daļā aprēķinu jūras līmenī tas rada 15% kļūdu.

Plūsmas ātruma aprēķini

Pneimatiskās plūsmas ātruma formulām ir nepieciešami absolūtā spiediena koeficienti:

Plūsmas ātrums ∝ √(P₁² - P₂²)

kur P₁ un P₂ ir absolūtais spiediens pirms un pēc ierobežojuma.

Ja plūsmas aprēķinos izmanto manometrisko spiedienu, var rasties kļūdas, kas pārsniedz 20%, kā rezultātā sistēmas komponenti ir pārāk mazi vai pārāk lieli.

Cilindra spēka aprēķini

Lai gan pamata spēka aprēķini (F = P × A) tiek veikti ar manometrisko spiedienu, progresīviem lietojumiem ir nepieciešams absolūtais spiediens:

Augstuma kompensēšana

Atmosfēras spiediena svārstību dēļ spēka jauda mainās atkarībā no augstuma. Absolūtā spiediena aprēķinos šīs izmaiņas tiek ņemtas vērā.

Temperatūras ietekme

Gāzes izplešanās un saraušanās aprēķiniem ir nepieciešamas absolūtā spiediena un temperatūras vērtības, lai nodrošinātu precizitāti.

Kompresora veiktspēja

Kompresoru izmēru un darbības aprēķinos izmanto absolūtā spiediena attiecības:

Kompresijas koeficients = P₂(abs) ÷ P₁(abs)

Šī attiecība nosaka kompresora pakāpes prasības un enerģijas patēriņu. Izmantojot manometrisko spiedienu, tiek iegūts nepareizs spiediens. kompresijas koeficienti⁴.

Reāls piemērs

Es palīdzēju Markusam, tehniskās apkopes vadītājam no Šveices precīzās ražošanas uzņēmuma, atrisināt nekonsekventas cilindru bez stieņiem darbības problēmu. Viņa uzņēmums darbojās 3000 metru augstumā, kur atmosfēras spiediens ir 13,2 PSI, nevis 14,7 PSI jūras līmenī.

Viņa manometra spiediena rādījumi bija 80 PSIG, bet absolūtais spiediens bija tikai 93,2 PSIA, nevis gaidītie 94,7 PSIA. Šī 1,5 PSI starpība samazināja cilindra izejas spēku par 1,6%, radot pozicionēšanas precizitātes problēmas precīzos lietojumos.

Pārkalibrējot viņa aprēķinus atbilstoši vietējam atmosfēras spiedienam, mēs atjaunojām pareizu sistēmas darbību.

Vakuuma lietojumprogrammas

Vakuuma sistēmās nepieciešami absolūtā spiediena mērījumi, jo zem atmosfēras spiediena manometriskais spiediens kļūst negatīvs:

Kā augstums ietekmē absolūto spiedienu pneimatiskajās sistēmās?

Augstums virs jūras līmeņa būtiski ietekmē atmosfēras spiedienu, tādējādi ietekmējot pneimatisko sistēmu darbību. Izprotot šo ietekmi, var izvairīties no darbības problēmām augstumā esošās iekārtās.

Atmosfēras spiediens samazinās aptuveni par 0,5 PSI uz katriem 1 000 metriem augstuma kāpuma. Šis samazinājums ietekmē absolūtā spiediena aprēķinus un var samazināt pneimatiskā cilindra izejas spēku par 3-4% uz 1 000 pēdu augstuma.

