Serbest Havanın Basınç Altındaki Hacim Değerleri

Tablonun Ardındaki Bağıntı

Bütün tablo sabit sıcaklıkta tek bir bağıntıyı izler: basınç altındaki hacim değerleri, serbest hacmin atmosfer basıncıyla çarpılıp sıkıştırıldığı mutlak basınca bölünmesiyle bulunur. Açık yazımıyla V = V_serbest × 1,013 / (p + 1,013); burada p bar cinsinden manometre okumasıdır.

Tabloda kullanılan atmosfer değeri yuvarlanmış 1 bar değil 1,013 bardır. 5 dm³ serbest hava 4 barda 5 × 1,013 / 5,013 = 1,01 dm³ eder; tablonun ilk satırı tam olarak budur. Basınç altındaki hacim değerlerinin basit bir bölmenin biraz üzerinde çıkmasının sebebi bu 1,013’tür.

Efektif Basınç Mutlak Basınç Değildir

Elde hesap yaparken en sık yapılan hata manometre okumasına bölmektir. 7 barda çalışan bir hat mutlak 8,013 bardadır; 8,013 yerine 7’ye bölmek sıkıştırılmış hacmi yaklaşık %14 fazla gösterir.

Tablodaki bütün sütun başlıkları, tank üzerindeki manometrede okunacağı gibi efektif basınçtır; mutlak basınca çevirme işlemi basınç altındaki hacim değerlerinin içine zaten işlenmiştir.

Tablo İzotermaldir

Sıkıştırma havayı ısıtır, sıcak hava daha fazla yer kaplar. Buradaki basınç altındaki hacim değerleri, sıkıştırıldıktan sonra ortam sıcaklığına dönmüş havayı tarif eder — kompresör durduktan birkaç dakika sonra tanktaki durum budur. Kompresör çıkışında hacim daha büyüktür ve bu değerler geçerli değildir.

Hava Tankı Seçimi

Bir tank fiziksel hacmiyle satılır, ama serviste önemli olan kompresörün devreye girme ve çıkma basınçları arasında ne kadar serbest hava verebildiğidir. Bunun için basınç altındaki hacim değerleri bağıntısı ters çevrilir: 500 dm³ bir tank 7 bardan 6 bara düşerken 500 × (7 − 6) / 1,013, yani yaklaşık 494 dm³ serbest hava salar.

Pnömatik Aktüatör ve Vana Yükü

Aynı çevrim pnömatik vana aktüatörünün beslemesini de boyutlandırır. Süpürme hacmi 10 dm³ olan çift etkili bir aktüatör 6 barda strok başına 10 × 7,013 / 1,013, yani yaklaşık 69 dm³ serbest hava çeker; tam bir aç-kapa çevriminde bunun iki katı.

Saatteki çevrim sayısıyla çarpıldığında basınç altındaki hacim değerleri doğrudan bir kompresör yüküne dönüşür — mevcut tesisin bir otomatik vana daha kaldırıp kaldıramayacağına bu sayı karar verir.

Depolanmış Hava Depolanmış Enerjidir

Sağdaki sütunlar aynı zamanda bir güvenlik notudur. 500 dm³ bir tank 7 barda 4000 dm³’e yakın serbest hava tutar ve kap zarar görürse ya da basınç altındaki bir bağlantı sökülürse bu genleşme bir anda olur. Herhangi bir bağlantıyı açmadan önce basıncı boşaltıp kilitleyin.

Nem Girişte Ayrılır

Sıkıştırma suyu da dışarı atar. 20 °C ve %70 bağıl nemdeki serbest hava metreküp başına yaklaşık 12 g su taşır ve bunun çoğu hava sıkıştırılıp tankta soğurken yoğuşur. Basınç altındaki hacim değerleri yalnız havanın hacmidir; günlük drene edilen kondens buna ek gelir.

