Как определить мощность компрессора на выходе

18.04.2022 Fordrejurus выход, компрессор, мощность, определить

Как определить мощность компрессора на выходе

Звоните! Тел./факс (044) 456-48-20 Компрессоры и насосы 38(096) 921-08-02, 38(095) 119-08-02

Производительность отличают по выходу и по входу. Стоито ометить, что у поршневых компрессоров с схожими оборотами, входная производительность отличаться от выходной и измерения осуществляются при нулевом перепаде давления меж входом и выходом.

Перед тем, как избрать компрессор, необходимо обусловиться с количеством воздуха, которое он производит и которое потребляет пневмооборудование либо пневмоинструмент. Все эти данные написаны в паспорте оборудования. Суммарное потребление сжатого воздуха эта производительность должна превосходить примерно на 25 %.

Приобретая компресор в первый раз, необходимо ориентироваться на средние значения потребности в сжатом воздухе. Необходимо обусловиться, как длительно и безпрерывно планируется употребляться пневмооборудование либо пневмоинструмент и будет оно работать сразу либо по отдельности, также выяснить периодичность его включения.

Если компресор уже употреблялся и его свойства закончили удовлетворять, нужно обусловиться с тем, что в их не устраивает. Это может быть либо низкая производительность либо недостающее давление и уже потом выбирать новый компрессор.

Производительность компрессора рассчитывается в больших толиках, а не в массовых это нередко приводит к неурядице либо ошибкам при проведении расчетов. Если настоящая производительность для проф компрессоров составляет 0,6-0,7 от теоретической производительности, то для бытовых примерно половину.

Конкретно такая производительность компрессора дает возможность ему работать в кратковременно-повторном режиме, который и является основным для данного оборудования. Если производительность компресора равна суммарному потреблению воздуха, то он будет работать безпрерывно и придется специально прерывать его работу, чтоб компрессор не перенагрелся.

Если компрессор производит меньше сжатого воздуха, чем необходимо для настоящей работы оборудования, то он будет перенагреваться, а оборудование будет работать с неполной отдачей. Эту разницу компенсируют при помощи использования ресивера,который больше по размеру. Все режимы работы компрессора, не считая кратковременно-повторного, приводять к его завышенному износу.

Расчет воздухопотребления.

Определяется состав потребителей сжатого воздуха и их номинальный расход воздуха (Gi). Периодичность работы учитывается применением в расчетах приобретенного опытным методом коэффициента использования пневмооборудования (Киi), равного отношению продолжительности их работы к длительности смены.

Расчет теоретической производительности компрессора (по входу).Qвх (л/мин) = Gb,b. коэффициент припаса производительности, зависящий от класса компрессора и наибольшего давления, определяемый по таблице:

Наибольшее давление Pmax (бар)
Класс компрессора	10	8	6
Полупрофессиональный	1,7	1,6	1,5
Проф	1,6	1,5	1,4
Промышленный	1,4	1,3	1,2

Чтоб получить значение выходной производительности (нужно при выборе российского компрессора), приобретенные данные необходимо уменьшить на 30-40 %.

Определение объема ресивера

DP. спектр регулировки давления в ресивере (мин. значение. 2 бар);

t. допустимое время (сек), за которое давление в ресивере падает от наибольшего до малого (рекомендуется от 30 сек и поболее зависимо от требований к пневмосети);

Кпр. коэффициент производительности компрессорной головки (для одноступенчатых. 0,65, для двухступенчатых. 0,75). Если у вас уже есть компрессор, который не обеспечивает ваши потребности.

Хронометрированием экспериментально определяем меньшее значение t. время (сек), за которое давление в ресивере падает от наибольшего до малого (время меж остановом и включением компрессора).

Рассчитываем реальное воздухопотребление по формуле

DP. спектр регулировки давления в ресивере (мин. значение. 2 бар);

Кпр. коэффициент производительности компрессорной головки (для одноступенчатых. 0,65, для двухступенчатых. 0,75).

Используя приобретенные данные, пересчитываем свойства компрессора согласно методике. Одно из 2-ух (задача на сообразительность).

Обусловьте, за какое время ввезенный компрессор проф серии с Рмаx = 8 бар и производительностью Qвх = 200 л/мин накачает ресивер объемом 100 л до давления 8 бар.

