貼一道增壓泵的計算題（添加自己的計算方法）

子子61961

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(jìn)行選型。這次需要在上海附近采購。





有興趣的朋友，可以根據(jù)以上條件進(jìn)行計算選型。稍后我會貼出自己的做法進(jìn)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(dá)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(biāo)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(jìn)口，這時就會有0.5MPa的氣體進(jìn)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(dāng)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(fù)，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(jìn)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(fù)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(jìn)氣速度小于出氣的速度，就會達(dá)不到要求的。
我感覺談下去沒有太多進(jìn)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(dāng)時我有兩種選擇，一個就是跟總公司那邊聯(lián)系，讓設(shè)計部門進(jìn)行選型然后我再采購。
不過估計設(shè)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(xì)目錄里面應(yīng)該會有流量圖表曲線，
我借來詳細(xì)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(xì)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(jìn)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(zhǔn)了，用手機(jī)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(rèn)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(jìn)貨增壓泵么，
他說是的，和SMC和國產(chǎn)廠家都有業(yè)務(wù)合作的。
他的回答證實了我的猜測，當(dāng)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(rèn)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(yù)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(rèn)，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(dá)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(yīng)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(jī)械設(shè)計的感受（十）—— 浦東機(jī)場被問路

另一個是，突然遇到一些問題，怎樣去計算。
我當(dāng)時沒做過這類選型，但是我推測詳細(xì)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(yù)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(rèn)真回帖。
3月2日周三晚貼出自己考慮到的做法，如有不當(dāng)之處，還望委婉指出。


（好不容易才拼了一個這么長的截圖。）
其中藍(lán)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(jī)械設(shè)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

張聾子

氣—氣增壓器？

zsddb

1000升的肯定沒問題，相信對方。
你1.5L的氣缸，每分鐘往復(fù)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~

ValleyViews

心理學(xué)有個術(shù)語叫條件反射。
行為學(xué)有個術(shù)語叫習(xí)慣成自然。

pengzhiping

還好沒有難住你！應(yīng)急要快��！

2266998

這個可以詳細(xì)計算的，但環(huán)節(jié)很復(fù)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(jìn)行增壓，還要考慮熱力學(xué)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(shè)一些條件以后，可以簡化計算過程，當(dāng)然，想精確計算也是可以的，條件要充分，

塵世天涯

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(xiàn)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(rèn)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(yīng)適當(dāng)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

我要亂來

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~~~

塵世天涯

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(yīng)該是D，不是d。
但是算的結(jié)果是對的啊，請指正。

紫劍狂風(fēng)

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。