Падает давление причины: Снижение артериального давления

Содержание

Что такое падение давления сжатого воздуха и как его минимизировать — Fluid-Aire Dynamics

21 сентября 2021 г. Брэд Тейлор

Запутались в падении давления сжатого воздуха? Ты не одинок. Падение давления — потеря давления воздуха между воздушным компрессором и конечной точкой, где используется воздух, — распространенная проблема в системах сжатого воздуха. Падение давления не только вызывает проблемы с пневматическими инструментами и оборудованием, но и увеличивает ваши счета за электроэнергию. Понимание причин падения давления в вашей системе сжатого воздуха и способов их устранения может сэкономить вам сотни или тысячи долларов в счетах за электроэнергию ежегодно, поэтому внимательно прочитайте эту статью. По всем вопросам ремонта сжатого воздуха обращайтесь в компанию Fluid-Air Dynamics уже сегодня!

Что такое падение давления?

Проще говоря, падение давления в системе сжатого воздуха представляет собой разницу между давлением, создаваемым воздушным компрессором, и давлением, создаваемым для применения со сжатым воздухом. Когда сжатый воздух проходит через распределительную систему, небольшие потери по пути могут привести к большой потере давления к тому времени, когда воздух достигнет конца линии. Например, ваша система сжатого воздуха может быть настроена на 100 фунтов на квадратный дюйм, но в момент использования вы видите только 90 фунтов на квадратный дюйм. Эту разницу в 10 фунтов на квадратный дюйм мы называем падением давления.

В то время как все системы сжатого воздуха немного теряют давление воздуха где-то на пути распределения, это становится проблемой, когда падение давления является чрезмерным. Эффективная система сжатого воздуха должна терять меньше (в идеале намного меньше) 10% давления между резервуаром воздушного ресивера и точкой использования. Если вы теряете слишком много давления в вашей системе сжатого воздуха, инструменты и оборудование могут не получить достаточного давления для правильной работы.

Aire Совет: Падение давления между резервуаром воздушного ресивера и конечным пользователем не должно превышать ~3 фунта на квадратный дюйм.

Как падение давления сжатого воздуха влияет на счета за электроэнергию?

Если вы сильно теряете давление в вашей системе подачи, вам придется поднять общее давление в вашей системе сжатого воздуха, чтобы компенсировать это. Например, у вас могут быть инструменты, для работы которых требуется 90 фунтов на квадратный дюйм. Если в вашей системе наблюдается падение давления на 30 фунтов на квадратный дюйм, вам придется запустить воздушный компрессор на 120 фунтов на квадратный дюйм, чтобы компенсировать это.

Как правило, каждые 2 фунта на квадратный дюйм при избыточном давлении добавляют около 1% к затратам энергии вашего воздушного компрессора. Таким образом, если вы создаете избыточное давление на 30 фунтов на квадратный дюйм, вы увеличиваете свой счет за энергию сжатого воздуха на 15%. Это быстро суммируется: затраты на электроэнергию для воздушного компрессора мощностью 100 л.с., работающего в режиме 24/7, могут легко достигать 78 000 долларов в год (по цене 0,10 доллара за кВтч). Увеличение потребления энергии на 15% добавит к счету за электроэнергию еще 12 000 долларов.

Aire Совет: Многие заводы работают при более высоких значениях PSI, чем им необходимо. Подробнее: Уменьшите давление на установке, чтобы сэкономить деньги и энергию

Свяжитесь с нами сегодня

Мы здесь, чтобы удовлетворить потребности вашей системы сжатого воздуха 24/7/365. Звоните или кликайте сегодня!

Свяжитесь с нами

Что вызывает падение давления в системах сжатого воздуха?

Падение давления может произойти во многих точках между ресивером и точкой использования. Все, что вызывает препятствие потоку воздуха или потерю воздуха, приведет к падению давления в системе. Причины падения давления в системе сжатого воздуха можно разделить на две категории: система распределения воздуха и компоненты системы сжатого воздуха.

