Стандартное измерение производительности компрессора

Таблица 1. Стандартные условия, часто применяемые для определения объема воздуха

Техническая характеристика компрессоров — объемная производительность по воздуху на линии всасывания и линии нагнетания, непосредственно связана с параметрами окружающей среды в линии всасывания компрессора. Однако эти условия постоянно меняются. Подобные стандартные условия — это единственный простой метод для сравнения и проверки производительности компрессоров в любое время и в любом месте. В пневмопроводе после компрессора говорят о «сжатом кубическом метре» воздуха. Этот, так называемый действительный рабочий объем, обычно применяется как основа для вычисления размера трубопровода. Для пересчета объема воздуха при различных условиях используется главным образом формула универсальной газовой постоянной:

В действительности, производительность компрессора может быть легко измерена. Эти измерения регламентированы в ISO 1217.
Важно, что все потери привода компрессора должны суммироваться и таким образом включать основные полезные затраты энергии на сжатие воздуха и потери в редукторе или ременной передаче и вентиляторе и прочих устройствах. Стандарт определяет, что при указании величины потребления электроэнергии и величины производительности устройства на выходе необходимо также учитывать все дополнительные устройства и потребители.

Для измерения производительности нагнетания стандарт дает точные инструкции для всех процедур. Например, должны быть измерены — давление, температура и влажность в линии всасывания и объем, температура и давление нагнетаемого воздуха в линии нагнетания, исключая любое влияние самого компрессора. Производительность компрессора, измеренная в линии нагнетания, должна быть пересчитана в соответствии с условиями в линии всасывания.

Формула (2) и схема для пересчета измеренной производительности компрессора к условиям всасывания. 1.

V1 — объем воздуха в линии всасывания;
р1 — давление всасываемого воздуха;
Т1 — температура всасываемого воздуха;
V2 — объем воздуха в линии нагнетания;
р2 — давление нагнетания;
Т2 — температура в линии нагнетания.

Для влажного воздуха необходимо дополнительно учитывать удельное давление водяных паров для соответствующей влажности воздуха. Эти значения приводятся в соответствующих таблицах и учитываются в формуле.

Формула (3) служит для пересчета объема воздуха при рабочих условиях к объему в стандартных условиях.

VN — объем в соответствии с применяемыми стандартными условиями (см. табл. 2);
V0 — значение объема при рабочих условиях;
TN — температура в соответствии со стандартными условиями (К);
pN — давление воздуха в соответствии со стандартными условиями;
pA — значение рабочего давления (бар);
ϕ — максимальная относительная влажность в рабочих условиях;
p0 — давление насыщения водных паров, содержащихся в воздухе, при рабочей температуре.

Для удобства сопоставления производительности приводим таблицу с коэффициентами пересчета для наиболее часто встречающихся единиц расхода сжатого воздуха.

Таблица 3. Коэффициенты пересчета часто встречающихся единиц измерения расхода

Это означает, что есть возможность проверять эффективность компрессора при помощи тарированных измерительных приборов в любое время и таким образом производить сравнения экономичности компрессорных систем.

Влагосодержание воздуха нелинейно зависит от его температуры. Например, при окружающей температуре +2 °С и 100% насыщении оно приблизительно составляет 5,57 г/м³, при +20 °С — приблизительно 17,14 г/м³, при +35°С — приблизительно 40 г/м³. В районах с умеренным климатом воздух в основном не полностью насыщен, а относительная влажность обычно составляет 50 ÷ 70%. В этом случае, когда такой воздух сжимается компрессором до конечного давления 10 бар, происходит выпадение конденсата. Например, если воздух при температуре + 20 °С и 60% относительной влажности всасывается компрессором, сжимается до избыточного давления 9 бар, и после этого охлаждается, конденсат начнет выделяться, когда создаются такие условия, что достигнут уровень 100% насыщения. Такие условия создаются при достижении температуры значения + 56 °С. Этот пример демонстрирует, что влагосодержание сжатого воздуха зависит только от температуры, с которой он подается в пневмомагистраль.

Потребители, которые не уделяют должного внимания описанным выше фактам или придают им слишком малое значение и не заботятся о соответствующем охлаждении и осушении сжатого воздуха, неизбежно столкнутся с большим числом аварий, поломок и брака причиной которых является вода, образующаяся в пневмосети. Это нежелательное явление не зависти от типа компрессора, а фактически зависит от физических законов, которые утверждают, что температура и давление это единственные факторы, определяющие состояние воздуха. В этой связи важно отметить, что если осуществляется правильное охлаждение, то можно избавиться от порядка 60 — 80% конденсата. Но это не только температура охлаждения сжатого воздуха после компрессора, температура самого компрессора является также очень важным показателем. Например, агрегаты, которые охлаждаются, не очень эффективно, и поэтому работают с высокой температурой сжатия, будут иметь более высокое потребление электроэнергии, чем агрегат аналогичного типа и конструкции. Охлаждение, поэтому крайне важно для компрессоров, поскольку действительно эффективное получение сжатого воздуха возможно, только если компрессор имеет хорошую воздушную или водяную систему охлаждения.

Автор: Змиевской Г.А. технический директор СП «ЭРСИТ»
Источник: Журнал «Оборудование и инструмент для профессионалов», №10,12, 2002г. г.Харьков.

<< назад