Пересчитав формулу, использовавшуюся для определения объема ресивера, относительно t, получите:

t = 60 V DP / Q Кпр = 60 100 8 / 200 0,6 = 400(сек) = 6,7(мин) (Кпр принят равным 0,6, потому что производительность низкая ).

Итак, верно определив начальные данные и выполнив несколько математических вычислений, можно осознать, какими чертами должен владеть компрессор.

Как посчитать производительность компрессора?

Первый можно взять документацию на все ваше оборудование и посмотреть в технических характеристиках количество воздуха, необходимое для работы оборудование. Сложить значения всех единиц оборудования и конечная цифра будет являться вашим общим расходом воздуха. Этот метод кажется логичным и простым, но, к сожалению, в реальности все не так гладко. Многие производители оборудования указывают неверные данные по количеству сжатого воздуха, необходимого для работы оборудования, а некоторые совсем ничего не указывают относительно сжатого воздуха. Как ни странно это звучит, но это, действительно, так. В паспорте на оборудование уважающий себя и своих покупателей производитель должен указывать не только требования по количеству воздуха, так же должны быть указаны требования к чистоте воздуха. И цифры должны быть реальными.

Очень важный момент, который многих сбивает с толку. Производительность и потребление (расход) сжатого воздуха все производители в мире считают в нормальных метрах кубических в минуту. (нм3/мин). В написании может быть не указана буква н (м3/мин), ее иногда просто не пишут, но, в любом случае, речь идет о нормальных метрах кубических в минуту. Это означает, что воздух считают не в сжатом виде, а приведенным к давлению 1 атм. Дальше мы еще обсудим этот момент. Это очень важно. Никогда не считают воздух в сжатом виде. Приведу пример. У нас есть компрессор с производительностью 1 м³/мин и давлением 10 атм. У нас есть ресивер, емкостью 1 м³. За какое время винтовой компрессор накачает этот ресивер до давления 10атм? Ваш ответ за минуту? Ответ неверный. Правильный ответ за 10 минут. В этом и кроется главная ошибка при расчетах.

Производительность компрессора указана в нормальных м3/мин, приведенных к одной атмосфере, это означает, что компрессор будет накачивать за минуту ресивер на одну атмосферу и ему необходимо 10 минут, чтобы накачать его полностью. Да, в паспорте компрессора указано, что он производит 1 м³/мин, давление 10 атм, это его характеристики. 10 атмосфер это максимальное давление, с которым можем работать данный компрессор. При работе компрессор вырвет воздуха в сжатом виде, но считают воздух всегда. в несжатом виде. Это единый стандарт, который позволяет всем производителям в мире говорить на одном языке.

Вернемся к расходу (потреблению) сжатого воздуха. Чтобы посчитать расход расчетными методами, необходимо накачать тестовым винтовым компрессором или старым компрессором, имеющимся на производстве, ресивер известного объема, затем выключить компрессорное оборудование и включить оборудование, потребляющее сжатый воздух. Далее, необходимо измерить время, за которое давление в ресивере упадет на 2 атмосферы. Зная объем ресивера и время падения давления можно посчитать реальный расход воздуха. При расчетах не забывайте все считать в нормальных метрах кубических в минуту.

Например. У вас есть ресивер 1 м³/мин. Вы накачали его винтовым компрессором до давление 10 атм, компрессор отключился. Вы включаете оборудование, потребляющее сжатый воздух и у вас падает давление в ресивере с 10 атм до 8 атм за 30 секунд. Как посчитать расход воздуха?

Первым делом приводим расчеты к одной атмосфере. Падения давления на 2 атмосферы за 30 секунд, падение на одну атмосферу за 15 секунд. Будем использовать в расчетах значение времени падения на одну атмосферу 15 секунд.

Объем ресивера 1 м³/мин. Нас интересует расход в м3/мин. Составляем математическую пропорцию. 1 м³ воздуха тратится за 15 секунд. Хм3/мин будет тратиться за 60 секунд. Х расход воздуха. Х=1×60 и полученное делим на 15.

Получается 4 м³/мин. Это и есть реальный расход воздуха. Будут вопросы пишите.

Какой размер рекомендуется для вашего компрессора?

