Как рассчитать расход азота или кислорода для лазерной резки металла? Уверен, такой вопрос вы задавали себе каждый раз при необходимости калькуляции себестоимости резки металла на заказа или для своих проектов. Специалисты департамента лазерных технологий компании «Станкофф.RU» разработали специальный калькулятор расхода газа который рассчитывает расход газа с учетом давления и диаметром выходного отверстия сопла.
Перейдите по ссылке:
КАЛЬКУЛЯТОР РАСХОДА ГАЗА ДЛЯ ЛАЗЕРНОЙ РЕЗКИ МЕТАЛЛА
Зная реальный расход и стоимость азота или кислорода ваши технологи смогут подобрать оптимальные параметры резки, которые исключат необоснованный перерасход и обеспечат сбалансирование потребление газа. Изменение диаметра сопла всего на 0,5 миллиметра с 2мм до 1,5мм при одинаковом давлении позволит получить расход меньший почти в два раза. Изменение диаметра сопла в большинстве случаев не повлияет на качество и скорость резки. Давление газа оказывает большее влияние на качество и скорость, но не так сильно влияет на расход как диаметр сопла в рамках технологических настроек на один тип металла.
Будем рады обратной связи. Замечания и пожелания пишите в комментариях.
Лекция № 4 Расход кислорода и воздуха для горения топлива.
Состав воздуха.
В теплотехнических расчетах принимают следующий состав сухого атмосферного воздуха: 79% N2 и 21% О2. С целью упрощения инертные газы, а также углекислый газ, содержащийся в небольших количествах (» 1%), объединяют с азотом. На одну объемную единицу кислорода, поступающего для горения из воздуха, вводят 79/21 = 3,762 объемных единиц азота.
Расход кислорода для горения топлива.
Количество кислорода, которое необходимо израсходовать для полного сгорания единицы топлива, согласно стехиометрическому соотношению, в химической реакции горения называется удельным теоретическим расходом кислорода. Это стехиометрическое число wo зависит:
1) от природы горючих элементов топлива;
2) от концентрации горючих элементов в техническом топливе (чем больше балласта, тем меньше стехиометрическое число).
При наличии многих горючих составляющих в топливе стехиометрическое число для твердого и жидкого топлива подсчитывается по формуле
wo = 0,01·åwx·cx кг/кг,
Рекомендуемые материалы
где wx — cтехиометрическое число соответствующего горючего, кг/кг;
сx — концентрация горючего элемента в топливе в % по массе.
Теоретический объемный расход О2, необходимый для полного сгорания 1 кг топлива, определиться из выражения
м3/кг,
где
плотность кислорода, равная 1,43 кг/м3.
Теоретический объемный расход кислорода, необходимого для полного сгорания 1 м3 газообразного топлива определяется по формуле
м3/м3,
где Vo2 — теоретический объемный расход кислорода, необходимый для полного сгорания 1 м3 соответствующего горючего.
Стехиометрические объемные соотношения в реакции горения равны отношению молей.
Расход воздуха для горения топлива. Коэффициент расхода воздуха.
Расход воздуха, отвечающий стехиометрическому, также называется теоретическим. Объемный расход воздуха обозначают L0, а расход по массе G0. Для расчета расхода воздуха на горение существуют три метода: аналитический, приближенный, по графикам.
Аналитический метод расчета. Теоретический расход воздуха определяют по теоретическому расходу кислорода и объемной доле кислорода в воздухе ko2.
Если для горения используют влажный воздух, в котором на 1 м3 сухой части содержится f , г, влаги или 0,00124f, м3, водяного пара, то расход влажного воздуха составит
L0 = (1+0,00124f)·L0 c.в м3/ед.топл.
Чтобы обеспечить более быстрое и полное сгорание топлива, вводят избыточный воздух в некотором количестве сверх теоретического Lизб, зависящее от вида топлива и организации процесса его сжигания. Отношение объема избыточного воздуха к теоретическому объемному расходу воздуха носит название коэффициента избытка воздуха, и обозначают буквой a.
