Jump to content

Расчет времени предпродувки детали при поддуве защитным газом


Recommended Posts

Задача - рассчитать время продувки полости детали перед сваркой, до полного ее заполнения защитным газом.

Объем полости детали - известен.

Расход защитного газа поддува - известен.

Давление в полости детали - атмосферное.

Неравномерностью перемешивания газов в полости - пренебречь. 

Link to comment
Share on other sites

  Показания расхода с ротаметра - они для давления, на котором градуировался этот ротаметр. Нужно выставить это давление на редукторе. Далее показание расхода с ротаметра нужно пересчитать на расход газа при атмосферном давлении. Если речь про аргон, то полость заполнять через отверстие в нижней части полости, воздух стравливать через отверстие в верхней части.

Дальше логично если
время заполнения = объем полости / расход газа при атм. давл.

  • Upvote 3
Link to comment
Share on other sites

Во время заполнения, газы в полости перемешиваются. Если пренебречь неравномерностью перемешивания, то можно считать, что за единицу времени выходит равномерно перемешанная смесь.

1 молекула газа (воздуха, пока кислород не трогаем) получится, если смесь будет разбавлена в соотношении 1:6,022х10 в 23 степени (1 моль).

Link to comment
Share on other sites

  • Участник

@hvr63, газы не перемешиваются, если обеспечен ламинарный поток. Газы тяжелее воздуха можно переливать как воду из одного открытого сосуда в другой при определенных условиях. Физика процесса абсолютно такая же как наливать воду в пустой сосуд. Если "плюхать" то воздух попадает в воду и тут же выдавливается водой наружу. В газах то же самое, только чуть медленнее из-за низкой разности плотностей. Думаю процесс больше походит на "Лава-лампу".

  • Upvote 3
Link to comment
Share on other sites

Объясню в чем суть проблемы.

Пишу программу по управлению сварочными процессами, которая автоматически назначает сварочные параметры исходя из геометрии детали (толщина стенки; диаметр сварочной орбиты и т.д.). Решил добавить параметр  поддува детали: расход газа и время предпродува.

Предположение, что газы не перемешиваются, в данном случае не прокатывает. Мне надо исходить из идеальных условий, то есть, что при заполнении, происходит равномерное перемешивание смеси. Степень ламинарности, отношение площади сечения к длине сосуда и т.п., я буду потом компенсировать эмпирическими коэффициентами. В моей ситуации, я предполагаю, нужно руководствоваться законом Авогадро.

Есть еще альтернатива всему этому - применить датчик кислорода. Но есть ограничения: цена 6 тысяч; только вертикальная установка; температура продуваемого воздуха max 50-80 град, ну и подключение-автоматику уже нужно городить..

Edited by hvr63
Link to comment
Share on other sites

На основании своего, отнюдь не Оксфордского, образования, смог сваять только это.

В общем как-то так.

Тпредпродува = V(qМ - 1)/(q - 1)/Q (мин)
V - объем полости детали (л)
q - знаменатель геометрической прогрессии = 0,5
М - 1 моль = 6,0221 х 1023
Q - расход газа поддува (л/мин)
 
Надеюсь профессура, сваривающая на досуге, подтянется и потычет меня носом в ошибки.
Link to comment
Share on other sites

@hvr63, можно в симуляторе солидворкса сей процесс воспроизвести. С разными калибрами отверстий, с разным их расположением, с разным расходом на входе. Плюс можно ещё отсекатель входящего газа поставить, используя эффект Коанда прилепить поступающий газ к стенке сосуда, вызвав слоение.

Не так всё однозначно с законом Авогадро - это предел, а в во времени всё интересно происходит. Посмотри, как лежит дым на поверхности пара "сухой воды". Видео с 5.29

 

https://www.youtube.com/watch?v=TeQdwvHkTCY&t=809s

Edited by Zwangsschweiser
Link to comment
Share on other sites

 

 

можно в симуляторе солидворкса сей процесс воспроизвести.
 

А что, в Солиде и газодинамический модуль есть? Не знал. У меня в Инверторе нет.

Моделирование это конечно хорошо, но все детали разные и динамика потоков каждый раз будет разная. Проще газоанализатор применить.

Математика пока получается наименее затратная. К тому же я применил алгоритм расчета по негативному сценарию, когда газы полностью перемешиваются. Если перемешивание частичное, то и время продувки сокращается.

Link to comment
Share on other sites

А что, в Солиде и газодинамический модуль есть?

Есть.

 

 

К тому же я применил алгоритм расчета по негативному сценарию

 

А смысл? Перерасход газа. Если применить меры, чтобы не было активного перемешивания(наливать ламинарно, по стеночке) то будет практически чистое вытеснение.

Edited by Zwangsschweiser
Link to comment
Share on other sites

А смысл? Перерасход газа. Если применить меры, чтобы не было активного перемешивания(наливать ламинарно, по стеночке) то будет практически чистое вытеснение.

 

Это тепличные условия. К тому же все равно нужно какое-то конкретное время продувки в цифрах. И чтобы обеспечить ламинарность нужно до предела снижать скорость потока, а это время.

Если серия деталей, да еще сидит простой оператор, то нужен упрощенный регламент.

На практике это выглядит примерно так.

post-63317-0-63199000-1633338127_thumb.jpg

post-63317-0-34986500-1633338137_thumb.jpg

Link to comment
Share on other sites

По моему учению, деталь D50 x L1000 продуется за 42 секунды.

Стоимость газа, включая время самой сварки кольцевого шва D50 мм, составит 5 рублей. При расходе поддува - 4 л/мин и 12 л/мин горелки.

Edited by hvr63
Link to comment
Share on other sites

  • 4 months later...
Не помню точно в какой теме читал про установку пропанового редуктора после ротаметра для избавления избыточного наброса газа на старте. Если не ошибаюсь надо просто вмандить лягушку в шланг, давление там на выходе 2000-3600 Па и этого будет достаточно?
Link to comment
Share on other sites

 

 

для избавления избыточного наброса газа на старте
 

Не, тут лясы точатся про поддув, не про пшик.

Link to comment
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.
Note: Your post will require moderator approval before it will be visible.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

 Share

  • Recently Browsing   0 members

    • No registered users viewing this page.
×
×
  • Create New...