Полезный объём, изотермический процесс
dV = V0 x (p0/p1 - p0/p2) в абсолютных давлениях: 10 л, зарядка 90 бар изб., работа от 100 до 200 бар изб. — 10 x (91,01325 / 101,01325 - 91,01325 / 201,01325) = 4,48 л.
Справочный инструмент: арифметика, а не подбор гидроаккумулятора
Гидроаккумулятор.
Полезный объём · объём газа · обратный расчёт
Масло и газ.
Введите строку (аккумулятор 10 л азот 90 бар от 100 до 200 бар; нужно 2,5 л от 120 до 180 бар зарядка 108 бар) или заполните поля: строка и поля связаны и меняются вместе. Числа в примерах — примеры, а не типовые значения.
Примеры:
Другие инструменты: 130
Введите объём газа гидроаккумулятора, давление предварительной зарядки азотом и минимальное и максимальное рабочее давление, и калькулятор покажет полезный объём масла между двумя давлениями — для изотермического и для адиабатического процесса, — а также объём газа при каждом давлении. Обратный расчёт даёт объём газа, нужный для заданного полезного объёма. Избыточное давление переводится в абсолютное, расчёт показан по шагам с вашими числами, рисунок показывает объёмы газа в масштабе, а результат можно скопировать строкой или перенести в запрос.
Только арифметика идеального газа для азота: калькулятор не подбирает гидроаккумулятор и не вносит поправок на реальный газ и на температуру. Решают данные изготовителя гидроаккумулятора.
Как считается
Закон газа, абсолютные давления.
Полезный объём, адиабатический процесс
dV = V0 x [(p0/p1)^(1/n) - (p0/p2)^(1/n)] с n = 1,4 для азота: для того же гидроаккумулятора — 10 x (0,928243 - 0,567806) = 3,60 л.
Объём газа для заданного полезного объёма
V0 = dV / [(p0/p1)^(1/n) - (p0/p2)^(1/n)]: 2,5 л между 120 и 180 бар изб. при зарядке 108 бар изб. — 8,37 л (изотермический процесс) или 10,78 л (адиабатический). Давление зарядки должно быть ниже p1.
| Величина | Равна | Основание |
|---|---|---|
| Изотермический процесс | n = 1: p x V = const | медленная зарядка и разрядка |
| Адиабатический процесс, азот | n = 1,4: p x V^n = const | короткие циклы |
| Стандартная атмосфера | 1,01325 бар абс. = 101,325 кПа | атмосферное давление по умолчанию; p абс. = p изб. + p_атм |
| 1 psi | 6,894757293168 кПа = 0,06894757293168 бар | сила 1 фунт на 1 квадратный дюйм |
| 1 кгс/см2 (ат, ати, ата) | 98,0665 кПа = 0,980665 бар | нормальное ускорение свободного падения 9,80665 м/с2 |
| 1 МПа; 1 кПа | 10 бар; 0,01 бар | определение бара: 1 бар = 100 кПа |
| 1 галлон США | 231 дюйм3 = 3,785411784 л | 1 дюйм = 25,4 мм |
| 1 дюйм3 | 16,387064 см3 = 0,016387064 л | 1 дюйм = 25,4 мм |
Избыточное и абсолютное давление различаются на атмосферное давление, и никакой переводной множитель этого не учитывает: закону газа нужно абсолютное давление.
Источники
Расчёт — закон газа для азота как идеального газа: p0 x V0^n = p1 x V1^n = p2 x V2^n в абсолютных давлениях, где n = 1 для изотермического процесса и n = 1,4 для адиабатического процесса в азоте. Формула полезного объёма совпадает на технических страницах поставщика гидроаккумуляторов и в справочнике модели гидроаккумулятора программы гидравлического моделирования; n = 1,4 для азота — на тех же страницах поставщика и в статье отраслевого журнала по гидро- и пневмоприводу. Давление зарядки для конкретного гидроаккумулятора и режима здесь не приводится: источники дают разные значения, решают данные изготовителя. Стандартная атмосфера — 101325 Па; 1 psi = 6,894757293168 кПа, 1 кгс/см2 = 98,0665 кПа, 1 галлон США = 231 дюйм3 = 3,785411784 л и 1 дюйм3 = 16,387064 см3 — точные значения по определению. Данные изготовителя гидроаккумулятора всегда важнее.