Чтобы определить размер компрессора, сначала вы должны знать максимальное давление, которое вам понадобится для приведения в действие машины или пневматического контура. Это давление определяется характеристиками промышленного или сельскохозяйственного оборудования или пневматическим контуром, который будет питаться от компрессора. Оно может выражаться в фунтах на квадратный дюйм (psi), в барах или в Паскалях (Pa). В зависимости от давления, вам может потребоваться одноступенчатый компрессор (максимум 135 psi или 9 бар) или многоступенчатый компрессор, который значительно увеличит давление (максимум 5800 psi 400 бар).

Вам также необходимо знать необходимый максимальный расход. Расход воздуха представляет собой количество воздуха, доступное для питания различных устройств, которые должны быть подключены к компрессору. Он может указываться в кубических футах в минуту (cfm), в литрах в секунду (л/с) или в кубических метрах в час (м3/ч). Лучше предусмотреть запас в 30% от ваших требований, чтобы избежать неприятных сюрпризов без завышения габаритов компрессора.

Мощность компрессора зависит от желаемого расхода воздуха и давления на выходе. Когда компрессор представлен с высокой номинальной мощностью, но низким расходом, он предназначен для непостоянного использования, и его охлаждение требует длительных пауз.

Компрессоры, как правило, имеют резервуар сжатого воздуха, который позволяет запускать двигатель в соответствии с потребностью в сжатом воздухе. Необходимо правильно откалибровать этот резервуар, чтобы двигатель не находился под постоянной нагрузкой. Некоторые компрессоры имеют вертикальный резервуар, что уменьшает занимаемое пространство, когда они должны быть установлены на ограниченной площади.

Как правильно определить производительность компрессора? Расчет производительности компрессора

Главное, что следует помнить при определении производительности, это то, что производительность всегда определяется не в кубах уже сжатого воздуха, а в кубах воздуха приведенного к условиям всасывания компрессора.

Главное что следует помнить при определении производительности компрессора винтового это тот факт, что производительность всегда определяется не в кубах уже сжатого воздуха, а в кубах воздуха приведенного к условиям всасывания компрессора.

Другими словами – говорим производительность компрессора при давлении 7 бар 10 м3/мин – а подразумеваем, что подавая в трубопровод сжатый воздух с избыточным давлением 7 бар компрессор возвращает в атмосферу воздух из трубопровода с атмосферным же давлением в объеме 10 м3 за одну минуту.

Или еще проще- компрессор всасывает из атмосферы 10 м3 в минуту, хотя именно это утверждение не совсем верно, поскольку в процессе сжатия часть воздуха все-таки уходит в «потери».

Именно по этой причине современные стандарты требуют от изготовителей компрессоров указывать значение производительности на выходном вентиле компрессора приведенное к условиям всасывания.

Каковы эти условия? Обычные условия (FAD в европейском варианте) это 20°С 1 бар атмосферного давления и 0% относительной влажности. Существуют так же Нормальные условия, отличие в том, что производительность приводится к температуре 0°С. При кажущейся незначительности нормальные кубы существенно отличаются от условий при 20°С.

При определении потребного объема сжатого воздуха на новое производство проектный отдел должен тщательно суммировать характеристики потребления отдельными технологическими линиями, учесть коэффициент одновременности работы, определить коэффициент «запаса», добавить возможные утечки.

После чего можно получить приблизительное оценочное значение потребности. Разумеется, точность такого подсчета напрямую зависит от опыта и квалификации специалиста осуществляющего расчет. Однако при несложных системах расчет можно выполнить и самостоятельно.

Для этого нужно собрать все паспортные значения расходов сжатого воздуха. Стандартный запас – 18%. Проектное значение непроизводственных утечек – 10%.

Коэффициенты одновременного срабатывания пневмоустройств могут, конечно, существенно отличаться, но редко превышают 80%. Итак, FAD = (Сумма расходов)1,181,10,8.

Если требуется определить расход исходя из скорости наполнения пневмоцилиндров, то в первом приближении можно воспользоваться простым уравнением P1V1/T1 = P2V2/T2

V1 – искомый приведенный объем в литрах

T1 – температура окружающего воздуха в Кельвинах (20°С 273°С)

P2 – абсолютное рабочее давление в бар (17).

T2 – температура сжатого воздуха в Кельвинах (35°С 273°С)

При замене существующего парка компрессоров задача на первый взгляд оказывается более простой. Как правило, на производстве уже имеется статистика потребления сжатого воздуха, на основании которой рассчитываются экономические параметры.

