نحوه محاسبه حجم، فشار پیش‌شارژ و فشار شارژ آکومولاتور در شرایط آدیاباتیک و ایزوترمال

آکومولاتور المانی است که سیال هیدرولیک را تحت فشار ذخیره کرده و برای کاربردهای زیر از آن استفاده می‌شود:

  • جبران‌سازی نشتی‌های داخلی

  • منبع توان اضطراری

  • جذب شوک و ضربات سیستم

  • برطرف کننده نویز‌های سیستم

  • بالانس‌کننده بار

پرکاربردترین نوع آکومولاتور که در سیستمهای مدرن هیدرولیکی مورد استفاده قرار می‌گیرند، آکومولاتورهایی هستند که با گاز نیتروژن شارژ می‌شوند و در سه نوع تیــــوپی (Bladder)، دیافــــراگمی (Diaphragm) و پیســــتونی (Piston) تولید می‌شوند. میزان پیش فشار گاز نیتروژن (pre-Charged Pressure) که با P1 نمایش داده می‌شود، بسته به نوع کاربرد و بر اساس درصدی از حداقل فشار سیستم هیدرولیک (P2) تعریف خواهد شد.

نوع کاربرد

فشار گاز (P1)

فرمول محاسباتی

ذخیره‌سازی انرژی

معادل 90%  فشار P2

P2 * 0.9

جذب شوک

معادل 60%  فشار P2

P2 * 0.6

جذب نوسانات

معادل70 %  فشار P2

P2 * 0.7

آکومولاتورها بر اساس حجم واقعی گاز (V1)   آنها، در زمانی که روغن آنها کاملا تخلیه شده باشند، سایز بندی می‌شوند. برای یک سایز مشخص، حجم روغن قابل تحویل به سیستم، به حجم گازی بستگی دارد که قادر به خارج کردن روغن باشد. به این حجم گاز، حجم کاری (VW) گفته می‌شود که با تغییر میزان فشار و دمای گاز، مقدار آن تغییر خواهد کرد. دمای گاز، و به تبع آن فشار گاز، متاثر از سرعت تراکم و تخلیه گاز است که با توجه به سرعت شارژ و تخلیه آکومولاتور،  تعیین می‌شود. بنابراین در هنگام انتخاب سایز آکومولاتور، باید نرخ سرعت شارژ و تخلیه آکومولاتور مد نظر قرار گیرد.

 

 

محاسبات آکومولاتور برای کاربرد ذخیره‌سازی انرژی

برای محاسبه حجم گاز واقعی (V1) بر حسب اینچ مکعب (یا  لیتر)، از روابط زیر استفاده می‌شود. متغیرهای مورد استفاده در روابط زیر عبارتند از:

Vw : حجم روغنی که باید به آکومولاتور وارد و از آن خارج شود  in3 (Litr)

P1 : فشار پیش‌شارژ گاز بر حسب Psi  (bar)

P2 : حداقل فشار عملکردی مورد نیاز سیستم بر حسب Psi  (bar)

P3 : بیشینه فشار سیستم بر حسب Psi  (bar)

K : ضریب اصلاحی برای شرایط آدیاباتیک (شارژ و تخلیه سریع) است که برای گاز نیتروژن معادل 4/1 خواهد بود.

 

برای شرایط ایزوترمال (شارژ و تخلیه آرام)

 

 

برای شرایط شارژ ایزوترمال (شارژ آرام) و تخلیه آدیاباتیک (تخلیه سریع)

 

 

برای شرایط آدیاباتیک (شارژ و تخلیه سریع)

 

 

 

محاسبه سریع حجم کاری (VW) یک آکومولاتور با سایز مشخص در شرایط ایزوترمال

 

 

 

محاسبات آکومولاتور برای کاربرد جذب نوسانات

 

برای محاسبه حداقل حجم موثر (V1) مورد نیاز برای یک آکومولاتور، از رابطه زیر استفاده می‌شود.

 

 

متغیرهای مورد استفاده در این معادله به شرح زیر می‌باشند:

V1 : حجم موثر بر حسب اینچ مکعب ( لیتر)

Q : دبی پمپ بر حسب اینچ مکعب بر دقیقه (  لیتر بر دقیقه)

n : سرعت دورانی پمپ (rpm)

لازم به ذکر است که سایز پورت آکومولاتور باید بزرگتر، و یا حداقل،  برابر سایز پورت خروجی پمپ باشد.

 

محاسبات آکومولاتور برای کاربرد جذب شوک

در این حالت، حجم موثر آکومولاتور (V1) با استفاده از رابطه زیر محاسبه می‌شود

 

 

P2 : حداقل فشار سیستم بر حسب Psi

Pm : فشار شوک بر حسب Psi

P1 : فشار پیش‌شارژ بر حسب Psi

n : ضریب تخلیه ( برای حالت ایزوترمال برابر با عدد 1، برای شرایط آدیاباتیک برابر 4/1  و برای فشار بیش از 3000 Psi بزرگتر از 4/1)

g : شتاب ثقل زمین بر حسب ft/Sec2

A : سطح مقطع موثر لوله بر حسب ft2

ω: وزن مخصوص سیال بر حسب lbs/ft3

L : طول لوله بر حسب فوت

V : سرعت سیال بر حسب ft/Sec

 

 

محاسبات مربوط به اریفیس‌ها را میتوانید از طریق لینک زیر مشاهده و مطالعه فرمایید

 

محاسبات کاربردی اریفیس‌ها، افت فشار ، دبی عبوری و ضریب اریفیس

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *