Tổng quan về thiết bị khí nén (Phần 2)

Vài ví dụ về ứng dụng của khí nén:

Thiết bị phải được điều khiển sao cho các  Xy lanh 1A1, 1A2 khống chế từng cặp hai phôi được chuyển qua. Số lượng và  tốc độ nạp phôi cũng được điều khiển theo ý muốn.

Các xy lanh được điều khiển theo từng chu trình khép  kín hoặc liên tục nhiều chu trình. Xilanh 1A cấp phôi từkho nạp phôi và kẹp chặt. Xilanh 2A dẫn tiến khoan, độ sâu lỗ khoan được kiểm soát bằng các cữ chặn. Khi độ sâu lỗ khoan đã thỏa mãn, 2A tự động rút lên. Khi 2A đã rút về tới vị trí ban đầu, 1A sẽ được điều khiển rút về và 3A đẩy sản phẩm vào thùng chứa.
Hình 1.3a,b là các sơ đồ biểu diễn một hệ thống  điều khiển bằng điện-khí nén và điều khiển bằng khí nén.

Qua các ví dụ trên, nhiêm vụ của những người làm về kỹ thuật hệ thống khí nén là:
– Đọc và phân tích được nguyên lý hoạt động của hệ thống thông qua sơ đồ;
– Mô tả được nguyên lý cấu tạo, nguyên tắc làm việc, các thông số cơ bản của các phần tử hợp thành hệ thống;
– Thiết kế, lắp đặt và hiệu chỉnh hệ thống;
– Bảo dưỡng hệ thống;
– Bảo trì: cài đặt thông số về thời gian, áp lực, tốc độ làm việc…theo yêu cầu công nghệ;
– Xác định lỗi, lập kế hoạch và thực hiện sửa chữa;
– Nắm chắc và thực hiện các quy trình vận hành, an toàn lao động.

Cách đo áp suất (đồng hồ áp suất và cảm biến áp suất):

Áp suất là đại lượng có giá trị bằng tỉ số giữa lực tác dụng vuông góc lên một mặt với diện tích của nó.

Công thức: 

P: áp suất

F: lực tác dụng

S: tiết diện

Đối với các chất lỏng, khí hoặc hơi (gọi chung là chất lưu), áp suất là một thông số quan trọng xác định trạng thái nhiệt động học của chúng

Trong công nghiệp, việc đo áp suất chất lưu có ý nghĩa rất lớn trong việc đảm bảo an toàn thiết bị, cũng như giúp cho việc kiểm tra và điều khiển hoạt động của máy móc thiết bị có sử dụng chất lưu.

Trong hệ đơn vị quốc tế (SI), đơn vị áp suất là Pascal: 1 Pascal là áp suất tạo bởi một lực có độ lớn bằng 1N phân bố đồng đều trên một diện tích  1m2 theo hướng pháp tuyến

• Nguyên lý đo áp suất:

Đối với chất lưu không chuyển động, áp suất chất lưu là áp suất tĩnh. Do vậy, đo áp suất chất lưu thực chất là xác định lực tác dụng lên một diện tích thành bình.

Đối với chất lưu không chuyển động chứa trong một ống hở đặt thẳng đứng, áp suất tĩnh tại một điểm M cách bề mặt tự do một khoảng h được xác định theo công thức:

P = Po + ρgh

Trong đó:    Po là áp suất khí quyển

ρ: khối lượng riêng của chất lưu

g: gia tốc trọng trường

Trong cách đo thứ nhất, phải sử dụng một cảm biến đặt sát thành bình. Trong trường hợp này, áp suất cần đo được cân bằng với áp suất thủy tĩnh do cột chất lỏng mẫu tạo nên hoặc tác động lên một vật trung gian có phần tử nhạy cảm với lực do áp suất gây ra. Khi sử dụng vật trung gian để đo áp suất, cảm biến thường trang bị thêm bộ phận chuyển đổi điện.

Trong cách đo thứ hai, người ta gắn lên thành bình các cảm biến đo ứng suất để đo biến dạng của thành bình.

