Trong một hệ thống khí nén công nghiệp, đường ống dẫn khí đóng vai trò như “mạch máu” truyền tải năng lượng từ máy nén khí đến các thiết bị đầu cuối. Một thiết kế đường ống tối ưu không chỉ giúp duy trì áp suất ổn định, giảm tổn thất năng lượng mà còn kéo dài tuổi thọ của toàn bộ hệ thống.
Ngược lại, nếu tính toán đường ống dẫn khí nén sai lệch hoặc lắp đặt không chuẩn, bạn sẽ gặp hàng loạt vấn đề: áp suất tụt, máy nén khí hoạt động quá tải, tiêu tốn điện năng và tăng nguy cơ hỏng hóc thiết bị.

Trong bài viết này, Fil Việt Nam sẽ hướng dẫn bạn cách tính toán đường ống dẫn khí nén chuẩn xác, bao gồm công thức tính, các yếu tố cần lưu ý và kinh nghiệm thực tế để lắp đặt hệ thống hiệu quả.

Công thức tính toán đường ống dẫn khí nén

Khi thiết kế hệ thống đường ống khí nén, mục tiêu chính là giảm thiểu tối đa hiện tượng tụt áp và đảm bảo lưu lượng khí nén luôn đáp ứng nhu cầu sản xuất. Để đạt được điều này, trước hết cần xác định chính xác lưu lượng khí và áp lực trong đường ống.

Xác định lưu lượng khí trong đường ống

Lưu lượng khí là yếu tố nền tảng để lựa chọn đường kính và vật liệu ống phù hợp. Nếu lưu lượng khí qua ống càng lớn, hiện tượng sụt áp càng tăng. Có 3 cách phổ biến để tính toán:

Công thức 1: Đo vận tốc khí và tính lưu lượng

Sử dụng thiết bị đo lưu lượng khí nén tích hợp cảm biến vận tốc dòng chảy, sau đó áp dụng công thức:

iniCopyEditQ = V × A

• Q: Lưu lượng khí nén (m³/phút)
• V: Vận tốc khí đo được (m/phút)
• A: Tiết diện trong của ống (m²)

Ví dụ: nếu vận tốc khí đo được là 200 m/phút và tiết diện ống là 0,02 m², thì lưu lượng sẽ là:
Q = 200 × 0,02 = 4 m³/phút.

Công thức 2: Dựa trên áp suất và thể tích

Áp dụng khi muốn tính lưu lượng khí dựa trên sự thay đổi áp suất trong một khoảng thời gian:

iniCopyEditQ = (P2 – P1) / Po × V / t

Trong đó:

• P1: Áp suất ban đầu (kg/cm²)
• P2: Áp suất sau thời gian t (kg/cm²)
• Po: Áp suất khí quyển tuyệt đối (kg/cm²)
• V: Thể tích toàn bộ hệ thống chứa khí (m³)
• t: Thời gian đo (phút)

Công thức 3: Tính đường kính ống dẫn khí

Khi đã biết lưu lượng và muốn xác định đường kính tối ưu:

iniCopyEditd = 5450 × V^1.85 × L / (p × Pmax)

• V: Tổng lưu lượng khí (l/s)
• L: Chiều dài ống (m)
• p: Độ tụt áp cho phép (bar)
• Pmax: Áp suất làm việc tối đa (bar)
• d: Đường kính trong ống (mm)

Lưu ý thực tế: Máy nén khí cũ, bảo trì kém sẽ ảnh hưởng đến lưu lượng thực tế, do đó cần tính thêm hệ số dự phòng.

Tính áp lực chất lỏng trong ống (nếu hệ thống có nước làm mát)

Trong một số hệ thống khí nén công nghiệp, ống dẫn có thể kèm theo hệ thống làm mát bằng nước. Khi đó, cần đảm bảo áp lực nước không vượt quá giới hạn thiết kế để tránh vỡ hoặc rò rỉ ống.
Cách tính:

1. Tiết diện ống = π × r² (m²)
2. Vận tốc dòng chảy = √(2gh) với g = 9,81 m/s², h là chiều cao cột nước (m).
3. Lưu lượng = Tiết diện × Vận tốc.

Vận tốc khí nén khuyến nghị

Theo kinh nghiệm, vận tốc khí nén trong ống chính nên giữ 10 – 17 m/s.
Nếu vượt quá, tổn thất áp suất tăng nhanh và dễ tạo dòng khí hỗn loạn.

Lưu ý quan trọng khi lắp đặt đường ống khí nén

Việc lắp đặt đường ống khí nén chuẩn xác không chỉ dựa vào công thức, mà còn cần tuân theo các nguyên tắc kỹ thuật để đảm bảo hiệu suất lâu dài.

Trước khi lắp đặt

• Xác định rõ nhu cầu sử dụng: Lưu lượng và áp suất yêu cầu tại các điểm tiêu thụ.
• Giữ tổn thất áp suất ≤ 5% so với áp suất thiết kế của máy nén khí.
• Chọn đường kính ống lớn hơn yêu cầu tối thiểu để tránh quá tải lưu lượng.
• Hạn chế giảm đường kính đột ngột vì sẽ tạo xoáy khí, gây tụt áp.

Trong khi lắp đặt

• Các nhánh ống nên được nối từ phía trên ống chính để tránh nước ngưng chảy ngược.
• Sắp xếp thiết bị theo thứ tự hợp lý: Máy nén khí → Bình chứa khí → Máy sấy khí → Đường ống phân phối.
• Giữ độ tụt áp ≤ 0,1 bar trên toàn hệ thống.
• Với đường ống dài, cần tăng đường kính để bù sụt áp.

Dịch vụ thiết kế & lắp đặt đường ống khí nén chuyên nghiệp tại Fil Việt Nam

Tính toán và lắp đặt hệ thống đường ống khí nén chuẩn xác là công việc đòi hỏi chuyên môn cao. Chỉ cần một sai số nhỏ trong thiết kế, hệ thống có thể tiêu tốn hàng chục triệu đồng mỗi tháng do lãng phí điện năng hoặc hỏng hóc thiết bị.

Với đội ngũ kỹ sư giàu kinh nghiệm và am hiểu sâu về công nghệ khí nén, Fil Việt Nam cung cấp dịch vụ:

• Khảo sát & thiết kế hệ thống đường ống khí nén tối ưu cho từng nhà xưởng.
• Tính toán kích thước ống & bố trí đường ống đảm bảo áp suất đồng đều.
• Lắp đặt & nghiệm thu theo tiêu chuẩn an toàn quốc tế.
• Bảo trì định kỳ giúp duy trì hiệu suất tối đa.

Đảm bảo hệ thống khí nén vận hành bền bỉ, tiết kiệm

Việc tính toán đường ống dẫn khí nén chính xác là nền tảng để hệ thống vận hành ổn định, tiết kiệm năng lượng và kéo dài tuổi thọ thiết bị.
Nếu bạn cần tư vấn hoặc lắp đặt đường ống khí nén đúng kỹ thuật – hiệu quả – tiết kiệm, hãy liên hệ Fil Việt Nam qua hotline 09 7117 5789 để được hỗ trợ 24/7.