Воздух в количестве, которое практически вводят для полного сгорания единицы топлива, называют действительным расходом воздуха (Ln). Отношение действительного расхода воздуха к теоретически необходимому носит название коэффициента расхода воздуха. Этот коэффициент обозначают буквой “n”.
Приближенный метод расчета. Нужно отметить следующую закономерность: чем больше теплота сгорания топлива, тем больше воздуха необходимо для сгорания единицы топлива. На использовании этой прямой пропорциональной зависимости между теплотой сгорания и расходом воздуха основан приближенный метод для расчета расхода атмосферного воздуха
L0 = kQн/1000 м3/кг или м3/м3,
где k — поправочный коэффициент, значение которого близко к единице: для углерода его значение максимально k = 1,1; для окиси углерода — минимально k = 0,788; для водорода k = 0,93
В формуле Qн выражено в ккал.
Для быстрого и ориентировочного определения расхода воздуха можно исходить из положения, что на 1000 ккал теплоты сгорания топлива требуется приблизительно 1 м3 воздуха.
Если Вам понравилась эта лекция, то понравится и эта — 4 Система шихтоподачи.
Воздух, обогащенный техническим кислородом.
В современной практике для сжигания топлива часто используется не атмосферный воздух, а воздух, обогащенный техническим кислородом, или даже чистый технический кислород.
При смешивании технического кислорода с воздухом объемный процент кислорода в смеси возрастает прямо пропорционально увеличению доли технического кислорода. Если обозначить объемную долю технического кислорода в смеси с воздухом через k1, то процент кислорода в смеси может быть найден по следующему уравнению
%О2см = 21 + 79k1.
Если объемная доля технического кислорода в смеси с воздухом k1 = 0, то О2см = 21%, т.е. смесь представляет собой обычный воздух. Если же k1 = 1, то О2см = 100%, т.е. вся смесь состоит из технического кислорода.
Естественно, что объемный расход обогащенного воздуха меньше объемного расхода обычного атмосферного воздуха вследствие уменьшения содержания азота.
Для корректности производимых вычислений расход газа должен быть приведён к единой величине и считаться в нормальных метрах кубических.
Например:
В поданной заявке компания заявляет, что им необходим «расход газа» на уровне 100 метров кубических, а в графе «давление газа» — 7 бар.
Со стороны инженера, при подборе оборудования, может возникнуть целый ряд вопросов, например: расход 100 м3/ч при нормальных условиях или при давлении в 7 бар?
В первой ситуации инженер подберёт необходимую компрессорную станцию с производительностью 100 нм3/ч и рабочим давлением 7 бар, а во второй – необходимо произвести пересчёт в нм3:
[Расход при нормальных условиях] = [Расход реальный] 100 м3/ч * [избыточное давление] 7 бар = 700 нормальных метров кубических в час.
И уже после сделанных вычислений будет подбираться станция на 700 нм3/ч и давлением 7 бар.
В результате такой неточности, может быть неверно подобранное или даже приобретённое компрессорное оборудование. Именно по этой причине так важен вопрос корректности входящих данных от заказчика.
Нормальный метр кубический (нм3) – это метр кубический (м3) газа при нормальных условиях. Под нормальными условиями принимают давление, равное 101 325 Паскаль (или 760 мм. рт. ст.) и температуру 0C.
Как рассчитать реальный расход газа на производстве, чтобы корректно подобрать необходимое оборудование?
Чтобы детально разобраться в этом вопросе — давайте рассмотрим ситуацию, в которой клиент запросил коммерческое предложение по азотной компрессорной станции, чтобы отказаться от применения азота в баллонах.
Первоначальные входные данные по запросу от клиента:
- Расход азота — 3 ресивера в сутки;
- Объём ресивера — 20 кубов;
- Давление в ресиверах — 100-200 бар.
Необходимо осознать, что некорректные исходные данные от клиента не позволят корректно рассчитать производительность азотной станции. Некоторые продавцы могут воспользоваться данной ситуацией и продать неподходящее вам по производительности оборудование! О том, как правильно подобрать промышленное оборудование мы расскажем позднее в новых статьях.