Однако отталкиваться от этих цифр означало бы полностью исключить положительное влияние от возможной модернизации системы. Правильнее всего было бы произвести предварительный аудит системы.

По результатам такого аудита можно увидеть непроизводственные утечки, определить реальное количество потребляемого воздуха, выявить график потребления. На основании такой детальной информации можно с большой точностью спроектировать новую или модернизировать старую пневмомагистраль и осуществлять подбор оборудования.

Имея на руках графики изменения расходов и давления по подразделениям, всегда имеется возможность точно рассчитать, какая из систем снабжения наиболее выгодна для предприятия. Мы можем предложить услугу пневмоаудита для вас. Условия проведения вы найдете здесь.

Как рассчитать характеристики поршневого компрессора?

Есть несколько общих положений, которые следует учитывать, перед тем как начинать расчет производительности поршневого компрессора:

Определение искомых показателей производится не по массе, а по объему. Дело в том, что воздух, подобно остальным газам, имеет свойство сжиматься, поэтому одна и та же его масса в зависимости от условий температуры и давления может занимать совершенно разный объем.
По ГОСТ под производительностью необходимо понимать объем выходящего (!) из поршневого компрессора воздуха, который пересчитан на физические условия всасывания. Вот почему важно знать, как рассчитать производительность компрессора на выходе, так как чаще всего физические условия на входе в агрегат отвечают нормам, т. е. значение давления составляет 1 бар, температуры — 20 °С. Госстандарт также указывает на допустимость возможных отклонений реальных показателей от тех, что заявлены в паспорте, но не более чем на 5% в сторону уменьшения или увеличения, что несложно проверить.
У иностранных производителей в силу понятных причин (не знакомы с м отечественных госстандартов) производительность поршневого компрессора проверяют по-другому, что нередко становится причиной ошибок. Так, в паспорте на зарубежную технику отмечается теоретический показатель (по всасыванию), который узнают следующим образом: геометрический объем воздуха, помещающийся в рабочую полость агрегата за один цикл всасывания, умножается на число циклов в единицу времени.

В подавляющем большинстве случаев значения искомой величины, расчет которых делают на входе и на выходе, имеют весомые отличия. Как показывает практика, реальная производительность компрессора, например, бытового оказывается едва ли большей, чем 50% от указанной теоретической.

Точно рассчитать характеристики поршневого компрессора можно с помощью решения степенных уравнений, что достаточно сложно. Мы же предлагаем другую методику расчета, которая тоже позволяет узнать требуемые параметры, но содержит более простые соотношения.

Обращаем ваше внимание на то, что методика дает возможность проверить теоретические (по входу) характеристики. Но на основе полученного результата легко узнать «выходной» (реальный) показатель для отечественных поршневых агрегатов: достаточно уменьшить итоговое значение на 30-40%.

Какой компрессор выбрать и чем они отличаются?

Многие сталкиваются с такой проблемой, какой компрессор выбрать, и чем они отличаются? Именно в этой статье вы узнаете об их особенностях и отличиях. Для начала разберемся какие бывают типы компрессоров. Есть несколько видов: поршневые, винтовые, дизельные, дожимные, спиральные.

Поршневой компрессор — тип компрессора, энергетическая машина для сжатия и подачи воздуха или газа под давлением. Компрессоры возвратно-поступательного действия считаются самым давним и распространенным типом. Эффект компрессии создается за счет уменьшения объема газа при движении поршня в цилиндре. Поршневые компрессоры – более популярные, в связи с тем, что большинство из них используется в быту, они делятся на безмасляные и масляные, которые в свою очередь имеют подвиды: коаксиальные и ременные.

Безмасляные компрессоры так устроены, что поршневая группа изготовлена из материалов, которые уменьшают коэффициент трения. Самым привлекательным в данных компрессорах является чистый воздух на выходе, поэтому, зачастую, их приобретают для работы в индустрии, медицине и в прочих сферах, в которых наличие масла в воздухе недопустимо. Следует учитывать, что этот тип компрессоров уступает масляным моделям по цене и производительности, поэтому пользуется меньшей популярностью.

Плюсы: Не требуют замены масла Тихие при работе Легкое хранение

Минусы: Не рассчитаны на продолжительные работы Имеют ограниченный ресурс

Масляные компрессоры имеют картер со смазывающей жидкостью, которая увеличивает работу двигателя и смазывает пневмоинструменты.

