Определение расхода воздуха

Очистку забоя скважины газообразными агентами целесообразно применять в районах распространения многолетней мерзлоты, в безводных, пустынных и высокогорных районах, а также при бурении разрезов (при отсутствии водопритоков в них), сложенных нелипкими и несыпучими породами, устойчивыми и пучащимися под влиянием промывочной жидкости.

В практике бурения для продувки скважин могут быть использованы сжатый воздух, естественный газ, выхлопные газы двигателей внутреннего сгорания и пены. Обладая малой вязкостью и плотностью, газообразные агенты позволяют сравнительно легко создавать высокие скорости движения воздуха по сравнению с промывочными агентами, что является важнейшей функцией продувки.

Процесс движения газообразной среды в циркуляционной системе скважины со значительными перепадами давления принципиально отличается от процесса движения несжимаемой жидкости (бурового раствора). Поэтому расчетные соотношения, приведенные в предыдущем разделе, не пригодны для расчетов продувки.

При нормальных атмосферных условиях (р к =р 0 =9,8·10 4 Па; Т ср =Т 0 =273К), объемный расход воздуха вычисляется по формуле (в м3/мин)

(15.1)

v э =v в.ч +0,2 v в.ч (15.3)

При бурении геологоразведочных скважин расход воздуха (в м3/мин) определяют по формуле

(15.1а)

Ориентировочно скорость восходящего потока воздуха (газа) принимают в следующих пределах: при бурении твердосплавными коронками 10-12 м/с; при алмазном бурении 15-18 м/с. Для бурения сплошным забоем в условиях «сухого» разреза скважины большинство отечественных и зарубежных исследователей при расчетах принимают v э =15-25 м/с.

Скорость витания определяется по формуле Риттингера

v в.ч =√4g/3k c √ρ n d ч /ρ 0 (15.4)

Шлам, вынесенный на поверхность при бурении с продувкой в основном является пылевидным, а частицы размером более 3-5 мм имеют призматическую форму, что обеспечивает их транспортирование. По данным американских специалистов для частиц призматической формы кс составляет 0,805 (песчаник) и 1,40 (известняк).

Диаметр наиболее крупных частиц породы для турбулентного их обтекания

(15.5)

На больших глубинах давление и, следовательно, плотность воздуха возрастают, поэтому объемный расход воздуха, достаточный для транспортирования шлама из наиболее трудных условий (на забое, или непосредственно над УБТ), определяется из выражения

Значения коэффициента k 1 (при геологоразведочном бурении) ориентировочно могут быть принять поданным табл. 15.1 или рассчитаны по формуле

В условиях малых и средних водопритоков Q необходимо увеличить (по сравнению с расчетным для «сухого» разреза) на 20-50%.
Бурение разведочных скважин с отбором керна и продувкой возможно и при подаче воздуха значительно меньше расчетной. При этом шлам из скважины удаляют при помощи шламовых труб. Необходимую минимальную подачу воздуха в этом случае рассчитывают по зазору между стенками скважины и колонковой и шламовой труб.

Для расчета расхода воздуха за рубежом используется методика Энджела, согласно которой

Таблица 15.1 Значения коэффициента k 1

Диаметр скважины/наружный
диаметр бурильных труб, мм

Источник

Расход воздуха или производительность по воздуху

Расход воздуха или производительность по воздуху

Проектирование системы начинается с расчета требуемой производительности по воздуху, измеряемой в кубометрах в час. Для этого необходим поэтажный план помещений с экспликацией, в которой указаны наименования (назначения) каждого помещения и его площадь.

Расчет начинается с определения требуемой кратности воздухообмена, которая показывает сколько раз в течение одного часа происходит полная смена воздуха в помещении. Например, для помещения площадью 50 квадратных метров с высотой потолков 3 метра (объем 150 кубометров) двукратный воздухообмен соответствует 300 кубометров в час. Требуемая кратность воздухообмена зависит от назначения помещения, количества находящихся в нем людей, мощности тепловыделяющего оборудования и определяется СНиП (Строительными Нормами и Правилами). Так, для большинства жилых помещений достаточно однократного воздухообмена, для офисных помещений требуется 2-3 кратный воздухообмен.

