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機(jī)械社區(qū)

標(biāo)題: 貼一道增壓泵的計算題（添加自己的計算方法） [打印本頁]

作者: 子子61961 時間: 2016-2-28 21:19
標(biāo)題: 貼一道增壓泵的計算題（添加自己的計算方法）
本帖最后由子子61961 于 2016-3-2 20:30 編輯

關(guān)于增壓泵的計算題

前幾天到上海附近的增壓泵廠家去拜訪，涉及到了增壓泵的計算,，在這里貼一下,。
我們的工程要求如下,，要求推動一個氣缸動作，客戶氣源為0.5MPa,。
我們需要追加一個2倍的增壓泵將氣壓增為1MPa,，然后推動氣缸。
氣缸的動作頻度為5spm,。需要對增壓泵進(jìn)行選型,。這次需要在上海附近采購。

(, 下載次數(shù): 254)

(, 下載次數(shù): 312)
有興趣的朋友,，可以根據(jù)以上條件進(jìn)行計算選型,。稍后我會貼出自己的做法進(jìn)行參考。
有時間的朋友,，可以繼續(xù)往下讀,，下面是我去廠家訪問時的記錄。
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我先是在百度上搜索“增壓泵”,，找到幾個廠家之后打電話聯(lián)系了一下,，
介紹了我的需求，看看對方的介紹和選型,，
其中一家,，向我推薦，每分鐘230升就可以,，然后價錢還好,，于是決定去其中一家拜訪,。
坐了地鐵轉(zhuǎn)出租車后,，到達(dá)之后發(fā)現(xiàn)是一家小廠。
他們的銷售對我說,，今天下午正好車間里有增壓泵在組裝,，可以看到,，
也有技術(shù)人員在，可以討論技術(shù)問題,，于是他直接帶我去了車間,。
車間里有一些氣罐，一些箱體,，有一名該廠技術(shù)人員在修理一臺增壓泵,。
我說你們別的增壓泵在哪里，他說是訂貨后到別的倉庫去取,，然后拿來裝在氣罐上,。
我問這個問題的目的是關(guān)心交貨期，他說一般隔天就可以發(fā)貨。
然后我把我的要求再向他介紹一遍,，問他推薦哪個型號,。
他說用每分鐘1000升的就可以。

車間里有一份增壓泵的操作說明書,，我拿過翻開看看,。
他在那里將一臺修理后的增壓泵,，往氣罐上面組裝,。
組裝后他給我介紹，就是這個樣子的,，上面是增壓泵,，下面是氣罐。
我看到氣罐上有出口閥門,，就問他閥門是多大的,，它說是1/4寸的。
我說我對增壓泵不太了解,，您給我介紹一下操作可以么,。他說好的。
他給我介紹說,，增壓泵上的旋鈕,，標(biāo)記有加號減號，先把它扭到減號一端,。
然后他將空氣軟管接到增壓泵進(jìn)口,，這時就會有0.5MPa的氣體進(jìn)入氣罐，
然后將旋鈕逐漸旋大,，就會增壓,。不過他旋動旋鈕之后，壓力并沒有增加,。
當(dāng)時銷售也在旁邊看,，場面略顯尷尬，
為了表示我聽明白了他的講解,，我就指著出口壓力表說,，
一般的情況如果泵正常的話，這個壓力表就會顯示為1.0MPa是么,。他說是的,。

然后我開始詢問關(guān)于我的需求，
我說,，增壓泵目錄里寫著100L/min,，這個1000升是什么意思，
      指的是大氣壓0.1MPa狀態(tài)下的體積，還是壓縮后的1.0MPa的體積,。
他說,，是大氣壓下0.1MPa下的體積。
我說,，我的汽缸是1.5L,，要求一分鐘動作5個往復(fù)，就是大約15升氣體,。
      也就是說,，需要15升的1.0MPa氣體
      簡單來算，就是需要150升的0.1MPa氣體,，你覺得哪個型號可以,。
他繼續(xù)說，1000升每分鐘的沒問題,。
我覺得不夠確定,，我說為什么不是230L的，你能不能解釋一下選型1000L的理由,，
他說,，你的汽缸不大，基本上差不多的,。