Tabloyu Ters Yönde Kullanmak

Tablo çoğunlukla serbest havadan sıkıştırılmış hacme gitmek için okunur, ama ters yön de en az onun kadar işe yarar. Elinizde sıkıştırılmış bir hacim varsa — bir tank, bir boru bölümü, bir aktüatör silindiri — onu serbest hava cinsine çevirmek, o hacmi doldurmanın kompresöre kaça mal olduğunu gösterir.

Örneğin DN 50 bir hattın 100 metrelik bölümü yaklaşık 196 dm³ iç hacim tutar; 7 barda bu, basınç altındaki hacim değerleri üzerinden yaklaşık 1550 dm³ serbest havaya karşılık gelir. Hattı her boşaltıp yeniden doldurduğunuzda ödenen budur, ve devreye alma sırasında kompresörün neden uzun süre yük altında kaldığını açıklar.

Tabloda Olmayan Basınçlar

Sütunlar 4, 5 ve 7 barla sınırlıdır ama bağıntı her basınçta aynıdır. 2 barda serbest hacim 2,97’ye, 10 barda 10,87’ye bölünür. Ara bir değer gerektiğinde basınç altındaki hacim değerlerini tablodan okumak yerine formülü kullanmak daha doğrudur; iki satır arasında doğrusal ara değer almak küçük ama gereksiz bir hata getirir.

Üst sınırda dikkat gerekir. Yaklaşık 10 barın üzerinde hava ideal gaz gibi davranmayı bırakır ve gerçek hacim basit hesabın birkaç yüzde altına düşer; 30 bar ve üstünde sıkıştırılabilirlik katsayısı kullanmak gerekir. 4–7 bar aralığında sapma binde birkaç mertebesindedir, yani tablo tesis işi için kesin sayılabilir.

Sıcaklık Neyi Değiştirir

Bağıntı sabit sıcaklık varsayar. Yazın 35 °C’de tanka giren hava, kışın 5 °C’de girenle aynı kütlede değildir; aynı hacim daha az hava taşır. Bu yüzden bir tesisin sıkıntı çektiği mevsim genellikle yazdır ve basınç altındaki hacim değerleri üzerinden yapılan tank hesabı en sıcak günün şartlarıyla kontrol edilmelidir.

Aynı sebeple kompresör emiş havasının nereden alındığı önemlidir. Kazan dairesinin sıcak havasını emen bir kompresör, dışarıdan emen aynı makineden daha az kütle basar.

Tank Hacmi ve Devreye Girme Sıklığı

Tank yalnız hacim değil, kompresörün yük–boş çevrim sayısını da belirler. Küçük tank sık devreye girme demektir; sık devreye girme motor ve kontaktör ömrünü kısaltır. Basınç altındaki hacim değerleri bağıntısı burada da işe yarar: devreye girme ile çıkma basıncı arasındaki farkın taşıdığı serbest hava, saatteki çevrim sayısını doğrudan belirler.

Pratik hedef, saatte 10–20 çevrimi aşmamaktır. Bu sayı tutmuyorsa çözüm kompresörü büyütmek değil, tankı büyütmek ya da basınç aralığını genişletmektir.

Boşaltma ve Emniyet Hattı

Basınç altındaki hacim değerleri boşaltma hattının boyutlandırılmasında da kullanılır. Tankın içindeki sıkıştırılmış hacim, atmosfere açıldığında tablodaki oranla genişler; boşaltma hattı bu genleşen debiyi karşılayacak kesitte olmalıdır, aksi halde tahliye beklenenden çok daha uzun sürer.

Emniyet ventili ayrı bir hesaptır ve kap standardına göre seçilir; ancak mertebeyi görmek için aynı tablo yeterlidir. 500 dm³ bir tankın 7 barda tuttuğu yaklaşık 4000 dm³ serbest hava, ventilin saniyeler içinde geçirmesi gereken hacimdir.

İlgili Tablolar

Hacim ile debi ayrı sorulardır. Gereken hacim bulunduktan sonra basınçlı hava kapasitesi tablosu onu taşıyacak boru çapını verir; doğru seçilmiş bir tank yetersiz bir ana hattın arkasında yine takımı aç bırakır.