Формула расчёта расхода воздуха для воздушного компрессора

Что такое расход воздуха компрессора?

Расход воздуха компрессора обычно определяется как объём газа, всасываемого или выпускаемого компрессором за единицу времени. В инженерной практике чаще всего используются следующие единицы: m³/min, L/min Или в нм³/мин. Поскольку объём газа зависит от давления и температуры, при сравнении или выборе оборудования следует заранее уточнить соответствующие значения давления, температуры и базовые условия для расхода.

Расчёт теоретического объёма выпуска по параметрам цилиндра

Одноступенчатый поршневый воздушный компрессор с односторонним действием:Теоретический объём вытеснения можно приближённо определить по формуле Q = π/4 × D² × S × n × z.

• D: диаметр цилиндра.
• S: Ход поршня.
• n: частота вращения или число ходов за единицу времени.
• z: количество цилиндров.

Фактический объём выпуска обычно ниже теоретического значения и может быть выражен как:Фактический объём выпуска = Теоретический объём выпуска × КПД объёмаОбъёмный КПД зависит от объёма мёртвого пространства, сопротивления на впуске и выпуске, состояния клапанов, температуры и утечек.

Оценка по времени наполнения резервуара сжатым воздухом

Оценка объёма выдыхаемого воздуха в состоянии вдоха на основе времени наполнения баллона сжатым воздухом на месте:Q ≈ V × (P2 — P1) / (t × P0).

• V: Объём ресивера.
• P1: Абсолютное давление в момент начала надувания.
• P2: Абсолютное давление в момент завершения надувания.
• t: время надувания.
• P0: эталонное атмосферное давление или стандартное давление на всасывающей стороне.

Если прибор показывает избыточное давление, его следует предварительно пересчитать в абсолютное давление. При расчётах также необходимо по возможности минимизировать потери вследствие разгрузки, сброса давления и взаимного влияния при параллельной работе нескольких компрессоров.

Пересчёт фактического расхода в расход при стандартных условиях

При необходимости пересчёта фактического расхода в рабочих условиях на расход в стандартных условиях можно воспользоваться соотношением для идеального газа:QN ≈ Q × (P / PN) × (TN / T).

• Вопрос: объёмный расход в реальных условиях эксплуатации.
• QN: Объёмный расход в стандартных условиях.
• P: фактическое абсолютное давление.
• PN: Давление в стандартных условиях.
• T: фактическая термодинамическая температура.
• TN: термодинамическая температура в стандартных условиях.

В различных отраслях определение стандартного состояния может различаться; при расчётах следует придерживаться единой исходной базы и избегать прямого смешивания разных подходов.

Расчёт требуемого расхода газа по приборам потребления

При выборе оборудования часто применяется метод суммирования расхода сжатого воздуха:Требуемый расход воздуха ≈ Σ расход воздуха одного устройства × коэффициент одновременного использования × коэффициент запаса.

• Расход газа на одно оборудование: учитывается в соответствии с технической документацией оборудования или по результатам фактических измерений.
• Коэффициент одновременного использования: определяется в зависимости от того, работают ли оборудование и установки одновременно.
• Коэффициент запаса: учитывает утечки, будущее расширение мощности и колебания режимов работы.

Примечания по расчёту

• Показания манометра обычно представляют собой избыточное давление; при расчёте изменения объёма газа следует использовать абсолютное давление.
• Повышение температуры приводит к увеличению объёма газа при неизменной массе; при пересчётах необходимо использовать единый температурный стандарт.
• В условиях высокогорья давление всасываемого воздуха ниже, что влияет на фактический объём выпуска и степень сжатия.
• Утечки в трубопроводах, сопротивление фильтрующих элементов и износ клапанных узлов — всё это приводит к снижению доступного расхода.
• При выборе оборудования следует оставлять надлежащий запас, однако не рекомендуется чрезмерно его увеличивать, чтобы избежать роста энергопотребления.