我覺得即使繼續(xù)下去談話也沒什么進(jìn)展,，也于是問他，咱們換一種說法,，
      這個增壓泵,，將22L的氣罐充滿，需要多長時間,。
他說,，大約30秒就可以。
這個答案我不太滿意,，我說如果這樣的話,，我汽缸動作一次，氣體跑出去了,，
      然后再恢復(fù)壓力就要30秒,，這個速度太慢，那么就不能滿足我的要求了,。
然后他對增壓泵給我比劃,，這個增壓閥接通之后，氣罐內(nèi)就有0.5MPa的氣體了,。
      然后再逐漸將旋鈕旋開,，壓力就會增加,，增加到1MPa的話10秒差不多。
看到他對增壓的時間也不確定,，我有點不放心了,。
他對我說，1000L的泵肯定可以的,，你放心吧,。
我說，你最好給我一些依據(jù),，不然我沒法確定,。
他們的銷售也對我說，一方面氣罐的氣往外面走,，同時氣泵也在補(bǔ)充氣體,，所以是可以的,。
我說，氣體消耗有它的速度,，如果進(jìn)氣速度小于出氣的速度,，就會達(dá)不到要求的,。
我感覺談下去沒有太多進(jìn)展,，
于是就說,，要不這樣吧,，您先忙您的事情,，我到辦公室去看看目錄考慮一下,，
然后我向他點頭致意,，就跟著銷售去辦公室了,。

我一邊走一邊想，靠廠家選型估計是希望不大了,。
當(dāng)時我有兩種選擇,，一個就是跟總公司那邊聯(lián)系，讓設(shè)計部門進(jìn)行選型然后我再采購,。
不過估計設(shè)計部門也挺忙,，再出結(jié)果就要過好幾天了，另一條路就是我自己計算,。
這個計算我沒算過,，不過估計詳細(xì)目錄里面應(yīng)該會有流量圖表曲線,，
我借來詳細(xì)目錄看看，然后查查圖表自己計算試一下,，或許可以,。

在辦公室里，借來詳細(xì)目錄,，果然里面有圖表曲線還有說明，
我借來紙筆,，花了幾分鐘,，在紙上進(jìn)行了計算。
其中涉及到等溫絕熱過程的氣體常數(shù),，我記不準(zhǔn)了,，用手機(jī)搜索了一下。
最后得出了一些結(jié)果,。
然后他們的銷售問我,，是怎么算的，能不能教給他一下,。
我拿來另一張紙,，把我的計算過程給他重新寫了一遍，然后把紙給他了,。
我說這是我考慮到的做法,，你們也可以確認(rèn)參考一下。
他表示感謝,，我說你幫我查一下這幾個型號的價錢吧,，他說好的。
另外我想了一下,，估計他們自己不做增壓泵,，而是從廠家拿貨過來的，
然后我試探地問了一句,，你們是從廠家直接進(jìn)貨增壓泵么,，
他說是的，和SMC和國產(chǎn)廠家都有業(yè)務(wù)合作的,。
他的回答證實了我的猜測,，當(dāng)然我也不會去說，前面他說過倉庫取貨的事情,。
然后我說我在這里再坐一會兒,，他說可以。
我把計算書整理一下,，發(fā)郵件給總公司那邊,，讓他們確認(rèn)一下這樣選型是否可以,。
發(fā)過郵件后，要了一張名片我就告辭了,。臨走前到車間去看一眼,，與技術(shù)員也道別了。

上面的故事,，想總結(jié)兩點,。
一個是，其中技術(shù)員在向我說明時,，說讓我放心,，這個規(guī)格的肯定可以。
這種情況我在國內(nèi)辦事情時,，在其他地方也遇到過多次,，
有時預(yù)約出租車，或者買東西定貨期時,，對方直接告訴我,，放心沒問題。
實際上,，在說服對方時,，如果只是說“放心沒問題”，這樣是單薄的,。
如果不去深究確認(rèn)，往往就會直到最后才發(fā)現(xiàn),，不能滿足要求,，而耽誤事兒。
所以比較好的方法是：加上理由,，因為那樣,，所以這樣，因此會達(dá)到目的,。
通過因果關(guān)系而得到的結(jié)論,，才會更讓人信服。
同時在這之前也需要掌握應(yīng)有的信息和技術(shù),，才能做到,。
這一點，無論是“去聽取別人說服”的時候,，還是“自己去說服別人”的時候,，都是需要注意的。
以前寫過的一篇帖子,，說得也是這一點,。在日本做機(jī)械設(shè)計的感受（十）—— 浦東機(jī)場被問路

另一個是,，突然遇到一些問題，怎樣去計算,。
我當(dāng)時沒做過這類選型,，但是我推測詳細(xì)目錄里面或許會有圖表信息，
結(jié)果真就有了,，于是就得以計算了,。
實際上這道題是關(guān)于氣體的計算，對于其他專業(yè)來說也許并不通用,。
但是在面對問題的時候,，去預(yù)想可能會解決問題的道路，是我們需要做的,。

以上,。
*******************************************************************************
2月28日周日晚貼出題目。感謝朋友的認(rèn)真回帖,。
3月2日周三晚貼出自己考慮到的做法,，如有不當(dāng)之處，還望委婉指出,。

