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標題: 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。需要對增壓泵進行選型。這次需要在上海附近采購。

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(, 下載次數(shù): 322)
有興趣的朋友，可以根據(jù)以上條件進行計算選型。稍后我會貼出自己的做法進行參考。
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口，這時就會有0.5MPa的氣體進入氣罐，
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，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，同時氣泵也在補充氣體，所以是可以的。
我說，氣體消耗有它的速度，如果進氣速度小于出氣的速度，就會達不到要求的。
我感覺談下去沒有太多進展，
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。
當時我有兩種選擇，一個就是跟總公司那邊聯(lián)系，讓設計部門進行選型然后我再采購。
不過估計設計部門也挺忙，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，不過估計詳細目錄里面應該會有流量圖表曲線，
我借來詳細目錄看看，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)，我記不準了，用手機搜索了一下。
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貨增壓泵么，
他說是的，和SMC和國產(chǎn)廠家都有業(yè)務合作的。
他的回答證實了我的猜測，當然我也不會去說，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，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。在日本做機械設計的感受（十）—— 浦東機場被問路

另一個是，突然遇到一些問題，怎樣去計算。
我當時沒做過這類選型，但是我推測詳細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，去預想可能會解決問題的道路，是我們需要做的。

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

(, 下載次數(shù): 268)
（好不容易才拼了一個這么長的截圖。）
其中藍色文字的計算公式，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：在日本做機械設計的感受（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
心理學有個術(shù)語叫條件反射。
行為學有個術(shù)語叫習慣成自然。

作者: pengzhiping 時間: 2016-2-29 08:43
還好沒有難住你！應急要快啊！

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

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，用氣缸進行增壓，還要考慮熱力學的計算，

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’，假設一些條件以后，可以簡化計算過程，當然，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適當留余量

以上，請指正

補充內(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 時間: 2016-2-29 21:27
本帖最后由紫劍狂風于 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
心理學有個術(shù)語叫條件反射。
行為學有個術(shù)語叫習慣成自然。

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
留個腳印慢慢學習！

作者: 機械軒 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。應該能行

。

第二步應該是有問題的。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
留個腳印慢慢學習！

作者: zhukaijie1 時間: 2016-3-1 21:34
hao

作者: 圍困 時間: 2016-3-1 23:06
計算氣罐的進氣速度和出去速度就可以了，進氣大于出氣就好，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，我還是認為應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, 我假設你是用來壓東西或者推動一個負載移動的，因此要求穩(wěn)定且較高的輸出，但是按照當前的配置，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
學習了，謝謝樓主！

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