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泄漏的计算及检测 |
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(1) 在不同压力下,泄漏孔与泄漏率的关系 在不同的压力下,泄漏孔与泄漏率的关系见图1
图1 在不同压力下,泄漏孔与泄漏量的关系 压缩空气的成本上升,需要十分注意。管道方面小小的泄漏将导致成本急剧增加。图1表明在不同的压力条件下,泄漏孔与泄漏率的关系:一个直径为3.5mm的小孔在6bar压力下,它的泄漏量为0.5m3/min,相当于30m3/h (2) 泄漏造成的经济损失 泄漏的定义是因裂缝而导致的压缩空气的损耗,如表1所示。对于f =1mm的泄漏孔,每年将造成1143元的电费损失(电费以0.635元/kW计算) |
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表1 |
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漏孔直径/mm |
6bar时的空气损耗/L·s-1 |
每小时功率耗电/kW |
每年电费损失(每年以6000h计算)/元 |
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1 |
1.3 |
0.3 |
1143 |
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3 |
11.1 |
3.1 |
11811 |
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5 |
31.0 |
8.3 |
31623 |
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10 |
123.8 |
33 |
125730 |
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(3) 泄漏率的计算及举例 与漏油、漏电不同的是,泄漏的压缩空气不会对环境造成危害。因此,人们通常不太重视被漏掉的压缩空气 常见的计算泄漏的方法有两种:一种是在不开启任何耗气设备的情况下,经过一段时间,根据储气罐的压力下降来计算它的泄漏量,见式(1-1)
式中 VL——泄漏量,L/min; VB——储气筒的容量,L; pA——储气筒内的原始压力,bar; pB——储气筒内的最终压力,bar; t——时间,min 例1 经测量,容积VB为500L的储气筒在30min的时间内压力pa从9bar下降到7bar。请问该系统的泄漏率是多少? 根据式(1-1),系统泄漏率VL为
另一种是当系统产生了泄漏后(无开启任何耗气设备),为维持系统的正常工作压力,空压机需间断性地向系统补充压缩空气,通过空压机重新开机的时间,计算它的泄漏量,见式(1-2)
式中 Lv——泄漏损耗率,%; t1——重新填满系统所需的时间,min; t2——空压机关闭的时间,min 例2 重新填满系统所需的时间t1=1min。10min之后,空压机重新开启,泄漏率Lv为
值得注意的是,泄漏率如果超过空压机容量的10%就应视作警告信号。如果需更精确计算泄漏率,可考虑取空压机若干个补充周期的平均值(见图2) |
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图2 补充周期 |
式中 Vk——空压机的容量,m3/min; ti——1个周期所需的时间,min; n——补充周期的次数; T——测量总时间,min 例3 经测量,在10min内,空压机的容量Vk为3m3/min,n为5次,总的补充时间是2min。这就产生了下面的泄漏率 根据式(1-3),得知Vk为3m3/min,
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事实上,0.6m3/min的泄漏相当于空压机容量(3m3/min)的20%,应视作一个警告信号 (4) 泄漏检测系统 常规检测泄漏的方法是用肥皂溶液刷洗可能泄漏的部位,有气泡就表示有泄漏。还有一种用于压缩空气网络系统的检测方法,见图3,通过压力传感器测得压力数据,再通过信号转换由电脑作出数据评估 |
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图3 用于压缩空气网络系统的泄漏检测系统 |
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(5) 压缩空气的合理损耗 不漏气的理论定义是10mbar/s、10L/s的泄漏速度。然而,在实际操作中并没有这种要求。泄漏速度在10mbar/s、2L/s到10mbar/s、5L/s是比较合适的。0.6bar的压力损耗对操作压力在消耗点时为7bar的系统来说时一个可以接受的数值 在自然界中,尽管空气取之不尽,但通过电能转换成压缩空气能源的代价是昂贵的。合理地使用压缩空气能源是工业界重要经济指标之一。目前,在气动系统中,应用的压缩机往往是现代的,但采用的压缩空气网络却仍然是陈旧、粗糙的,经常有50%的电能被浪费了。因此解决泄漏、节约能耗是工程师需要关心并完成的重要工作之一 0.03bar在空气网络管道中压力损失是不可避免的。我们期望压力损失的值控制在: |
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主气管道 |
0.03bar |
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分气管道 |
0.03bar |
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连接管道 |
0.04bar |
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干燥管道 |
0.3bar |
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过滤管道 |
0.4bar |
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三联件及管道 |
0.6bar |
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总压力降 |
1.4bar |