(, 下載次數(shù): 259)
（好不容易才拼了一個這么長的截圖,。）
其中藍(lán)色文字的計算公式，是絕熱狀態(tài)下的氣體計算公式,。
可以參考以前發(fā)過的另一篇文章：在日本做機(jī)械設(shè)計的感受（第六部）——蓄能器容積計算
現(xiàn)在看來,，那時候的文章寫得都比較冗長，有時間的話可以看一看,。

以上,。

by 子子

作者: 張聾子 時間: 2016-2-28 21:32
氣—氣增壓器？

作者: zsddb 時間: 2016-2-28 23:03
1000升的肯定沒問題,，相信對方,。
你1.5L的氣缸，每分鐘往復(fù)5次,，最多也才需要150L的0.1MPa空氣,，而人家泵每分鐘1000升的流量，在量方面是足以滿足了的,。至于為什么不是230L的,，你讓對方提供他的泵的功率計算公式就知道了。
本來想給你分析分析的,，但身邊聲音多,，靜不下來~

作者: ValleyViews 時間: 2016-2-29 04:58
心理學(xué)有個術(shù)語叫條件反射。
行為學(xué)有個術(shù)語叫習(xí)慣成自然,。

作者: pengzhiping 時間: 2016-2-29 08:43
還好沒有難住你,！應(yīng)急要快�,。�

作者: 2266998 時間: 2016-2-29 10:07
這個可以詳細(xì)計算的,，但環(huán)節(jié)很復(fù)雜,，

氣源給氣罐，經(jīng)歷一次減壓與再平衡,，給到氣缸也是如此的,，用氣缸進(jìn)行增壓，還要考慮熱力學(xué)的計算,，

核心是這些過程減壓,，吸熱，再平衡,，增壓可能有放熱過程,，但與速度有關(guān)，速度高的,，俺絕熱處理,，

簡化的計算，就是考慮一個‘大氣罐’,，考慮‘絕熱計算’,，假設(shè)一些條件以后，可以簡化計算過程,，當(dāng)然,，想精確計算也是可以的，條件要充分,，

作者: 塵世天涯 時間: 2016-2-29 13:02
感謝樓主提出的技術(shù)方面的討論,，一直在尋找這種帖子，怎奈實在太少

樓主這個題目,，我也嘗試算了一下，這里獻(xiàn)丑說一下我的思路,，可能說的不對,，樓主請指正

氣罐容量的計算
由于氣體加壓及降壓過程中有溫度變化，且影響因素很多,，為簡化計算
認(rèn)為氣體始終恒溫
大致思路如下：
氣罐容量 > 氣缸容積
增壓閥流量（轉(zhuǎn)化為1Mpa) > 氣缸容量*10

氣缸容積計算V1 = πd2*L/4/1000000 = 0.385L
則有

Vtank > 0.385    // Vtank是氣罐容量
Q > 3.85 L/min          // 1Mpa時
Q' > 38.5L/min             // 0.1Mpa時

由于上面計算時忽略了熱量損失,，因此這個流量和氣罐容積應(yīng)適當(dāng)留余量

以上，請指正

補(bǔ)充內(nèi)容 (2016-3-1 17:29):
對上面計算更正如下：
氣缸容積計算V1 = πd2*L/4/1000000 = 1.5L
則有
Vtank > 1.5    // Vtank是氣罐容量
Q > 15 L/min          // 1Mpa時
Q' > 150L/min             // 0.1Mpa時

作者: 我要亂來 時間: 2016-2-29 15:55

塵世天涯發(fā)表于 2016-2-29 13:02
感謝樓主提出的技術(shù)方面的討論,，一直在尋找這種帖子,，怎奈實在太少

樓主這個題目，我也嘗試算了一下,，這 ...

第一步氣缸容積就算錯了~~~

作者: 塵世天涯 時間: 2016-2-29 18:15

我要亂來發(fā)表于 2016-2-29 15:55
第一步氣缸容積就算錯了~~~

公式里面寫錯了,，應(yīng)該是D,，不是d。
但是算的結(jié)果是對的啊,，請指正,。

作者: 紫劍狂風(fēng) 時間: 2016-2-29 21:27
本帖最后由紫劍狂風(fēng) 于 2016-2-29 21:35 編輯

這個氣罐的大小能影響到氣壓的穩(wěn)定性，SMC有個軟件 EnergySaving可以模仿氣體充氣,，放氣之間的關(guān)系,，可以出曲線，軟件說明里有計算公式,。

作者: mkyqq 時間: 2016-2-29 22:47
這個氣罐的大小能影響到氣壓的穩(wěn)定性,，SMC有個軟件 EnergySaving可以模仿氣體充氣，放氣之間的關(guān)系,，可以出曲線,，軟件說明里有計算公式