Важные моменты, которые требуют внимание:
- Точное давление азота в ресиверах? (необходимо, чтобы подсчитать производительность за рабочий день);
- Количество часов в рабочем дне? (потребуется для анализа возможности использования азотной станции в свободные часы).
Помимо этого, необходимо учесть ряд других моментов, из-за которых клиенту было бы удобнее перейти на собственную азотную станцию вместо использования азота в баллонах):
- Большое количество необходимых баллонов ежедневно, затраты в виде физических сил и времени на подключение и отключение баллонов от системы подачи азота, большой штат грузчиков;
- Регулярные проверки и дорогостоящее техническое обслуживание поднадзорных высокобарных ресиверов.
После получения корректных исходных данных, стало известно, что в компании используются 3 ресивера азота в день, объемом 20 м3 каждый, под давлением в 200 бар. Предприятие работает в 2 смены по 8 часов, итого 16 рабочих часов в сутки.
Суммируя вышеуказанные данные будем рассчитывать необходимый расход азота на производстве:
Расчет:
3 ресивера х 20 м3 = 60 м3 х 200 бар = 12000 м3 / 16 часов = 750 нм3/ч.
Взяв за основу эту информацию, было разработано следующее техническое решение, которое позволило исключить из цепочки покупки дорогостоящего азота в баллонах, и отказаться от поднадзорных ресиверов.
Нашей компанией была произведена установка адсорбционной азотной станции АГС-1000, производительностью 1000 нм3/ч азота, с запасом на длину трубопроводов от азотной станции до точки потребления, исключающая просадки давления на магистрали. В конструкции установки были заложены воздушные и азотные ресиверы, которые не требуют особого оформления в Ростехнадзоре.
Функционирование азотной станции происходит в автономном режиме, благодаря чему не требуется постоянное наблюдение со стороны оператора. При достижении указанного уровня давления азота в ресиверах, азотная станция АГС-1000 переходит в режим ожидания. Как только давление в азотных ресиверах становится ниже необходимого, установка автоматически запускается и работает до достижения первоначально указанного значения давления (уровни минимального и максимального давления для включения азотной станции можно настроить индивидуально, исходя из необходимых вам параметров).
В данной статье мы рассмотрели наиболее часто встречающиеся вопросы, возникающие при расчёте расхода газа (азота, кислорода или воздуха) на производстве. Помимо этого был представлен вариант технического решения, позволяющий усовершенствовать производственный процесс в компании, сделать его более удобным и современный, а также сэкономить значительные средства на длительном этапе.
В дальнейшем мы планируем разместить ещё много полезной информации, касающейся расчётов пиковых нагрузок на производстве и многом другом.
Enter the tidal volume and the respiration rate into the Oxygen Flow Rate Calculator. The calculator will evaluate the Oxygen Flow Rate.
- All Rate Calculators
- PF Ratio Calculator
- Pulse Rate Calculator
- Sweat Rate Calculator
Oxygen Flow Rate Formula
The following two example problems outline the steps and information needed to calculate the Oxygen Flow Rate.
- Where OFR is the Oxygen Flow Rate
- TV is the tidal volume
- RR is the respiration rate
To calculate the oxygen flow rate, multiply the tidal volume by the respiration rate.
How to Calculate Oxygen Flow Rate?
The following example problems outline how to calculate Oxygen Flow Rate.
Example Problem #1:
- First, determine the tidal volume.
- The tidal volume is given as: 10.
- Next, determine the respiration rate.
- The respiration rate is provided as: 50.
- Finally, calculate the Oxygen Flow Rate using the equation above:
OFR = TV * RR
The values provided above are inserted into the equation below and computed.
OFR = 10 * 50 = 500
Example Problem #2:
For this problem, the variables required are provided below:
tidal volume = 5
respiration rate = 60
Test your knowledge using the equation and check your answer with the calculator..
OFR = TV * RR = ?