Система распределения состоит из всех трубопроводов, трубок и шлангов, которые подают сжатый воздух из ресивера к месту использования. Плохо спроектированная или обслуживаемая система распределения воздуха может терять давление из-за чрезмерного трения, препятствий или утечек.
Компоненты системы сжатого воздуха, которые могут вызвать падение давления, включают осушители воздуха, фильтры, влагоотделители, доохладители и маслоотделители.

Недостаточный размер трубопровода

Если размер трубопровода не соответствует расходу воздуха, вы увидите падение давления в системе. Расход воздуха измеряется в кубических футах в минуту или CFM. Когда воздух проходит через распределительную систему, он сталкивается с трением о стенки трубы. Чем больше трения он испытывает, тем больше замедляется воздух. Трубопровод меньшего диаметра приводит к чрезмерному трению, что значительно снижает скорость воздуха в распределительной системе.

Подробнее: Как определить размер трубопровода сжатого воздуха (и почему это важно)

Плохо спроектированная распределительная система

Конструкция распределительной системы также влияет на трение. Чем длиннее пробег между воздушным компрессором и конечной точкой, тем больше трения он встретит на этом пути. Воздух также замедляется, когда сталкивается с неровностями на трубопроводе (например, в месте соединения) и когда требуется повернуть. Система распределения сжатого воздуха с большим количеством соединений, тройников и колен приведет к большей потере давления, чем прямая гладкая труба такой же длины. Тупики в распределительной системе также приводят к падению давления.

Коррозия в системе распределения

Коррозия в трубопроводах сжатого воздуха может значительно повлиять на воздушный поток и производительность. Коррозия делает внутреннюю поверхность трубы шероховатой, увеличивая трение при прохождении воздуха. Со временем это может даже вызвать засорение, поскольку материал отслаивается и скапливается в изгибах или нижних точках системы. Чрезмерная влажность в трубопроводах сжатого воздуха может привести к коррозии восприимчивых материалов.

Утечки в системе распределения

Утечки в системе сжатого воздуха снижают давление воздуха двумя способами. Во-первых, любая потеря воздуха приведет к падению давления в системе, что заставит воздушный компрессор работать тяжелее, чтобы поддерживать надлежащий PSI. Во-вторых, утечка изменяет схему воздушного потока с гладкого ламинарного потока через трубы на турбулентный поток, увеличивая трение и снижая скорость воздуха. Утечки чаще всего обнаруживаются в муфтах, шлангах, соединениях и фитингах. Быстроразъемные соединения, используемые для подключения оборудования к распределительной системе, являются распространенной проблемой.

Подробнее: Во что обходятся вашему предприятию утечки сжатого воздуха? Линейные фильтры расположены после компрессора для фильтрации твердых частиц и масла из потока сжатого воздуха. Они могут быть размещены непосредственно после воздушного компрессора, после осушителей или непосредственно перед конечным применением. Поскольку эти фильтры загрязняются твердыми частицами и маслом, требуется больше энергии для перемещения воздуха через фильтрующий материал. Это вызывает перепад давления между грязной и чистой сторонами фильтра. Фильтры меньшего размера, как и трубы меньшего размера, также будут создавать препятствия в системе.

Малогабаритные осушители воздуха

Осушитель сжатого воздуха устанавливается после воздушного компрессора для удаления влаги из сжатого воздуха. Если осушитель не рассчитан должным образом для CFM и PSI системы, он может стать точкой удушья для потока воздуха. Осушитель воздуха будет рассчитан на максимальный CFM, но на производительность также будут влиять температура и давление.

Другие компоненты системы воздушного компрессора

Любой другой компонент, через который проходит воздух между резервуаром воздушного ресивера и конечной точкой, может стать потенциальным источником падения давления. Это включает в себя доохладители и водоотделители. Если эти компоненты не рассчитаны на CFM вашей системы, они создают чрезмерное трение и замедляют движение воздуха.

Как измеряется падение давления?

Самый простой способ определить падение давления в системе сжатого воздуха — просто измерить его.