Đối với chất lưu chuyển động, áp suất chất lưu (P) là tổng áp suất tĩnh (Pt) và áp suất động (Pđ):

P = Pt + Pđ

Áp suất tĩnh tương ứng với áp suất gây nên khi chất lỏng không chuyển động. Áp suất động do chất lưu chuyển động gây nên và có giá trị tỷ lệ với bình phương vận tốc chất lưu : 

Khi dòng chảy va đập vuông góc với một mặt phẳng, áp suất động chuyển thành áp suất tĩnh, áp suất tác dụng lên mặt phẳng là áp suất tổng. Do vậy áp suất động được đo thông qua chênh lệch giữa áp suất tổng và áp suất tĩnh. Thông thường việc đo hiệu áp suất (p – pt) thực hiện nhờ hai cảm biến nối với hai đầu ra của một ống Pitot (như hình vẽ bên dưới), trong đó cảm biến (1) đo áp suất tổng, cảm biến (2) đo áp suất tĩnh

Có thể đo áp suất động bằng cách đặt áp suất tổng lên mặt trước và áp suất tĩnh lên mặt sau của một màng đo, như vậy tín hiệu do cảm biến cung cấp chính là chênh lệch giữa áp suất tổng và áp suất tĩnh

Đơn vị của các đại lượng khí nén( Mpa, l/ph, m3/s…):

Có 5 loại đơn vị đo áp suất chuẩn như sau :

Tính theo ” hệ mét ” đơn qui đổi theo đơn vị đo áp suất 1 bar chuẩn

1 bar            =            0.1 Mpa ( megapascal )

1 bar            =            1.02 kgf/cm2

1 bar            =            100 kPa ( kilopascal )

1 bar            =            1000 hPa ( hetopascal )

1 bar            =            1000 mbar ( milibar )

1 bar            =            10197.16 kgf/m2

1 bar            =            100000 Pa ( pascal )

Tính theo ” áp suất ” qui đổi theo đơn vị áp suất 1 bar chuẩn 

1 bar            =            0.99 atm ( physical atmosphere )

1 bar            =            1.02 technical atmosphere

Tính theo ” hệ thống cân lường ” qui đổi theo đơn vị áp suất 1 bar chuẩn

1 bar            =            0.0145 Ksi ( kilopoud lực trên inch vuông )

1 bar            =            14.5 Psi ( pound lực trên inch vuông )

1 bar            =            2088.5 ( pound per square foot )

Tính theo  ” cột nước ”  qui đổi theo đơn vị áp suất chuẩn 1 bar 

1 bar            =            10.19 mét nước  ( mH2O )

1 bar            =            401.5 inc nước ( inH2O )

1 bar            =            1019.7 cm nước ( cmH2O )

Tính theo  ” thuỷ ngân  ” qui đổi theo đơn vị áp suất chuẩn 1 bar

1 bar            =            29.5 inHg ( inch of mercury )

1 bar            =            75 cmHg ( centimetres of mercury )

1 bar            =           750 mmHg ( milimetres of mercury )

1 bar            =            750 Torr

Dựa vào bảng tính trên ta có thể qui đồi tất cả các loại đơn vị đo áp suất có trên thế giới hiện hành . Hy vọng bài viết này có thể giúp ích cho tất cả mọi người chưa hiểu rõ về các loại đơn vị đo áp suất .

Mối liên hệ giữa áp suất và lực ( P = F/A )

Áp suất (thường được viết tắt là p hoặc P) là một đại lượng vật lý, được định nghĩa là lực trên một đơn vị diện tích tác dụng theo chiều vuông góc với bề mặt của vật thể. Trong hệ SI, đơn vị của áp suất bằng Newton trên mét vuông (N/m2), nó được gọi là Pascal (Pa) mang tên nhà toán học và vật lý người Pháp Blaise Pascal thế kỉ thứ 17. Áp suất 1 Pa là rất nhỏ, nó xấp xỉ bằng áp suất của một đồng đô la tác dụng lên mặt bàn. Thường áp suất được đo với tỉ lệ bắt đầu bằng 1kPa = 1000Pa.

Lực là bất kỳ ảnh hưởng nào làm một vật thể chịu sự thay đổi, hoặc là ảnh hưởng đến chuyển động, hướng của nó hay cấu trúc hình học của nó. Nói cách khác, lực là nguyên nhân làm cho một vật có khối lượng thay đổi vận tốc của nó (bao gồm chuyển động từ trạng thái nghỉ), tới chuyển động có gia tốc, hay làm biến dạng vật thể, hoặc cả hai. Lực cũng có thể được miêu tả bằng những khái niệm trực giác như sự đẩy hoặc kéo. Lực là đại lượng vectơ có độ lớn và hướng. Trong hệ đo lường SI nó có đơn vị là newton và ký hiệu là F.

Định luật thứ hai của Newton ở dạng ban đầu phát biểu rằng tổng lực tác dụng lên một vật bằng với tốc độ thay đổi của động lượng theo thời gian.[1]:9-1,2 Nếu khối lượng của vật không đổi, định luật này hàm ý rằng gia tốc của vật tỷ lệ thuận với tổng lực tác dụng lên nó, cũng như theo hướng của tổng lực, và tỷ lệ nghịch với khối lượng của vật.