При наличии пневмоинструмента, многие часто сталкиваются с вопросом: какой компрессор мне выбрать?

Начнем с того, что масляные компрессоры подразделяются на компрессоры с прямым и ременным приводом.

Прямой привод часто заманивает покупателей своей привлекательной ценой, он значительно дешевле ременных собратьев, но здесь нужно ответить на главный вопрос: «Как часто я буду использовать компрессор?». Если Вы рассчитываете использовать компрессор редко или использовать его для небольших работ, то этот вариант Вам идеально подойдет.

Если же, у Вас существует необходимость в использовании компрессора часто, для большого объема работ, то здесь Вам понадобится компрессор с ременным приводом. Это обусловлено тем, что ременной привод, находясь между маховиком и мотором, способствует снижению частоты работы силовой установки и приводит к снижению износа деталей.

При подборе компрессора для пневмоинструмента, ориентируйтесь на производительность компрессора на выходе. Чтобы определить какой компрессор выбрать, прибавьте к потреблению воздуха Вашего инструмента 25%, именно такой результат должен быть у компрессора на выходе для нормальной работы.

Плюсы: В 2-3 раза мощнее безмасляных Длительный срок службы

Минусы: Требуют поддержание масла Работа только на ровной поверхности Нуждаются в уходе

Перечисленные виды компрессоров, в основном, используются в домашнем обиходе и на небольших производствах. Для обеспечения работы большого производства используют винтовые, дизельные и дожимные компрессора.

Винтовые компрессоры – это большие и дорогостоящие агрегаты для долгосрочных работ. Винтовой компрессор обеспечивает преобразование электрической энергии в воздушно-газовый толчок. При необходимости бесперебойной работы выбирайте именно винтовые.

Плюсы: Высокая производительность (производят от 500 до 12 000 л/м.); Максимальное давление 6-15 бар; Мощность 2,2-90 кВт; Низкие энергозатраты; Пониженный уровень шума и вибрации; Возможность бесперебойной работы в течение нескольких рабочих смен.

Минусы: Более сложная конструкция и цена производства Система воздушного охлаждения предполагает необходимость отвода горячего воздуха после его выхода из системы охлаждения. Винтовые агрегаты нельзя использовать для работы с агрессивными газами. Винтовые компрессоры требуют постоянной и эффективной работы системы маслоотделения.

Винтовые компрессоры отличаются от поршневых конструкцией. Это механизм сжатия. В винтовых агрегатах применяются роторы с винтообразными зубьями, вращающимися навстречу друг другу. А в поршневых – поршень, который совершает возвратно-поступательные движения внутри цилиндра. Мы узнали о винтовых компрессорах поэтому давайте разберем теперь поршневые.

На сегодняшний день дизельные компрессора применяются практически на любом промышленном предприятии или строительном объекте, нефтедобывающие или горнодобывающие заводы, ведь использование сжатого воздуха очень ценно, а значит, и спрос на оборудование по его воспроизведению будет всегда увеличиваться. Компрессор на дизельном топливе – это, прежде всего, источник энергии, которого может не оказаться в поле деятельности. Сегодня многие строительные работы проводятся вдали от электростанций, а рабочие нуждаются в бесперебойной и, порой, длительной работе инструментов и оборудования. Дизельные компрессоры помогают разрешать и другие задачи. Они используются для слаженной работы насосов по перекачке нефти, жидких и пылящих материалов, при фасовочных работах и др. Компрессоры применяются на предприятиях, где используются пневматические инструменты (пескоструйные аппараты, например), которые, как правило, работают только с помощью подачи воздуха, электроэнергия при такой работе может и не требоваться. Поэтому применение дизельных нагнетателей воздуха здесь очень актуально. При повреждении электросетей или участков трассы также проводятся работы при помощи подачи воздуха. И в данном случае не обойтись без компрессора на основе работы дизельного топлива. Тогда, что из себя представляют дожимные, и в чем их особенность?

Дожимные компрессоры (поршневые или винтовые) – это оборудование, обладающее способностью воспроизводить уже сжатый воздух или газ повышенного и высокого давления. Бустерные компрессоры дожимающего типа – это, своего рода, второй этап сжатия воздуха, азота или газов после винтового или поршневого компрессоров. Использование поршневых дожимных компрессоров в совокупности с винтовыми создают более мощный, эффективный союз для дожатия уже сжатых воздушных масс или газов.

