Tổng hợp các công thức tính lưu lượng dòng khí chính xác

Khí nén là một loại năng lượng được sử dụng rộng rãi trong dân dụng và công nghiệp. Nhằm đảm bảo hiệu suất hoạt động của các thiết bị máy móc như: Máy nén khí, đồng hồ đo áp suất, bộ lọc khí nén, van điện từ…thì việc kiểm soát và theo dõi lưu lượng khí nén là vô cùng quan trọng. Trong bài viết này, chúng tôi sẽ cùng nhau tìm hiểu công thức tính lưu lượng dòng khí chính xác nhất, mời bạn tham khảo:

Các công thức tính lưu lượng dòng khí

Dưới đây là 4 công thức tính lưu lượng khí nén được dùng nhiều trong hệ thống khí nén, ống dẫn, hệ thống sản xuất…Tùy vào từng trường hợp mà cần áp dụng công thức phù hợp nhằm mang lại kết quả đo lường chính xác nhất. Cụ thể như sau:

Công thức tính lưu lượng khí nén

Q = ((P2 – P1)/P0) x (V/T)

Chú thích:

• Q: Lưu lượng khí (Đơn vị m³/h hoặc L/min).
• P₂: Áp suất cuối (áp suất ở điểm đầu ra hoặc điểm đo).
• P₁: Áp suất đầu (áp suất ở điểm đầu vào hoặc đầu của hệ thống).
• P₀: Áp suất chuẩn (thường là áp suất môi trường tiêu chuẩn, ví dụ 1 atm hoặc 101.3 kPa).
• V: Thể tích khí (tính bằng m³ hoặc L) tại điều kiện áp suất và nhiệt độ đã biết.
• T: Nhiệt độ khí (thường tính bằng Kelvin hoặc độ C).

Công thức này thường được dùng cho hệ thống khí nén công nghiệp, nhà máy sản xuất lương thực, thực phẩm, xưởng, xí nghiệp chế tạo ô tô, cơ khí…Hay dùng trong hệ thống điều hòa, hệ thống làm mát khu công nghiệp, hệ thống vận hành tự động…

Công thức tính lưu lượng khí qua lỗ thủng

Q = C * √(2 * ρ * g * h)

Chú thích:

• Q: Lưu lượng chất lỏng hoặc khí (thường tính bằng m³/s hoặc L/s).
• C: Hệ số dòng chảy (còn gọi là hệ số lưu lượng), phụ thuộc vào đặc tính của hệ thống và loại vật liệu của đường ống hoặc lỗ mở.
• ρ: Mật độ của chất lỏng hoặc khí (tính bằng kg/m³). Đối với khí nén, đây là mật độ của khí tại điều kiện nhất định.
• g: Gia tốc trọng trường, có giá trị khoảng 9.81 m/s².
• h: Chiều cao cột chất lỏng hoặc sự chênh lệch áp suất (tính bằng mét). Đối với khí, có thể là chiều cao cột khí hoặc sự chênh lệch áp suất trong hệ thống.

Áp dụng cho những hệ thống có khí thoát ra từ lỗ xả hoặc lỗ thủng như hệ thống thông gió, hệ thống làm mát, HVAC, thoát khí hoặc hút khí kho bãi, khu vực sản xuất…

Công thức tính lưu lượng khí theo áp suất

Q = C * √(2 * ρ * ΔP)

Chú thích:

• Q: Lưu lượng chất lỏng hoặc khí (tính bằng m³/s hoặc L/s).
• C: Hệ số dòng chảy, hay còn gọi là hệ số lưu lượng, phản ánh đặc điểm của lỗ mở, ống dẫn hoặc điều kiện dòng chảy (thường được xác định qua các thử nghiệm thực tế).
• ρ (rho): Mật độ của chất lỏng hoặc khí (tính bằng kg/m³). Mật độ ảnh hưởng đến năng lượng mà chất lỏng hoặc khí mang theo khi chảy.
• ΔP: Chênh lệch áp suất giữa hai điểm trong hệ thống (tính bằng Pascal, Pa). Đây là sự khác biệt áp suất gây ra dòng chảy trong hệ thống

Với những hệ thống khí nén thường xuyên thay đổi áp suất như: Khu công nghiệp hóa dầu, hệ thống HVAC nhà máy sản xuất, xí nghiệp, chung cư, môi trường làm việc có áp suất cao, hệ thống lò hơi, nồi hôi…Việc thay đổi áp suất sẽ làm ảnh hưởng đến lưu lượng khí nén sử dụng nên cần áp dụng đúng công thức để đo lường chính xác lượng khí cần cấp và thoát ra khi vận hành.