Atmosfēras spiediens atkarībā no augstuma

Standarta atmosfēras spiediens paredzami mainās atkarībā no augstuma:

Spēka izejas ietekme

Samazināts atmosfēras spiediens ietekmē cilindra spēka aprēķinus, ja tiek izmantots absolūtais spiediens:

Efektīvais spiediens = manometriskais spiediens + vietējais atmosfēras spiediens

Balonam, kas darbojas ar 80 PSIG:

• Jūras līmenis: 80 + 14,7 = 94,7 PSIA
• 5 000 pēdu: 80 + 12,2 = 92,2 PSIA
• Spēka samazināšana: 2.6%

Augstuma kompensācijas stratēģijas

Vairākas metodes kompensē augstuma ietekmi:

Spiediena regulēšana

Palieliniet manometra spiedienu, lai uzturētu nemainīgu absolūto spiedienu:
Vajadzīgais manometra spiediens = mērķa absolūtais spiediens - vietējais atmosfēras spiediens

Sistēmas pārprojektēšana

Mainiet cilindru izmērus, lai saglabātu izejas spēku pie pazemināta absolūtā spiediena.

Vadības sistēmas kompensācija

Programmējiet vadības sistēmas, lai pielāgotos vietējām atmosfēras spiediena svārstībām.

Temperatūras un augstuma kombinētā ietekme

Gan augstums, gan temperatūra ietekmē gaisa blīvumu un sistēmas veiktspēju:

Gaisa blīvums = (absolūtais spiediens × molekulmasa) ÷ (gāzes konstante × absolūtā temperatūra)

Lielākos augstumos parasti ir zemāka temperatūra, kas daļēji kompensē spiediena samazināšanās ietekmi uz gaisa blīvumu.

Reālā darba augstuma pielietojums

Es strādāju kopā ar Karlosu, projekta vadītāju, kurš uzstādīja pneimatiskās sistēmas kalnrūpniecības uzņēmumā Peru, 12 000 pēdu augstumā. Viņa veiktie aprēķini jūras līmenī parādīja, ka spēks ir pietiekams materiālu pārvietošanas lietojumiem.

Uzstādīšanas augstumā atmosfēras spiediens bija tikai 9,3 PSIA salīdzinājumā ar 14,7 PSIA jūras līmenī. Šis atmosfēras spiediena samazinājums ievērojami ietekmēja sistēmas veiktspēju.

Mēs kompensējām ar:

• Darba spiediena palielināšana no 80 līdz 95 PSIG
• Kritisko cilindru izmēru palielināšana līdz 15%
• Spiediena pastiprinātāju pievienošana liela spēka lietojumiem

Modificētā sistēma nodrošināja nepieciešamo veiktspēju, neraugoties uz ekstremāliem augstuma apstākļiem.

Laikapstākļu ietekme augstumā

Lielos augstumos laikapstākļu ietekmē atmosfēras spiediena svārstības ir lielākas:

Jūras līmeņa svārstības

• Augsts spiediens: 15,2 PSIA (+0,5 PSI)
• Zems spiediens: 14,2 PSIA (-0,5 PSI)
• Kopējais diapazons: 1,0 PSI

Lielā augstuma variācijas (10 000 pēdu augstumā)

• Augsts spiediens: 10,6 PSIA (+0,5 PSI)
• Zems spiediens: 9,6 PSIA (-0,5 PSI)
• Kopējais diapazons: 1,0 PSI (10% pamatspiediena)

Kādi ir biežākie absolūtā spiediena lietojumi rūpniecībā?

Absolūtā spiediena mērījumi ir būtiski daudzos rūpnieciskos lietojumos, kur precīzas spiediena attiecības nosaka sistēmas veiktspēju un drošību.

Bieži absolūtā spiediena lietojumi ietver vakuuma sistēmas, gāzes plūsmas aprēķinus, kompresoru izmēru noteikšanu, augstuma kompensāciju un termodinamiskos procesus. Šajos lietojumos nepieciešams absolūtais spiediens, jo manometriskā spiediena mērījumi sniedz nepilnīgu informāciju.