Перед расчётом
Вопросы о гидроаккумуляторах
Как считается полезный объём гидроаккумулятора?
По закону газа для азота внутри, в абсолютных давлениях. При давлении предварительной зарядки азотом p0 газ занимает весь объём газа V0, при минимальном рабочем давлении p1 сжимается до V1, при максимальном p2 — до V2; масло, которое гидроаккумулятор принимает и отдаёт между p1 и p2, — это V1 - V2. Изотермический процесс: dV = V0 x (p0/p1 - p0/p2). Адиабатический: dV = V0 x [(p0/p1)^(1/n) - (p0/p2)^(1/n)] с n = 1,4 для азота. Пример: 10 л, зарядка 90 бар изб., работа от 100 до 200 бар изб., то есть 91,01325, 101,01325 и 201,01325 бар абс.: изотермический процесс — 10 x (0,901003 - 0,452772) = 4,48 л, адиабатический — 10 x (0,928243 - 0,567806) = 3,60 л.
Почему калькулятор считает в абсолютных давлениях?
Закон газа верен для абсолютного давления: в газе при 0 бар изб. всё равно есть атмосферное давление. Манометр показывает избыточное давление, поэтому калькулятор прибавляет атмосферное, по умолчанию 1,01325 бар абс.: 90 бар изб. — это 91,01325 бар абс. При высоких давлениях разница мала, при низких велика, поэтому каждый шаг расчёта показан в абсолютных числах. Для давления, которое уже абсолютное, допишите «абс.», «ата» или psia; давление без пометки принимается за избыточное, и карточка это показывает.
Изотермический или адиабатический процесс — какое значение брать?
Изотермическое (n = 1) подходит для медленной зарядки и разрядки, когда газ сохраняет температуру окружающей среды. Адиабатическое (n = 1,4 для азота) — для коротких циклов, когда газ не успевает отдать или получить тепло. Без пометки калькулятор показывает оба. Допишите «изотермический» или «адиабатический», чтобы получить один из них, или n с числом от 1 до 2 (n 1,3) — для другого показателя из данных изготовителя.
Как найти объём гидроаккумулятора для заданного полезного объёма?
Формулу переворачивают: V0 = dV / [(p0/p1)^(1/n) - (p0/p2)^(1/n)]. Для 2,5 л полезного объёма между 120 и 180 бар изб. при зарядке 108 бар изб.: изотермический процесс — 2,5 / (0,900837 - 0,602239) = 8,37 л, адиабатический — 2,5 / (0,928121 - 0,696133) = 10,78 л объёма газа. Типоразмеры гидроаккумуляторов — в ряду изготовителя; калькулятор их не подбирает.
Какое давление предварительной зарядки азотом нужно?
Давление зарядки должно быть ниже минимального рабочего давления p1: если p0 равно p1 или выше, при p1 в гидроаккумуляторе ещё нет масла, формула не даёт полезного объёма, и калькулятор об этом сообщает. Насколько ниже p1, зависит от типа гидроаккумулятора и режима работы; решают данные изготовителя вашего гидроаккумулятора. Карточка показывает отношение p0 / p1, чтобы сверить его с этими данными.
Какие единицы принимает калькулятор?
Объём — в л, мл, м3, галлонах США (231 дюйм3 = 3,785411784 л точно) или дюйм3 (16,387064 см3 точно). Давление — в бар, мбар, кПа, МПа, psi (1 psi = 6,894757293168 кПа) или кгс/см2 (98,0665 кПа точно), избыточное или абсолютное; «ати» и «ата» читаются как кгс/см2 изб. и абс. Атмосферное давление — в бар абс., показатель n — простым числом.
Нужен гидроаккумулятор, баллон или ремкомплект?
Отправьте строку и табличку.
Калькулятор считает только объём и давление. Если нужен гидроаккумулятор, баллон или мембрана к нему, ремкомплект уплотнений или зарядное устройство, отправьте строку из калькулятора вместе с фото таблички гидроаккумулятора, и Vessel Core сверит данные до того, как предложение уйдёт к вам.
Инструменты покупателя