Их преимущества: практически бесшумная работа за счет шумоизолирующего кожуха и дополнительных систем снижения звуков и вибраций; способность достигать наиболее высокого давления с 16 бар (винтовой компрессор) до 350-500 бар (поршневой компрессор), что значительно превышает выработку сжатого воздуха или газов при использовании простых компрессоров; конструкции установок настолько грамотно собраны, что не требуется постоянная техническая диагностика оборудования и наладка испорченных элементов; принудительное охлаждение воздуха на всех ступенях сжатия в целях понижения температуры сжатого воздуха или газов на выходе из системы; оборудованная система безопасности; стоимость установки оборудования этого типа значительно ниже, чем стоимость нового оборудования, которое будет увеличивать давление во всей пневмосистеме, в то время как бустеры делают это локально, в той области, где это необходимо, поэтому они пользуются повышенным спросом во многих отраслях промышленности. Узнав о всех выше представленных компрессорах, осталось выяснить, последний спиральный компрессор. Не буду затягивать, давайте преступим к спиральным.

Спиральный компрессор – это устройство для сжатия воздуха или другой рабочей среды, уменьшение объема вещества в котором осуществляется за счет работы спиралей. Отличительными особенностями спиральных компрессоров перед другими видами нагнетателей являются низкий уровень шума, не превышающий 5-10 ДБ, малое энергопотребление, компактность: спиральные компрессоры имеют на треть меньше деталей, чем другие виды нагнетателей, большой срок службы и низкий риск отказов. За счет бесшумной работы и отсутствия вибраций в процессе эксплуатации спиральные компрессоры широко применяются в системах кондиционирования, в том числе и автомобильных, холодильных установках, в медицинском оборудовании. Также они применяются в тех случаях, когда необходимо получить максимально чистый сжатый воздух. Главным рабочим узлом спирального компрессора является пара спиралей, одна из которых плотно зафиксирована, а вторая соединена с эксцентриком и осуществляет движение без вращения. Разобрав все компрессора, предлагаю приступить к разбору основных характеристик компрессора на которые стоит в первую очередь обратить внимание перед его приобретением.

Основные характеристики компрессора или как подобрать нужный?

Прежде чем подойти к выбору компрессора, нужно ответить на несколько простых вопросов: где, как часто и для чего вам нужен компрессор? Главные характеристики, на которые Вам необходимо ориентироваться при подборе компрессора — это производительность, давление, объем ресивера и напряжение в сети.

Наиболее значимой характеристикой из перечисленных является производительность:

Важно знать расход в л/м (литрах минуту) вашего инструмента подключаемого к компрессору, чтобы при подключении несколько аппаратов вы могли рассчитать предельный потенциал компрессора и не переборщили с нагрузками, в противном случае компрессор не сможет подать необходимое количество воздуха, что не приведет к желаемому результату, а износ компрессора повлияет на срок его службы. Итак, складываем производительность всего Вашего пневмоинструмента и прибавляем 25%, именно такая производительность должна быть у компрессора. Узнать расход вашего пневмоинструмента можно в его паспорте.

Давление – это то с какой силой компрессор может сживать воздух. На эту величину стоит обращать внимание для того, чтобы знать, с каким пневмоинструментом он сможет взаимодействовать. Давление компрессора должно быть на 1-2 bar больше самого мощного вашего инструмента с которым вы будете его использовать.

Немаловажную роль в работе играет объем ресивера:

Ресивер — это металлический бак для сжатого воздуха и служит для снижения частоты перезапуска компрессора и предоставляет время для остывания компрессорной головки. Чем больше Ресивер, тем дольше срок службы компрессора и тем меньше перерыва в работе, но при этом компрессору понадобится больше времени, чтобы наполнить ресивер. Можно выбрать необходимый объем. от 5 до 500 литров. Однако, стоит учесть: чем меньше ресивер, тем быстрее уровень сжатого газа будет подниматься до максимальной отметки и опускаться до минимума. Эти «воздушные колебания» создадут определенный режим включений и выключений для техники. Возьмем, в качестве примера, два компрессора СБ4/Ф-270.LB75 и СБ4/Ф-500.LB75, по всем параметрам, кроме объема ресивера, они совпадают, но СБ4/Ф-500.LB75 будет реже выключаться и прослужит дольше, так как у него будет снижена нагрузка на двигатель.

