Đường ống quá nhỏ gây sụt áp – máy nén phải chạy áp cao hơn và tốn điện. Đường ống quá lớn thì lãng phí chi phí vật tư. Bài viết hướng dẫn tính đường ống khí nén theo phương pháp vận tốc, kèm ví dụ cụ thể để bạn tự kiểm tra thiết kế.
Các thông số cần có
- Lưu lượng khí (FAD) của máy nén hoặc tổng nhu cầu, đơn vị m³/phút.
- Áp suất làm việc (bar, áp suất dư).
- Chiều dài đường ống và số lượng co, tê, van.
- Sụt áp cho phép – thường không quá khoảng 0,1 bar từ phòng máy đến điểm dùng xa nhất.
Bước 1: Quy đổi lưu lượng về điều kiện áp suất làm việc
Lưu lượng máy nén (FAD) được tính ở điều kiện khí quyển. Trong ống, khí đã bị nén nên thể tích nhỏ hơn. Quy đổi gần đúng:
Q (thực trong ống) ≈ Q (FAD) ÷ (1 + p)
Trong đó p là áp suất làm việc tính bằng bar (áp suất dư).
Bước 2: Chọn vận tốc khí trong ống
| Loại đường ống | Vận tốc khuyến nghị |
|---|---|
| Ống chính (từ phòng máy, ống vòng) | khoảng 6 – 8 m/s |
| Ống nhánh phân phối | khoảng 8 – 10 m/s |
| Ống nối đến thiết bị (ngắn) | có thể đến khoảng 15 m/s |
Vận tốc càng thấp, sụt áp càng nhỏ nhưng ống càng to.
Bước 3: Tính đường kính trong của ống
d = √( 4 × Q ÷ (π × v) )
- d: đường kính trong (m)
- Q: lưu lượng thực trong ống (m³/s)
- v: vận tốc khí (m/s)
Sau đó chọn cỡ ống tiêu chuẩn lớn hơn gần nhất.
Ví dụ: máy nén khí 37 kW
Máy Hanbell AA6-37A: lưu lượng 6,8 m³/phút, áp suất làm việc 7 bar. Tính ống chính với v = 8 m/s.
- Quy đổi lưu lượng: 6,8 ÷ (1 + 7) = 0,85 m³/phút = 0,0142 m³/s.
- Tính đường kính: d = √(4 × 0,0142 ÷ (3,14 × 8)) ≈ √0,00226 ≈ 0,0475 m ≈ 47,5 mm.
- Chọn ống có đường kính trong tối thiểu ~48 mm chọn cỡ DN50 (hoặc ống nhôm cỡ tương đương).
Nếu đường ống dài, nhiều co tê, hoặc dự kiến mở rộng thêm máy, nên tăng lên một cỡ.
Bảng tham khảo nhanh cỡ ống chính
Bảng dưới đây tính theo phương pháp trên, áp suất làm việc 7 bar, vận tốc khoảng 8 m/s, đường ống chính không quá dài. Chỉ dùng để ước lượng ban đầu.
| Lưu lượng máy nén (FAD) | Ví dụ máy | Đường kính trong tính được | Cỡ ống gợi ý |
|---|---|---|---|
| 1,2 m³/phút | NKCOMP 10HP | ≈ 20 mm | DN20 – DN25 |
| 2,3 m³/phút | NKCOMP 20HP | ≈ 28 mm | DN32 |
| 3,7 m³/phút | Hanbell AA6-22A | ≈ 35 mm | DN40 |
| 6,8 m³/phút | Hanbell AA6-37A | ≈ 47,5 mm | DN50 |
| 13,1 m³/phút | Hanbell AA6-75A | ≈ 66 mm | DN65 – DN80 |
| 20 m³/phút | Hanbell AA6-110A | ≈ 81 mm | DN80 – DN100 |
Với đường ống dài trên khoảng 100 m, nhiều co tê hoặc dự kiến tăng lưu lượng, nên chọn lớn hơn một cỡ.
Bước 4: Kiểm tra sụt áp
Ống càng dài, càng nhiều phụ kiện thì sụt áp càng lớn. Mỗi co, tê, van được quy đổi thành một chiều dài tương đương cộng vào chiều dài ống thẳng. Dùng bảng/biểu đồ sụt áp của nhà sản xuất ống để kiểm tra tổng sụt áp không vượt giới hạn (thường ~0,1 bar). Nếu vượt, tăng cỡ ống hoặc thiết kế ống vòng.
Nguyên tắc thiết kế giúp giảm sụt áp
- Ống vòng (ring main): khí đến điểm dùng từ hai phía, áp suất đều hơn so với ống cụt.
- Ống chính dốc 1 – 2% theo chiều dòng khí về điểm xả nước.
- Lấy nhánh từ phía trên ống chính (kiểu “cổ ngỗng”) để nước ngưng không chảy vào nhánh.
- Bố trí van xả nước ở điểm thấp và cuối đường ống.
- Hạn chế co gấp 90°, ưu tiên co cong bán kính lớn.
- Lắp van chặn theo khu vực để bảo trì mà không dừng toàn hệ thống.
Đọc thêm: tại sao hệ thống đường ống khí nén cần được thiết kế chuẩn và ống nhôm, ống thép hay ống PPR.
Câu hỏi thường gặp
Có thể chọn ống theo cỡ đầu ra của máy nén không?
Không nên. Cỡ đầu ra chỉ phù hợp đoạn nối ngắn. Ống chính đi xa cần tính theo lưu lượng, chiều dài và sụt áp cho phép, thường lớn hơn cỡ đầu ra.
Sụt áp 0,5 bar trên đường ống có sao không?
Sụt áp lớn buộc máy nén phải đặt áp cao hơn để bù, làm tăng điện năng tiêu thụ. Nên thiết kế để sụt áp toàn hệ thống càng thấp càng tốt.
Ống vòng có tốn kém hơn ống cụt không?
Vật tư nhiều hơn một chút, nhưng áp suất ổn định hơn, có thể dùng ống nhỏ hơn và dễ mở rộng – về lâu dài thường kinh tế hơn.
Kết luận
Tính đúng kích thước là nền tảng của một hệ thống đường ống khí nén hiệu quả. Nếu nhà xưởng có nhiều nhánh, nhiều máy hoặc dự kiến mở rộng, hãy để NK Techco khảo sát và thiết kế – thi công đường ống khí nén trọn gói.
Gọi 0989 166 693 hoặc để lại thông tin – kỹ thuật viên NK Techco hỗ trợ miễn phí.