Vakuuma sistēmas projektēšana

Vakuuma lietojumiem nepieciešami absolūtā spiediena mērījumi, jo zem atmosfēras spiediena manometriskais spiediens kļūst negatīvs:

Vakuuma sūkņa izmēra noteikšana

Vakuumsūkņa jauda ir atkarīga no absolūtā spiediena koeficienta:
Sūknēšanas ātrums = tilpuma plūsmas ātrums ÷ (P₁ - P₂)

Kur P₁ un P₂ ir absolūtais spiediens sūkņa ieplūdes un izplūdes atverē.

Vakuuma līmeņa specifikācijas

Rūpnieciskajos vakuuma līmeņos izmanto absolūtā spiediena mērījumus:

Gāzes plūsmas mērīšana

Precīziem gāzes plūsmas aprēķiniem ir nepieciešamas absolūtā spiediena vērtības:

Dūstošas plūsmas apstākļi

Gāzes plūsma tiek aizsprostota, kad spiediens lejpus plūsmas samazinās zem kritiskā spiediena:
Kritiskā spiediena attiecība = 0,528 (gaisam)

Lai noteiktu plūsmas ierobežojumus, šim aprēķinam nepieciešams absolūtais spiediens.

Masas plūsmas aprēķini

Masas plūsmas ātrums ir atkarīgs no absolūtā spiediena un temperatūras:
Masas plūsma = (absolūtais spiediens × laukums × ātrums) ÷ (gāzes konstante × absolūtā temperatūra)

Kompresoru lietojumi

Kompresoru lieluma noteikšanai un veiktspējai izmanto absolūtā spiediena koeficientus:

Kompresijas koeficienta aprēķini

Kompresijas koeficients = izplūdes spiediens (abs) ÷ iesūkšanas spiediens (abs)

Šī attiecība nosaka:

• Nepieciešamo kompresijas posmu skaits
• Enerģijas patēriņš
• Izkraušanas temperatūra
• Efektivitātes raksturlielumi

Kompresora veiktspējas kartes

Ražotāja veiktspējas kartēs precīzai izvēlei un darbībai tiek izmantoti absolūtā spiediena apstākļi.

Procesu vadības lietojumprogrammas

Daudzām procesu vadības sistēmām nepieciešami absolūtā spiediena mērījumi:

Blīvuma aprēķini

Gāzu blīvuma aprēķini plūsmas mērījumiem un kontrolei:
Blīvums = (absolūtais spiediens × molekulmasa) ÷ (gāzes konstante × absolūtā temperatūra)

Siltuma pārneses aprēķini

Siltummaiņu un tehnoloģisko iekārtu termodinamiskajos aprēķinos izmanto absolūtā spiediena un temperatūras vērtības.

Reālā procesa pielietojums

Nesen es palīdzēju Elenai, Vācijas ķīmiskās rūpnīcas procesu inženierei, ar pneimatiskā transportēšana⁵ sistēmas dizains. Viņas sistēma transportēja plastmasas granulas, izmantojot saspiestu gaisu pa paceltiem cauruļvadiem.

Transportēšanas aprēķiniem vajadzēja noteikt absolūtā spiediena vērtības:

• Gaisa blīvums dažādos cauruļvadu augstumos
• Spiediena krituma aprēķini caur vertikāliem posmiem
• Materiālu ātruma prasības
• Sistēmas jaudas ierobežojumi

Izmantojot manometrisko spiedienu, transportēšanas jaudas aprēķinos tiktu pieļautas 15-20% kļūdas, kas novestu pie nepietiekami liela aprīkojuma un sliktas veiktspējas.

Kvalitātes kontroles lietojumprogrammas

Precizitātes ražošanā bieži vien nepieciešami absolūtā spiediena mērījumi:

Noplūdes pārbaude

Absolūtā spiediena mērījumi nodrošina precīzāku noplūdes noteikšanu:
Noplūdes ātrums = tilpums × spiediena kritums ÷ laiks

Absolūtā spiediena izmantošana novērš atmosfēras spiediena svārstības, kas ietekmē manometriskā spiediena rādījumus.