Расходомер сжатого воздуха измеряет расход воздуха (CFM) и давление (PSI). Некоторые из них также измеряют температуру и общий расход. Расходомер может быть установлен постоянно на линии распределения сжатого воздуха или временно вставлен во время проверки системы.
Чтобы найти источник падения давления в вашей системе, лучше всего измерить PSI в нескольких точках.
Сразу за ресивером.
До и после осушителя воздуха.
До и после любых встроенных фильтров, водоотделителей или доохладителей.
На каждом отводе в распределительной системе, как до, так и после шлангов и муфт.
Сделав это, вы можете создать «карту давления» вашей системы распределения сжатого воздуха, которая поможет вам определить, где вы видите самые большие потери давления. Это подскажет вам, где вам нужно искать возможности для улучшения. Например, вы можете обнаружить, что наблюдаете большой перепад давления до и после осушителя воздуха или доохладителя, что указывает на то, что размер компонента может быть неподходящим для вашего CFM.
Большие перепады давления в конце длинных распределительных участков могут указывать на проблему с конструкцией распределительной системы или чрезмерные утечки в системе трубопроводов.
Калькулятор падения давления для сжатого воздуха
Также можно рассчитать ожидаемое падение давления для вашей распределительной системы. Помните, что все системы сжатого воздуха испытывают некоторое падение давления из-за трения в системе распределения. Вы можете минимизировать это с помощью эффективной конструкции системы распределения сжатого воздуха. Этот онлайн-калькулятор падения давления поможет вам определить ожидаемое падение давления в зависимости от длины и конструкции вашей распределительной системы.
Как свести к минимуму падение давления в системе сжатого воздуха
Вы можете предпринять шаги, чтобы свести к минимуму падение давления в вашей системе сжатого воздуха. Обеспечение того, чтобы все компоненты системы сжатого воздуха соответствовали размеру вашего CFM, повышение эффективности вашей системы распределения, устранение утечек и надлежащее техническое обслуживание фильтров и компонентов системы позволит свести падение давления к минимуму.
Замените фильтры
Самый быстрый и экономичный способ улучшить перепад давления в вашей системе сжатого воздуха — убедиться, что фильтры чистые. Заменяйте встроенные фильтры не реже одного раза в год или после 8000 часов работы. Если в потоке сжатого воздуха много уноса масла или сухих частиц, фильтры необходимо менять чаще. Кроме того, убедитесь, что размер ваших встроенных фильтров соответствует вашему воздушному потоку.
Подробнее: Все, что вы должны знать о встроенной фильтрации
Устранение утечек
Следующим шагом в снижении перепада давления в вашей системе сжатого воздуха является поиск и устранение любых утечек в системе распределения. Обратите особое внимание на шланги и быстроразъемные соединения в «грязной тридцатке» — последние 30 футов соединителей между основным распределительным трубопроводом и оборудованием, использующим сжатый воздух. Устранение утечек почти всегда является хорошей инвестицией для повышения производительности вашей системы сжатого воздуха и снижения затрат на электроэнергию. Возможно, вы даже сможете бесплатно устранить утечку сжатого воздуха в рамках программы вашего поставщика электроэнергии.
Подробнее: Как обнаружить и устранить утечку сжатого воздуха
Замена проржавевшего трубопровода воздушного компрессора
Если вы подозреваете наличие коррозии в трубопроводе сжатого воздуха, необходимо найти и устранить проблему. Голые стальные и железные трубы особенно подвержены коррозии. Если ваша система трубопроводов старая и не обслуживалась, вам следует снять и осмотреть несколько секций трубы, чтобы найти признаки коррозии на внутренней поверхности. Если присутствует коррозия, вы также можете заметить хлопья ржавчины в потоке сжатого воздуха или встроенные в встроенные фильтры. Поврежденные участки системы трубопроводов сжатого воздуха следует заменить. Рассмотрите возможность замены трубопровода материалом, не подверженным коррозии, например алюминиевым трубопроводом. Кроме того, рассмотрите возможность модернизации вашей системы осушки воздуха для удаления вызывающей коррозию влаги из сжатого воздуха.
Подробнее: Какой материал лучше всего подходит для систем сжатого воздуха?
Оптимизация вашей системы распределения сжатого воздуха
Если ваш распределительный трубопровод состоит из тупиков, колен и тройников, возможно, пришло время подумать о его полной замене. Эффективно спроектированная система распределения в долгосрочной перспективе сэкономит значительную часть энергии. Система распределения в виде петли обычно является наиболее эффективной конфигурацией. Удостоверьтесь, что размеры труб подходят для вашего CFM, и постарайтесь свести к минимуму длину участков и количество тройников и отводов. Кроме того, сведите к минимуму использование неэффективных шлангов и быстроразъемных соединений.
Подробнее: 10 советов экспертов по эффективной компоновке системы сжатого воздуха
Модернизация малогабаритных осушителей воздуха, доохладителей и водомасляных сепараторов
Если вы испытываете чрезмерные перепады давления до и после осушителя воздуха или другие компоненты системы, возможно, вам придется подумать о замене. Убедитесь, что осушители воздуха, доохладители, водоотделители и другие аксессуары для сжатого воздуха имеют надлежащие размеры для применения и находятся в хорошем состоянии.
Нужна помощь в диагностике падения давления сжатого воздуха?
Иногда причины падения давления в системе сжатого воздуха не очевидны. Если вам нужна помощь в измерении падения давления в вашей системе сжатого воздуха, диагностике причин падения давления или устранении проблемы с падением давления, свяжитесь с нами. Мы будем рады помочь вам найти и устранить источник вашей проблемы с падением давления.

