[Parfusha]

Помогите расчитать время в теории.
Занимаемся очисткой трубопровода диаметром 1020 мм воздухом с использованием очистных поршней. Внутренний объем 1 погонного метра трубопровода составляет 1,47 м3, протяженность трубопровода 31000 метров.
Технология процесса такова: открываем камеру запуска поршней и засовываем в трубу поршень, после чего закрываем камеру. Далее по зади поршня начинаем подавать воздух с производительностью 4032 м3/час. поршень по паспорту начинает двигатся при избыточном давлении позади поршня 0,2 кгс/см2. Помогите правильно расчитать время, за которое поршень пройдет 31000 метров и придет в камеру приема.
Мой расчет вот таков:
(31000*1,47*0,2)/4032=2часа 12 минут.
Но на практике время не сходится, получается, что фактическое время превыщает расчетное 15-20 раз.
Подскажите где я ошибаюсь в расчетах.

[Vsevolod Kiselev]

Здравствуйте,

Я смотрю на условие поставленной Вами задачи, и у меня ощущение, что для того, чтобы ее решить, недостаточно исходных данных. Если честно, у меня сейчас немного «обалдевшее» состояние после сегодняшнего рабочего дня, но, все же, мне кажется, что не хватает данных о том, сколько воздуха просачивается между поршнем и стенками трубопровода в единицу времени. И если мы будем знать, сколько его просачивается, скажем, в час, из этих 4032 м³, а сколько остается за поршнем, то мы сможем подсчитать, сколько времени потребуется для того, чтобы этим остающимся за поршнем воздухом создать в цилиндре длиной 31000 метров и диаметром 1020 мм давление 0,2 кгс/см². Это и будет искомой величиной.

Завтра я еще раз вгляну на эту тему «свежим взглядом», но, по-моему, все как-то так.
_________________
С уважением,
Потапов Сергей,
Технический специалист
ЗАО "Иммертехник"

Телефон/факс: +7 (499) 640 1015
E-mail: tonak@immertechnik.ru

[Parfusha]

Устройство манжет на поршне сконструированы так, что если поршень движется, то через него не должен просачиваться воздух.

[Denis_]

Надо использовать абсолютное давление, а не избыточное.
31000х1,47х1,2/4032=14 часов
+будут утечки воздуха через поршень
+гидравлическое сопротивление трубопровода
+снижение производительности компрессора (воздоходувки) при росте давления в трубопроводе
+ помере накопления грязи перед поршнем, давление в трубопроводе должно расти чтобы компенсировать сопротивление поршня, который толкает перед собой эту грязь

[Parfusha]

абсолютное давление-это же атм давление+ избыточное. атм давление уже есть в трубопроводе, а с помощью компрессоров мы создаем избыточное давление.
А как гидравлическое сопротивление посчитать и где его применить

[Denis_]

Согласен, без кофе немного торможу :)
Зайдите в "калькулятор", там есть расчет диаметра трубопровода. Вам нужно перевести формулу для расчета гидравлических потерь.
Можно пойти другим путем.
Площадь сечений трубопровода: 3,14х1,02х1,02/4=0,82 м2
Реальный объем воздуха при 1,2 бара: 4032/1,2=3360 м3/ч
Скорость воздуха в трубопроводе: 3360/0,82=4098 м/ч
время в пути: 31000/4098=8 ч

[Parfusha]

Вот мы недавно чистили трубу Ду 1420 протяженностью 31 км.
Время которое было затраченно для пропуска поршня составило 30 часов. Что не бъется с теорией аж в 2 раза.
Если идти по вашему расчету то получается:

Площадь сечений трубопровода: 3,14х1,42х1,42/4=1,58 м2
Реальный объем воздуха при 1,2 бара: 4032/1,2=3360 м3/ч
Скорость воздуха в трубопроводе: 3360/1,58=2127 м/ч
время в пути: 31000/2127=14,6 ч.
где- что то не сходится

[Denis_]

C учетом потерь, приведенных выше, Вам нужно использовать поправочный коэффициент х2 и не забивать себе голову. Эти расчеты верны только для идеальных условий, которые в реальной жизни не встречаются.

[timmy]

задача-то до конца не решена...
есть некий диск массы m с рабочей площадью s. Диск приводится в движение сжатым воздухом от компрессора. Для того, чтобы диск начал движение, давление сжатого воздуха за диском должно составлять не менее 20 кПа (изб). Какое давление должен постоянно держать компрессор, чтобы диск диаметром 1400 мм прошел 31 км за 30 часов? Ясно же, что несколько больше, чем 20 000 Па, да? Вот вопрос весь насколько больше...

[Pavel Babyschev]

Для расчета времени движения поршня в трубопроводе, необходимо сначала определиться с постоянными физическими величинами (т.е. константами), а далее, используя 2-ой Закон Ньютона не составит труда решить эту не сложную задачу. Поясню:
1.Поршень необходимо рассматривать как материальную точку на которую действует сила трения (векторная величина, направленная в противоположную сторону равноускоренного прямолинейного движения, как в нашем случае).
Fтр=nN, где n- коэффициент трения, зависящий от вида соприкасаемых материалов; N- сила реакции опоры или сила прижатия (в случае с горизонтальной поверхностью направлена вверх). Но на тело ещё дйствует mg- сила тяжести, которая по направлению противоположна силе N.
проекция векторов на ОХ... и получаем
Fтр=mgn
2. Давление действующее на поршень рассматривать будем как постоянную прикладываемую силу (константу). Разность между прикладываемой силой Fp и силой трения Fтр называется равнодействующей силой.
Fрд= Fр-Fтр
3. Зная массу поршня, используя 2-ой Закон Ньютона получим:

Fрд=ma

Из данной формулы находим ускорение (а), далее не сложно вычислить и путь и время, и соответственно скорость того самого поршня.
(формул куча).

Если же давление рассматривать как переменную составляющую, принимать во внимание замедление поршня из-за все больше возникающей силы трения, то решение этой задачи примет совершенно другой вид.
Кстати и трение бывает разным. Здесь рассмотрен пример для сухого трения и вычисления так же будут приблизительными из-за неравномерности движения, кривизны трубопровода, и т.д.
_________________
C уважением,
Павел Бабышев,
Инженер (направление АСУ/КИПиА, также общая техническая поддержка)
ЗАО "Иммертехник"
телефон: +7 (495) 772 7778, 772 7788
e-mail: pbabyschev@immertechnik.ru