Если это офисное помещение 100 кв.м. и в нем работает 50 человек (допустим операционный зал), то для обеспечения вентиляции необходима подача около 3000 м 3 /ч.

Для определения требуемой производительности необходимо рассчитать два значения воздухообмена: по кратности и по количеству людей, после чего выбрать большее из этих двух значений.

L — требуемая производительность приточной вентиляции, м 3 /ч;
n — нормируемая кратность воздухообмена: для жилых помещений n = 1, для офисов n = 2,5;
S — площадь помещения, м 2 ;
H — высота помещения, м;

L — требуемая производительность приточной вентиляции, м 3 /ч;
N — количество людей;
L_норм — норма расхода воздуха на одного человека:

Рассчитав необходимый воздухообмен, выбираем вентилятор или приточную установку соответствующей производительности. При этом необходимо учитывать, что из-за сопротивления воздухопроводной сети происходит падение производительности вентилятора. Зависимость производительности от полного давления можно найти по вентиляционным характеристикам, которые приводятся в технических характеристиках оборудования.

Для справки: участок воздуховода длиной 15 метров с одной вентиляционной решеткой создает падение давления около 100 Па.

Типичные значения производительности систем вентиляции:

Не забываем про компромис: рабочее давление, скорость потока воздуха в воздуховодах и допустимый уровень шума.

ООО ”НТП ”ТКА” занимается выпуском приборов для оценки характеристик микроклимата с 1999 года. Колоссальный опыт работы, постоянное обновление технической базы и использование передовых технологий позволили компании стать лидером в данной области. Если вам нужно приобрести термогигрометр, анемометр или термометр — сделайте выбор в нашем магазине и получите товар в оговоренный срок. Большой выбор, доступные цены, гарантии производителя и сервисная поддержка на всем протяжении срока службы измерителей скорости движения воздуха, температуры и влажности воздуха — это объективные причины купить эти приборы именно в НТП “ТКА”.

Методика измерения внесена в эксплуатационную документацию (в частности, Руководство по эксплуатации) на средство измерения в раздел Порядок работы. Подтверждение соответствия этой методики измерения обязательным метрологическим требованиям к измерениям осуществлено в процессе утверждения типа данного средства измерения. Таким образом, все выпускаемые нами приборы предназначены для выполнения прямых измерений в полном соответствии со ст.5 (Требования к измерениям) Федерального закона 102-ФЗ «Об обеспечении единства измерений».

Источник

Расчет имеющегося объемного расхода (потребления) сжатого воздуха без расходомера

Определение потребления сжатого воздуха через опорожнение ресивера (падение давления)

Полученные данные, то есть давление на время начала и на время окончания измерений, продолжительность измерений, а также объем воздушного ресивера, закладываются в формулу ниже.

Для удобства посетителей нашего сайта, мы сделали и калькулятор, которым можно воспользоваться для автоматического расчета по нижеприведенной формуле.

Приведем пример: имеется небольшая компрессорная сеть, основной составляющей объема которой является воздушный ресивер вместимостью 900 литров (= 0,9 м³). На момент начала замера, давление по манометру ресивера составляло 8 бар. Через 40 секунд (= 2/3 ≈ 0,67 минуты), оно упало до 5 бар. Значит, за это время из ресивера ушло 3 его объема воздуха (конечно, приведенного к стандартным атмосферным условиям), то есть 2,7 м³. Соответственно, в пересчете на 1 минуту потребление сжатого воздуха составило 4,05 м³/мин.

Очевидно, что метод математического расчета расхода сжатого воздуха через скорость падения давления в компрессорной сети (в ресивере) будет давать более точный результат при большом, но, при этом, точно известном (что подразумевает обычно большой ресивер и немного труб), объеме сети сжатого воздуха, и небольшом, по отношению к объему сети, потреблении сжатого воздуха. Такое соотношение позволит продлить период замера, снизив значение ошибок в учете времени. Напротив, в тех случаях, когда разбор сжатого воздуха настолько велик, что точно засечь время снижения давления в ресивере с p_max до p_min не представляется возможным, этот метод вряд ли будет полезен.

Расчет имеющегося расхода через время работы компрессора

Расчет объема утечек сжатого воздуха

Источник