Kalibrēšanas standarti

Spiediena kalibrēšanas standartos izmanto absolūtā spiediena references, lai nodrošinātu precizitāti un izsekojamību.

Kā konvertēt dažādus spiediena mērījumus?

Spiediena pārrēķināšanai starp dažādām mērīšanas sistēmām ir jāizprot atskaites punkti un pārrēķina koeficienti. Precīzas konvertācijas novērš aprēķinu kļūdas starptautiskos projektos.

Veicot spiediena konversijas, ir jāpieskaita vai jāatņem atmosfēras spiediens, mainot absolūto un gabarīta mērījumu, kā arī jāpiemēro vienību konversijas koeficienti. Biežāk lietotās konvertācijas ietver PSIA uz bāriem, PSIG uz kPa un vakuuma mērījumus uz absolūto spiedienu.

Pamatkonversijas formulas

Spiediena tipu pamatattiecības:

Absolūtais spiediens = manometriskais spiediens + atmosfēras spiediens
Manometra spiediens = absolūtais spiediens - atmosfēras spiediens
Vakuums = atmosfēras spiediens - absolūtais spiediens

Vienību konversijas koeficienti

Bieži sastopamās spiediena vienību konversijas:

| No | Līdz | Reizināt ar |
|——|—-|———–| 
| PSI | bar | 0,06895 |
| bar | PSI | 14,504 |
| PSI | kPa | 6,895 |
| kPa | PSI | 0,1450 |
| PSI | "Hg | 2,036 |
| "Hg | PSI | 0,4912 |

Atmosfēras spiediena standarti

Standarta atmosfēras spiediena vērtības pārveidošanai:

Pārvēršanas piemēri

PSIG uz PSIA konvertētājs

80 PSIG līdz PSIA jūras līmenī:
80 PSIG + 14,7 = 94,7 PSIA

Baru mērinstruments uz Bars absolūts

5 barg uz bara jūras līmenī:
5 barg + 1,013 = 6,013 bara

Vakuums uz Absolūtais spiediens

25 "Hg vakuums līdz PSIA:
14,7 - (25 × 0,4912) = 2,42 PSIA

Starptautisko vienību apsvērumi

Dažādās valstīs izmanto dažādas spiediena vienības:

Pārrēķina precizitātes apsvērumi

Pārrēķina precizitāte ir atkarīga no pieņēmumiem par atmosfēras spiedienu:

Standarta un faktiskie apstākļi

• Standarta: Izmanto 14,7 PSI atmosfēras spiedienu.
• Faktiskais: Izmanto vietējo atmosfēras spiedienu
• Kļūda: Var būt 1-3% atkarībā no atrašanās vietas un laika apstākļiem.

Temperatūras ietekme

Atmosfēras spiediens mainās atkarībā no temperatūras un laika apstākļiem. Lai veiktu precīzas pārrēķinu metodes, izmantojiet faktisko vietējo atmosfēras spiedienu, nevis standarta vērtības.

Digitālās konvertēšanas rīki

Mūsdienu spiediena mērinstrumenti bieži vien nodrošina automātisku vienību konvertēšanu. Tomēr manuālās konversijas principu izpratne palīdz pārbaudīt ciparu rādījumus un novērst konversijas kļūdas.

Praktisks konversijas pielietojums

Es strādāju kopā ar Francijas automobiļu ražošanas nozares piegādātāja projektu inženieri Žanu Pjēru pie pneimatisko sistēmu specifikācijām globālam projektam. Viņa Eiropas specifikācijās tika izmantots bāru manometriskais spiediens, bet Ziemeļamerikas instalācijai bija nepieciešamas PSIG vērtības.

Konvertēšanas process:

1. Eiropas specifikācija: 6 barg darba spiediens
2. Konvertēt uz Absolute: 6 + 1,013 = 7,013 bara
3. Pārveidot vienības: 7,013 × 14,504 = 101,7 PSIA
4. Konvertēt uz Mērinstruments: 101,7 - 14,7 = 87,0 PSIG

Šī sistemātiskā pieeja nodrošināja precīzas spiediena specifikācijas dažādās mērīšanas sistēmās un novērsa iekārtu izmēru noteikšanas kļūdas.

