Quindi, vuoi conoscere la dimensione corretta del tubo per la tua installazione di aria compressa?
È facile, spiegherò come.
Vedo ancora troppi posti in cui la dimensione del tubo del sistema di aria compressa è troppo piccola. O perché la fabbrica o l’officina è cresciuta nel tempo, e il vecchio sistema è diventato troppo piccolo (abbastanza comprensibile), o hanno appena installato un tubo troppo piccolo per cominciare!
Qual è il problema con un tubo dell’aria compressa troppo piccolo?
Caduta di pressione!
Se troppa aria deve passare un tubo troppo piccolo, avrà problemi a passare attraverso questo tubo. Il risultato è una caduta di pressione tra l’inizio del tubo e la fine del tubo.
Ora, qual è il problema con la caduta di pressione che chiedi?
Soldi!
Se la caduta di pressione diventa troppo alta, è necessario impostare il compressore su un setpoint più alto. Più alto è il setpoint del compressore, più energia (e denaro) utilizzerà.
Pertanto, la caduta di pressione dovrebbe essere massima 0,1! Ciò significa che la pressione nel punto di utilizzo deve essere al massimo inferiore di 0,1 bar rispetto alla pressione all’uscita del compressore. Ad esempio 6,9 bar al punto di utilizzo e 7 bar al compressore.
Cosa influenza la caduta di pressione?
In breve, ogni ostruzione crea una caduta di pressione. I tubi stessi, naturalmente, ma anche le curve nel tubo, gli accoppiamenti, i tubi flessibili, l’accoppiamento a connessione rapida, creano tutti perdite di carico.
E, più lungo è il tubo, maggiore sarà la caduta di pressione.
La quantità di aria che passa attraverso il tubo è anche un fattore. Più aria deve passare attraverso un tubo in una sola volta, maggiore è la caduta di pressione. Ciò significa anche che quando non viene utilizzata aria (di notte, nei fine settimana), non vi è alcuna caduta di pressione. Ecco perché è sempre necessario misurare la caduta di pressione a pieno consumo di aria (tutte le macchine/utensili pneumatici in esecuzione, nel peggiore dei casi).
In breve, le informazioni di cui abbiamo bisogno per calcolare la caduta di pressione sono:
- Diametro del tubo
- Lunghezza del tubo
- Numero di curve, raccordi, ecc
- flusso d’Aria attraverso il tubo
flusso d’Aria
Per iniziare, è necessario conoscere il flusso d’aria attraverso il sistema. Il modo più semplice per scoprire il (massimo) flusso d’aria, è troppo guardare le specifiche del compressore (guardare nel manuale o cercare online).
Ci sarà sempre una riga che indica la potenza massima della macchina in litri / secondo, m3 al minuto o ora, o piedi cubi al minuto (cfpm).
Questa è la quantità massima di aria che il compressore è in grado di pompare, alla pressione nominale.
Ma fai attenzione, c’è una cosa importante da guardare for
l/s vs. Nl/s (o cfpm vs Scfpm).
Il flusso d’aria indicato nelle specifiche del compressore è la maggior parte del tempo Nl/s (o S cfpm), che significa “litri normali al secondo” (o piedi cubi standard al minuto). Significa che i valori sono dati in condizioni standard o di riferimento, che sono 1 bar, 20 gradi Celsius e 0% di umidità relativa.
Spesso, il flusso è indicato come FAD, che significa “Free Air Delivery”, che significa la stessa cosa: calcolato di nuovo a condizioni di riferimento (aria più o meno atmosferica, come voi e me respirare).
Quindi, di fatto, il FAD (litri normali al secondo, o Scfpm), è in realtà la quantità di aria che viene aspirata dal compressore al minuto.
Viene compresso e quindi trasportato attraverso il sistema di tubazioni. Quindi a 7 bar di pressione, i litri al minuto (senza il ‘normale’ ) sono circa 8 (7 bar relativi sono 8 bar assoluti) volte più piccoli rispetto ai normali litri al secondo.
Questa differenza è così spesso trascurata; la maggior parte delle persone non lo sa e usa la terminologia sbagliata (anche nelle specifiche del compressore a volte!).
Tabella delle dimensioni del tubo dell’aria compressa
Ora invece di darti formule complicate per calcolare la caduta di pressione, ecco una semplice tabella che risponderà a tutte le tue domande di dimensionamento del tubo.
Cercare la portata massima dei compressori nella colonna di sinistra. Ora, misurare o calcolare la lunghezza totale dei tubi dell’aria compressa e cercarlo nella riga superiore.
Ora è possibile leggere la dimensione corretta del tubo (in mm di diametro) nella tabella.
Questa tabella è per 7 bar e perdita di pressione massima di 0,3 bar.