Công thức tính lưu lượng khí trong đường ống tròn

Q = π * r² * v

Chú thích:

• Q: Lưu lượng chất lỏng hoặc khí (thường tính bằng m³/s hoặc L/s).
• r: Bán kính của ống dẫn (tính bằng mét hoặc đơn vị chiều dài khác).
• v: Vận tốc dòng chảy của chất lỏng hoặc khí (tính bằng m/s).
• π (pi): Hằng số toán học (Có giá trị xấp xỉ 3.14).

Công thức tính lưu lượng khí trong đường ống tròn được áp dụng khi muốn tính lượng khí trong đường ống dẫn khí, hệ thống cấp thoát nước, xử lý nước thải, hệ thống dầu khí, xăng dầu…

Tìm hiểu lưu lượng khí nén  

Lưu lượng khí nén là khối lượng hoặc thể tích được sinh ra từ máy nén khí trong một khoảng thời gian nhất định.

Đơn vị tính của lưu lượng khí nén là m3/s hoặc l/min.

Lưu lượng khí nén có thể thay đổi sau một thời gian sử dụng do chịu tác động từ môi trường như áp suất, nhiệt độ, độ ẩm…Việc xác định được lưu lượng khí nén chính xác sẽ đảm bảo được an toàn, hiệu suất vận hành từ đó dễ dàng điều chỉnh và theo dõi hệ thống.

Tại sao cần tính lưu lượng khí nén? 

Khí nén đóng vai trò trong việc vận hành máy móc sản xuất, hệ thống công nghiệp. Việc tính lưu lượng khí nén giúp duy trì và tối ưu hóa hiệu suất vận hành, đồng thời tiết kiệm được nhiên liệu, chi phí và đảm bảo an toàn cho hệ thống và môi trường xung quanh. 

Trong hệ thống khí nén, thường lắp đặt và sử dụng các thiết bị khí nén như: Van điều khiển khí nén, xi lanh khí nén, máy nén khí…Mỗi thiết bị sử dụng lượng khí nén khác nhau nhằm đảm bảo hoạt động ổn định và hiệu quả. Vì thế người vận hành cần tính toán và đo lường chuẩn xác lưu lượng cần sử dụng để tránh gián đoạn và ảnh hưởng đến dây chuyền sản xuất.

Ngoài ra xác định được lưu lượng khí nén cần sử dụng còn giúp tiết kiệm năng lượng khí nén, tránh lãng phí dư thừa hay tạo áp lực lên máy nén khí nén, tạo điều kiện tốt cho hệ thống khí nén hoạt động ổn định.

Đồng thời giúp bảo vệ hệ thống khí nén bền lâu, tránh các trường hợp như rò rỉ khí, tắc nghẽn ống dẫn khí, hư hỏng các thiết bị trên cùng hệ thống, đường ống dẫn.

Thiết bị đo lường lưu lượng khí nén phổ biến hiện nay

Các thiết bị dùng để đo lưu lượng khí nén phổ biến gồm: Đồng hồ đo lưu lượng khí nén, thiết bị cảm biến đo lưu lượng khí. 

Đồng hồ đo lưu lượng khí nén

Đồng hồ đo lưu lượng khí nén là thiết bị được sử dụng phổ biến trong công nghiệp với chứng năng đo lường tốc độ và lưu lượng khí nén chảy qua đường ống. Từ đó giúp người vận hành xác định được lượng khí cần sử dụng và cung cấp lượng cần thiết cho hệ thống hoạt động tốt, đảm bảo an toàn, kiểm soát hiệu suất dễ dàng và có thể vận hành từ xa hiệu quả.

Thiết bị cảm biến đo lưu lượng khí

Chức năng của thiết bị cảm biến đo lưu lượng khí là đo lường và giám sát lưu lượng khí sử dụng chảy qua đường ống, máy móc và thông báo lên màn hình hiển thị giúp cho việc theo dõi và kiểm soát vận hành hệ thống dễ dàng, thuận tiện hơn, đảm bảo tiết kiệm nhiên liệu, ngăn ngừa nguy cơ vượt áp suất định mức an toàn.

Như vậy chúng tôi vừa chia sẻ công thức tính lưu lượng dòng khí chính xác đến quý khách. Hy vọng bài viết đã cung cấp những thông tin hữu ích giúp bạn có thể đo lường và áp dụng vào quá trình vận hành hệ thống. Ngoài ra quý khách có thể tham khảo các loại đồng hồ đo lưu lượng khí nén mà chúng tôi đang phân phối. 

Thiết bị đo THP là đơn vị chuyên cung cấp các loại đồng hồ đo nước, đồng hồ đo lưu lượng khí nén, van công nghiệp chất lượng trên thị trường. Nhằm mang đến những giải pháp tối ưu cho hệ thống sản xuất, hệ thống cấp thoát nước…và lựa chọn được sản phẩm phù hợp với yêu cầu sử dụng, quý khách hàng hãy liên hệ ngay với Thiết bị đo để được đội ngũ nhân viên tư vấn và hỗ trợ nhanh chóng.