作者: mkyqq 時間: 2016-2-29 22:50
心理學(xué)有個術(shù)語叫條件反射。
行為學(xué)有個術(shù)語叫習(xí)慣成自然,。

作者: ngsxngtd 時間: 2016-2-29 23:30
提示: 作者被禁止或刪除內(nèi)容自動屏蔽

作者: xudingjia820 時間: 2016-3-1 12:32
留個腳印慢慢學(xué)習(xí),！

作者: 機(jī)械軒 時間: 2016-3-1 15:10
1. 工作一次的體積，氣缸體積x2+管子體積,，約 6L （1.0Mpa下）,；
2. 工作一次需補(bǔ)充空氣體積，約10倍的工作體積,，60L（0.1MPa下）,；
3. 工作后氣罐壓力，P1約等于P2xV2/V1 其中V1=22,P2=1.0Mpa,，V2=22-6,， 1x(22-6)/22=0.73 Mpa；
4. 工作時間間隔,，12s,；
5. 計算補(bǔ)充一次空氣所需的時間。過程中流量會隨著氣罐中壓力的提升而降低,；流量如何處理,？按0.1Mpa下？
經(jīng)過估計,，230 L/min 的增壓閥需要 1s左右,。應(yīng)該能行

。

第二步應(yīng)該是有問題的,。就用了個P1V1=P2V2,，功啊，熵的都忘得差不多了。
第五步歇菜了,。因為增壓氣缸隨著輸出端的壓力提高,，流量將逐漸減少直至停止平衡。

作者: 譚榮兵 時間: 2016-3-1 17:22
留個腳印慢慢學(xué)習(xí),！

作者: zhukaijie1 時間: 2016-3-1 21:34
hao

作者: 圍困 時間: 2016-3-1 23:06
計算氣罐的進(jìn)氣速度和出去速度就可以了,，進(jìn)氣大于出氣就好，沒必要考慮那么多,。

作者: long_wzq 時間: 2016-3-2 17:31
在動作周期內(nèi),，罐體內(nèi)壓力1MPa下降時，充氣的速度曲線能夠大于出氣速度時罐體內(nèi)壓力能比較好的保持,。

作者: 塵世天涯 時間: 2016-3-3 12:06
大俠,，第一次看到這個題目的時候，我就有個想法,，但是想了想,，好像沒有人這樣做，不過看到你的解決思路,，我還是認(rèn)為應(yīng)該把我的想法貼出來,，可能不太正確，但是希望能給你提供一些參考

你在題目了提到了,，氣缸的工作壓力為1Mpa, 我假設(shè)你是用來壓東西或者推動一個負(fù)載移動的,，因此要求穩(wěn)定且較高的輸出，但是按照當(dāng)前的配置,，壓力在電磁閥切換的瞬間會降到不足1Mpa,，然后壓力逐漸上升，再氣缸運動到行程末端的時候,，壓力重新回升到1Mpa,但這不太符合通常的應(yīng)用要求,，因為啟動的壓力如果比較低，可能會推不動,，或者即使能推動,，輸出也是逐漸變化的

基于此，我有個想法
1. 將增壓閥選擇為1:3,，氣罐內(nèi)的壓力將達(dá)到1.5Mpa
2. 氣罐與電磁閥之間增加減壓閥,，將壓力降低到1Mpa, 由于減壓閥的特性，在輸入壓力變化的時候,，輸出波動非常小，因此可以得到基本穩(wěn)定的1Mpa輸出

以上,，不知樓主認(rèn)為如何,？

作者: 子子61961 時間: 2016-3-3 14:18

塵世天涯發(fā)表于 2016-3-3 13:06
大俠，第一次看到這個題目的時候,，我就有個想法,，但是想了想,，好像沒有人這樣做，不過看到你的解決思路,，我 ...

謝謝你的詳細(xì)回帖,。這里有這樣幾個問題。
一個是,，客戶的氣源壓力在0.6MPa附近波動,，所以應(yīng)該可以增壓到1.2MPa左右，
另外我們的計算要求壓力是0.85MPa,，加上少量余量,，估計夠用。
另外,，增壓泵一般是2倍或4倍,，而且如果增壓太高，我們已鋪設(shè)好的配管和氣缸就有可能不耐壓而發(fā)生危險,。
所以此次我們是選用了40A來嘗試,。不過還是謝謝你的建議。
希望有朋友能從這個帖子,，學(xué)到絕熱氣體壓力體積的公式,，就好了。

作者: 12qwaszx12 時間: 2018-4-20 07:03
感謝

作者: 青青墳頭草 時間: 2021-11-18 15:36
學(xué)習(xí)了,，謝謝樓主,！

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