Il valore indicato è per un tubo diritto senza curve, giunti o altre restrizioni. Come calcolare l’influenza di questi può essere trovato nel prossimo paragrafo.
| N m3/h | S cfpm | 50m | 100m | 150m | 300m | 500m | 750m | 1000m | 2000m |
| 164ft | 328ft | 492ft | 984ft | 1640ft | 2460ft | 3280ft | 6561ft | ||
| 10 | 6 | 15 | 15 | 15 | 20 | 20 | 25 | 25 | 25 |
| 30 | 18 | 15 | 15 | 15 | 25 | 25 | 25 | 25 | 40 |
| 50 | 29 | 15 | 25 | 25 | 25 | 40 | 40 | 40 | 40 |
| 70 | 41 | 25 | 25 | 25 | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 |
| 100 | 59 | 25 | 25 | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 | 63 |
| 150 | 88 | 25 | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 | 63 |
| 250 | 147 | 40 | 40 | 40 | 40 | 63 | 63 | 63 | 63 |
| 350 | 206 | 40 | 40 | 40 | 63 | 63 | 63 | 63 | 80 |
| 500 | 294 | 40 | 40 | 63 | 63 | 63 | 63 | 63 | 80 |
| 750 | 441 | 40 | 63 | 63 | 63 | 63 | 80 | 80 | 100 |
| 1000 | 589 | 63 | 63 | 63 | 63 | 63 | 80 | 80 | 100 |
| 1250 | 736 | 63 | 63 | 63 | 63 | 63 | 100 | 100 | 100 |
| 1500 | 883 | 63 | 63 | 63 | 80 | 80 | 100 | 100 | 125 |
| 1750 | 1030 | 63 | 63 | 80 | 80 | 80 | 100 | 100 | 125 |
| 2000 | 1177 | 63 | 80 | 80 | 80 | 100 | 100 | 100 | 125 |
| 2500 | 1471 | 63 | 80 | 80 | 80 | 100 | 125 | 125 | 125 |
| 3000 | 1766 | 80 | 80 | 76 | 100 | 100 | 125 | 125 | 150 |
| 3500 | 2060 | 80 | 80 | 100 | 100 | 125 | 125 | 125 | 150 |
| 4000 | 2354 | 80 | 100 | 100 | 100 | 125 | 125 | 125 | 150 |
| 4500 | 2649 | 80 | 100 | 100 | 125 | 125 | 125 | 150 | 150 |
| 5000 | 2943 | 80 | 100 | 100 | 125 | 125 | 150 | 150 | 150 |
Tabella 1: Tabella di dimensionamento del tubo dell’aria compressa (in millimetri).
Influenza di curve, giunti e altre cose alla caduta di pressione
Come detto prima, curve, giunti e altri tipi di restrizioni aumenteranno la caduta di pressione.
Un tubo con una curva al suo interno avrà una caduta di pressione maggiore rispetto a un tubo senza curva. Un tubo con una curva e un giunto avrà una caduta di pressione ancora maggiore.
Ora, potrei darti tutti i tipi di formule difficili, ma conosco un modo più semplice.
Di seguito è riportata una tabella per cercare quella che viene chiamata “lunghezza del tubo equivalente” per una caduta di pressione generata. È semplicemente un modo per esprimere la caduta di pressione per una certa curva o accoppiamento creerà, ma non in barre (o psi), ma in lunghezza del tubo aggiunto ‘virtuale’.
È sufficiente aggiungere ulteriori metri “virtuali” di tubo al calcolo della caduta di pressione (tabella 1 sopra) per ogni curva o valvola del sistema.
Tabella lunghezza tubo equivalente
Di seguito (tabella 2) è riportata la tabella lunghezza tubo equivalente. Il valore dipende dal diametro del tubo. Una valvola in un tubo di piccolo diametro avrà un’influenza diversa rispetto a una valvola in un tubo di grande diametro.
Per trovare la lunghezza equivalente del tubo per la valvola o la curva nel sistema, basta guardare sotto il diametro del tubo del sistema ad aria compressa per trovare la lunghezza equivalente del tubo della valvola o della curva.
Tabella 2. Tabella lunghezza tubo equivalente (valori in metri).
Ad esempio, una curva del ginocchio in un tubo da 25 mm ha una lunghezza equivalente di 1,5 metri. Ciò significa che questa curva del ginocchio creerà la stessa caduta di pressione di 1,5 metri di tubo dritto.
Esempio di calcolo del diametro del tubo richiesto.
Ecco un esempio di calcolo utilizzando la tabella di dimensionamento del tubo dell’aria compressa (tabella 1) e la tabella di lunghezza del tubo equivalente (tabella 2).
Supponiamo di avere un compressore rotativo a vite da 30 kW in grado di fornire 250 Nm3/ora (normali metri cubi all’ora). 250 Nm3 / ora è lo stesso di 4200 Nl/min (normale litro al minuto) o 150 scfpm (piedi cubi standard al minuto).
Pensiamo che un tubo di diametro 40mm dovrebbe essere ok, essere vogliamo essere sicuri utilizzando le tabelle di cui sopra.
Diciamo che abbiamo 20 metri di tubo di, con una curva di 90 gradi (R = 2d, il che significa che il raggio della curva è 2 volte il diametro del tubo) e una valvola di ritegno, e poi di nuovo 4 metri di tubo.
La lunghezza del tubo equivalente per questo tipo di curva è di 0,25 metri. La lunghezza del tubo equivalente per una valvola di ritegno è di 10 metri.
I nostri metri totali ora diventano: 20 + 0.25 +10 + 4 =34.25 metri.
Ora possiamo cercare il diametro del tubo richiesto nella tabella 1 (sopra), con una lunghezza del tubo di 34,25 metri. Guardando nella tabella 1 a 34.25 metri (che non è elencato, ma prenderemo il valore successivo) e 250 Nm3/ora, otteniamo un diametro del tubo di 40 mm.
Naturalmente, una curva o un giunto non cambia molto la caduta di pressione. Ma con un grande sistema con molte curve, valvole e giunti, la caduta di pressione aumenta rapidamente.
Per un nuovo sistema, se non siete sicuri di quante curve, giunti e altre cose saranno installati nel sistema, moltiplicare i metri stimati per 1,7 per il calcolo della caduta di pressione. Questa è una regola empirica di base.