Свяжитесь с нами сегодня
Мы здесь, чтобы обслуживать вашу систему сжатого воздуха 24/7/365. Звоните или кликайте сегодня!
Свяжитесь с нами
Формула расчета перепада давления в трубопроводе, теория и уравнения
Когда жидкость течет по трубе, возникает падение давления из-за сопротивления потоку. Также может иметь место прирост/потеря давления из-за изменения высоты между началом и концом трубы. Эта общая разница давлений в трубе связана с рядом факторов:
Трение между жидкостью и стенкой трубы
Трение между соседними слоями самой жидкости
Потери на трение при прохождении жидкости через любые трубопроводные фитинги, изгибы, клапаны или компоненты
Потеря давления из-за изменения высоты жидкости (если труба не горизонтальна)
Повышение давления из-за любого напора жидкости, добавляемого насосом

Расчет перепада давления в трубе
Для расчета потери давления в трубе необходимо вычислить падение давления, обычно в напоре жидкости, для каждого из элементов, вызывающих изменение давления. Однако для расчета потерь на трение, например, в трубе, необходимо рассчитать коэффициент трения, чтобы использовать его в уравнении Дарси-Вейсбаха, которое определяет общие потери на трение.

Сам коэффициент трения зависит от внутреннего диаметра трубы, внутренней шероховатости трубы и числа Рейнольдса, которое, в свою очередь, рассчитывается на основе вязкости жидкости, плотности жидкости, скорости жидкости и внутреннего диаметра трубы.
Таким образом, для расчета общих потерь на трение необходимо выполнить ряд промежуточных расчетов. Работая в обратном направлении, мы должны знать свойства плотности и вязкости жидкости, знать диаметр трубы и свойства шероховатости, вычислить число Рейнольдса, использовать это для расчета коэффициента трения с помощью уравнения Коулбрука-Уайта и, наконец, подставить коэффициент трения в уравнение Дарси. Уравнение Вейсбаха для расчета потерь на трение в трубе.

После расчета потерь на трение в трубе нам необходимо учесть возможные потери на фитингах, изменение высоты и любой добавленный напор насоса. Суммируя эти потери/приросты, мы получим общее падение давления в трубе. В следующих разделах каждый расчет рассматривается по очереди.
Расчет потерь на трение в трубах
Теперь нам нужно рассчитать каждый из элементов, необходимых для определения потерь на трение в трубе. Ссылки в следующем списке содержат более подробную информацию о каждом конкретном расчете:
Плотность жидкости
Вязкость жидкости
Измерение шероховатости труб
Число Рейнольдса — ламинарное или турбулентное течение
Коэффициенты трения — диаграмма Муди и уравнение Коулбрука-Уайта
Потери на трение в трубе – метод Дарси-Вейсбаха

