設計一個壓縮空氣分配系統 Designing a Compressed Air Distribution System

 

壓縮空氣用於設備中操作氣動系統，並且可以分成三個部分;供應端，需求端和分配端系統。供應端是生產和處理壓縮空氣的空氣壓縮機，後冷卻器，乾燥器和儲氣槽。它們通常位於工廠角落的某個壓縮機房內。需求端方面是將​​最終用途設備的集結來使用壓縮空氣來“運行”。這些氣動元件通常分布在整個設備中。為了將供應端連接到需求端，需要壓縮空氣分配系統。分配系統是將來自空氣壓縮機的壓縮空氣輸送到氣動裝置的管線。對於一個良好的壓縮空氣系統，這三個部分必須一起工作，以建立一個有效率和高效能的系統。 
我喜歡用壓縮空氣系統比喻成一個電氣系統。空氣壓縮機將視為電壓源，氣動裝置將標記為燈泡。要將燈泡連接到電壓源，需要電線。配電系統將代表電線。如果導線規格太小而無法供應燈泡，導線會變熱，電壓會下降。這種熱量是作為浪費的能量釋放出來的，燈泡會變暗。 
同樣的事情發生在壓縮空氣系統內。如果管線尺寸太小，則會出現壓降。這也是浪費能源。在這兩種系統中，浪費的能源都是浪費金錢。壓縮空氣系統的最大系統問題之一是壓降。如果壓力損失過大，氣動設備將沒有足夠的動力來有效運行。如下圖所示，您可以看到從供應端到需求端的壓力如何下降。透過設計合理的分配系統，可以節省能源，並且參照我的比喻，它可以保持燈亮。 

為了優化壓縮空氣系統，我們需要減少浪費的能量;壓力下降。壓降是基於限制，障礙物和管線表面。如果我們對每一個進行評估，一個設計合理的分配系統可以限制不必要的問題，這些問題可能會剝奪氣動設備的“動力”。
1.限制：這是最常見的壓降。氣流被迫進入小區域，造成高速。高速產生湍流，增加了氣壓損失。管線內的流量與速度乘以直徑的平方直接相關。所以，如果你削減了管子內徑的一半，流量將降低到原來的25％;或者速度會增加四倍。限制可以以不同形式出現，像是小直徑管線或管子;如快速關斷和針閥等限制性配件，以及尺寸不足的過濾器和調節器。
2.構造：這通常是由使用的配件類型所引起的。為了幫助減少額外的壓降，請使用掃肘和45度配件，而不是90度肘部。另一種選擇是使用全流量球閥和蝶閥代替閥座和針閥。如果將來使用阻塞閥或封蓋進行延展，請嘗試將管線延長至管線直徑的10倍，以幫助消除因氣流中斷造成的紊流。消除急轉彎和突然停止將使速度保持在層流的狀態。
3.粗糙度：對於長管線，管線表面會影響壓縮空氣流。例如，碳鋼管線具有相對粗糙的紋理。但是，隨著時間的推移，表面會開始生鏽，進而形成更粗糙的表面。這種粗糙會抑制流動，造成壓力下降。鋁管和不銹鋼管的表面非常光滑，不易受由粗糙度或腐蝕所引起的壓降的影響。 
通常，空氣速度將決定正確的管線尺寸。為了適應未來的任何延展，對管線加大尺寸是有益的。對於集流管，速度不應超過20英尺/分鐘（6米/分鐘）。對於分配管線，速度不應超過30英尺/分鐘（9米/分鐘）。按照這些簡單的規則，分配系統可以有效率地從供應端向需求端提供必要的壓縮空氣。 
要有合理設計的分配系統，從儲槽到使用點的壓降應小於10％。 透過遵循上面的提示，您可以達到該目標，並使供應端，需求端和分配端系統以最高效率工作。 如果您想減少更多的浪費，EXAIR提供各種高效能，安全和有效率的壓縮空氣產品以滿足您需求。 這將相當於將使用端的那些燈泡更換為LED。