Kādas kļūdas pieļauj inženieri, veicot absolūtā spiediena aprēķinus?

Absolūtā spiediena aprēķina kļūdas ir bieži sastopamas, un tās var radīt būtiskas sistēmas veiktspējas problēmas. Izpratne par šīm kļūdām palīdz novērst dārgi izmaksājošas projektēšanas un ekspluatācijas problēmas.

Biežāk pieļautās absolūtā spiediena kļūdas ir, piemēram, mērinstrumenta spiediena izmantošana gāzu likumu aprēķinos, atmosfēras spiediena svārstību ignorēšana, nepareiza vienību konvertēšana un nepareiza izpratne par vakuuma mērījumiem. Šīs kļūdas parasti izraisa 10-30% aprēķinu neprecizitātes un sistēmas darbības problēmas.

Mērspiediena izmantošana gāzu likumu aprēķinos

Visbiežāk pieļautā kļūda ir manometriskā spiediena izmantošana formulās, kurās ir nepieciešams absolūtais spiediens:

Nepareiza gāzes likuma piemērošana

Nepareizi: PV = nRT, izmantojot manometrisko spiedienu
Pareizi: PV = nRT, izmantojot absolūto spiedienu

Šī kļūda rada aprēķina kļūdas, kas ir proporcionālas atmosfēras spiedienam - aptuveni 15% jūras līmeņa apstākļos.

Atmosfēras spiediena svārstību ignorēšana

Daudzi inženieri pieņem nemainīgu 14,7 PSI atmosfēras spiedienu neatkarīgi no atrašanās vietas vai apstākļiem:

Atrašanās vietas variācijas

• Jūras līmenis: 14,7 PSIA
• Denvera (5280 pēdas): 12,2 PSIA
• Kļūda: 17%, ja izmanto jūras līmeņa vērtību Denverā

Laikapstākļu svārstības

• Augsta spiediena sistēma: 15,2 PSIA
• Zema spiediena sistēma: 14,2 PSIA
• Variācija: ±3,4% no standarta

Nepareizas vienību konvertācijas

Absolūtā un manometriskā spiediena vienību sajaukšana rada būtiskas kļūdas:

Biežāk pieļautās konvertēšanas kļūdas

• Pievienojot 14,7 barometra rādījumiem (vajadzētu pievienot 1,013)
• 14,7 PSI izmantošana vietās, kas nav jūras līmenī
• Aizmirsāt konvertēt starp absolūto un mērvienību, mainot mērvienības

Vakuuma mērījumu neskaidrības

Vakuuma mērījumi bieži mulsina inženierus, jo tie atspoguļo spiedienu zem atmosfēras:

Vakuuma spiediena attiecības

• 29 "Hg vakuums = 0,76 PSIA (nevis -29 PSIA).
• Ideāls vakuums = 0 PSIA absolūts
• Atmosfēras spiediens = maksimālais iespējamais vakuums (Hg)

Nesen palīdzēju Itālijas iepakojuma uzņēmuma projektēšanas inženierim Roberto atrisināt vakuuma sistēmas veiktspējas problēmas. Viņa aprēķini liecināja, ka vakuumsūkņa jauda ir pietiekama, taču sistēma nespēja sasniegt vajadzīgo vakuuma līmeni.

Problēma bija vakuuma mērījumu neskaidrība. Roberto aprēķināja sūkņa prasības, izmantojot -25 PSIG, nevis pareizo 1,4 PSIA absolūto spiedienu. Šīs kļūdas dēļ sūknis šķita 18 reižu jaudīgāks par faktisko jaudu.