Наше программное обеспечение Pipe Flow автоматически рассчитывает потери на трение в трубах с использованием уравнения Дарси-Вейсбаха, поскольку это наиболее точный метод расчета для несжимаемых жидкостей, а также считается точным в отрасли для потока сжимаемых жидкостей при соблюдении определенных условий.
Расчет потерь на трубных фитингах
Потери энергии из-за клапанов, фитингов и изгибов вызваны некоторым локальным нарушением потока. Рассеивание потерянной энергии происходит на конечном, но не обязательно коротком участке трубопровода, однако для гидравлических расчетов принято считать всю величину этих потерь в месте расположения устройства.
Для трубопроводных систем с относительно длинными трубами часто бывает так, что потери на фитингах будут незначительными по сравнению с общими потерями давления в трубе. Однако некоторые локальные потери, например, вызванные частично открытым клапаном, часто очень значительны и никогда не могут быть названы незначительными потерями, и их всегда следует учитывать.

Потери, создаваемые конкретным фитингом, измеряются с использованием реальных экспериментальных данных, а затем анализируются для определения коэффициента К (коэффициент локальных потерь), который можно использовать для расчета потерь в фитингах, поскольку они зависят от скорости прохождения жидкости. через это.
Наши программы Pipe Flow Software позволяют легко автоматически включать потери в фитингах и другие локальные потери в расчет перепада давления, поскольку они поставляются с предварительно загруженной базой данных фитингов, которая содержит множество отраслевых стандартных коэффициентов K для различных клапанов и фитингов различных размеров. .

Все, что нужно сделать пользователю, это выбрать соответствующий фитинг или клапан, а затем выбрать «Сохранить», чтобы добавить его к трубе и включить в расчет потери давления в трубе.

Эта ссылка содержит дополнительную информацию о факторах К фитинга и уравнении потерь фитинга.
Расчет потерь компонентов трубопровода
Часто в системе трубопроводов необходимо смоделировать множество различных типов компонентов, таких как теплообменник или чиллер. Некоторые компоненты могут вносить известную фиксированную потерю давления, однако более вероятно, что падение давления будет меняться в зависимости от скорости потока, проходящего через компонент.
Большинство производителей предоставляют кривую производительности компонентов, которая описывает характеристики расхода и потери напора их продукта. Затем эти данные используются для расчета потери давления, вызванной компонентом, для заданного расхода, но сам расход также будет зависеть от потери давления после компонента, поэтому очень сложно смоделировать характеристики потери напора компонента без использование соответствующего программного обеспечения, такого как Pipe Flow Expert.

Потеря давления из-за изменения высоты
Поток в восходящей трубе
Если начальная отметка трубы ниже конечной, то помимо трения и других потерь будет дополнительная потеря давления, вызванная подъемом, которая измеряется в напоре жидкости и просто эквивалентна подъему по высоте.
т. е. при более высокой высоте жидкости добавляется меньшее давление из-за меньшей глубины и веса жидкости над этой точкой.
Поток в падающей трубе
Если начальная отметка трубы выше конечной, то наряду с трением и другими потерями будет дополнительный прирост давления, вызванный перепадом высоты, который измеряется в напоре жидкости и просто эквивалентен падению отметки.
то есть при более низком уровне жидкости создается большее давление из-за увеличения глубины и веса жидкости над этой точкой.

Энергетические и гидравлические классы
Подъем жидкости в трубе вместе с давлением в трубе в определенной точке и скоростным напором жидкости можно суммировать для расчета так называемой линии энергетического класса.
Линия гидравлического класса может быть рассчитана путем вычитания скоростного напора жидкости из EGL (линия уровня энергии) или просто путем суммирования только высоты жидкости и давления в трубе в этой точке.
Расчет напора насоса
В системе трубопроводов часто есть насос, который создает дополнительное давление (известное как «напор насоса») для преодоления потерь на трение и других сопротивлений. Производительность насоса обычно доступна у производителя в виде кривой производительности насоса, которая представляет собой график зависимости расхода от напора, создаваемого насосом, для диапазона значений расхода.