Temperatūras kompensācijas kļūdas

Aprēķinot absolūto spiedienu, temperatūras ietekme bieži netiek ņemta vērā:

Gāzes likums Temperatūras prasības

Gāzu likumu aprēķiniem nepieciešama absolūtā temperatūra (Rankina vai Kelvina):

• Fārenheits uz Rankeits: °R = °F + 459,67
• Celsijs uz Kelvins: K = °C + 273,15

Izmantojot Fārenheita vai Celsija temperatūru gāzes likumu aprēķinos, rodas ievērojamas kļūdas.

Augstuma kompensācijas pārraudzība

Inženieri bieži izmanto jūras līmeņa atmosfēras spiedienu augstceltnēs:

Augstuma spiediena kļūdas

10 000 pēdu augstumā:

• Faktiskais atmosfēras: 10.1 PSIA
• Jūras līmeņa pieņēmums: 14,7 PSIA
• Kļūda: 45% absolūtā spiediena pārvērtēšana

Kompresora koeficienta aprēķināšanas kļūdas

Kompresijas koeficienta aprēķiniem ir nepieciešams absolūtais spiediens, bet inženieri bieži izmanto manometrisko spiedienu:

Nepareizs kompresijas koeficients

80 PSIG izplūdei, atmosfēras iesūkšanai:

• Nepareizi: 80 ÷ 0 = nenoteikts
• Pareizi: 94.7 ÷ 14.7 = 6.44:1

Plūsmas aprēķina kļūdas

Lai aprēķinātu caurplūdumu, izmantojot spiediena starpības, ir nepieciešamas absolūtā spiediena vērtības:

Kļūdas, kas saistītas ar aizdusu plūsmu

Kritiskā spiediena attiecības aprēķini:

• Nepareizi: Manometriskā spiediena koeficientu izmantošana
• Pareizi: Absolūtā spiediena koeficientu izmantošana
• Ietekme: Var pārvērtēt plūsmas jaudu par 15-20%

Drošības sistēmas projektēšanas kļūdas

Lai noteiktu drošības vārsta lielumu, jāveic absolūtā spiediena aprēķini:

Atbrīvošanas vārsta izmēra noteikšana

Atbrīvošanas vārsta jauda ir atkarīga no absolūtā spiediena koeficienta. Izmantojot manometrisko spiedienu, var rasties pārāk mazi drošības vārsti un apdraudēt drošību.

Profilakses stratēģijas

Izvairieties no absolūtā spiediena aprēķina kļūdām, izmantojot:

Sistemātiska pieeja

1. Noteikt vajadzīgo spiediena tipu: Noteikt, vai aprēķiniem nepieciešams absolūtais vai manometriskais spiediens
2. Izmantojiet pareizu atmosfēras spiedienu: Piemēro vietējo atmosfēras spiedienu, nevis standarta jūras līmeni.
3. Pārbaudiet vienības konsekvenci: Pārliecinieties, ka visiem spiedieniem tiek izmantota viena un tā pati mērvienību sistēma.
4. Divreiz pārbaudiet konvertēšanu: Pārrēķina koeficientu un atskaites punktu pārbaude

Dokumentācijas standarti

• Skaidri marķējiet spiediena veidus: Vienmēr norādiet PSIA, PSIG, bara, barg
• Valsts atsauces nosacījumi: Dokumentēt pieņēmumus par atmosfēras spiedienu
• Iekļaut konvertēšanas tabulas: Sniedziet atsauces pārrēķina koeficientus

Secinājums

Absolūtais spiediens sniedz pilnīgu spiediena ainu, kas ir būtiska precīziem pneimatisko sistēmu aprēķiniem. Absolūtā spiediena principu izpratne novērš biežāk sastopamās aprēķinu kļūdas un nodrošina drošu bezvārpstu balonu sistēmas darbību dažādos darba apstākļos.

Bieži uzdotie jautājumi par absolūto spiedienu pneimatiskajās sistēmās