Какой вольтаж у компрессора лучше выбрать для работы? Будет ли разница при работе с одним и тем же компрессором на 220 или 380в?

Трехфазные компрессоры не подходят для использования в домашних условиях, потому что напряжение в 220 В не сможет обеспечить достаточно тока для работы столь мощного оборудования. Но, мнение, что компрессор на 220 В будет работать хуже, чем на 380 В является ошибочным.

Исходя из вышеизложенного можно сделать вывод.

Каждый компрессор по-своему уникален и предназначен для проведения определенных работ. Сам по себе компрессор бесполезен без подключаемых к нему пневмоинструментов, поэтому при его выборе опирайтесь на то, с каким инструментом вы будете его использовать, в какой местности и для какой цели. Если вы будете следить за компрессором не перегружать и своевременно менять масло, то он прослужит у вас очень долго.

Лабораторная работа 8. Испытание поршневого компрессора.

Определить основные технические показатели компрессора (производительность, мощность, КПД).

Записать индикаторные диаграммы в цилиндрах компрессора, определить индикаторную мощность и значения частных КПД (механического, индикаторного).

Объемная производительность компрессора измеряется с помощью нормальной диафрагмы, установленной на выходе воздуха из компрессора (в конечном сечении – индекс «к»):

, (1)

где α – коэффициент расхода через диафрагму, зависящий от отношения размеров диафрагмы d/D ;

σ – коэффициент расширения воздуха, определяемый по номограмме ;

Δр – перепад давления в диафрагме;

ρк – плотность воздуха перед диафрагмой.

, (2)

где рк, Тк – абсолютные давление и температура перед диафрагмой:

– манометрическое давление перед диафрагмой;

R – газовая постоянная сухого воздуха (после влагомаслоотделителя воздух становится сухим), R = 287 Дж/кг·К.

Массовая производительность компрессора (массовый расход воздуха на выходе из компрессора)

(3)

Объемная производительность компрессора, приведенная к стандартным условиям,

, (4)

где pо, Tо – абсолютные давление и температура в стандартных условиях:

pо = 760 мм рт. ст. = 0,1013МПа; То= 29З К.

Относительная влажность всасываемого воздуха φн1 определяется по психрометрической таблице по разности показаний двух термометров (сухого и влажного).

Коэффициент влажности всасываемого воздуха равен отношению массовой производительности сухого воздуха к массовой производительности влажного или, что то же самое, отношению парциального давления сухого воздуха рсух к давлению смеси сухого воздуха и паров влаги :

, (5)

где pп – давление насыщенных паров влаги при начальной (индекс «н») температуре tн1, определяемое по графику (Приложение 3 лабораторного практикума).

Объемная производительность, приведенная к начальным условиям (объемный расход воздуха на входе в компрессор), с поправкой λφ на количество влаги, выпавшей в промежуточном холодильнике:

(6)

Частота вращения коленчатого вала компрессора n измеряется непосредственно тахометром или определяется в зависимости от соотношения частоты тока в сети, установленной при проведении испытания νоп с помощью частотного регулятора, и стандартной частоты тока νст = 50 Гц:

, (7)

где nном – номинальная частота вращения электродвигателя при стандартной частоте тока.

Рабочий объем, описываемый поршнем 1-ой ступени в единицу времени,

, (8)

где Vs1 – рабочий объем первой ступени компрессора, Vs1 = F1·S.

Здесь F1 – площадь поршня первой ступени; S – длина хода поршня.

Коэффициент производительности 1-ой ступени

(9)

Отношение давлений в первой ступени (индекс 1), во второй ступени (индекс 2) и в компрессоре (без индекса):

; ;. (10)

где pк1, pк2 – абсолютные давления после первой и второй ступени компрессора:

, (11)

, (12)

где Tн2 – температура воздуха на входе во вторую ступень компрессора;

k – показатель адиабаты (для воздуха k = 1,4).

(14)

Мощность компрессора N определяется по мощности, потребляемой приводным электродвигателем из сети Nэ

КПД электродвигателя ηэ, зависящий от нагрузки и коэффициента мощности (cosφ), определяется по тарировочному графику (Приложение 4 лабораторного практикума).

(16)

(17)

Индикаторная мощность компрессора определяется по индикаторным диаграммам ступеней, записанным в координатах «перемещение поршня – давление в цилиндре». как сумма индикаторных мощностей в ступенях

Nинд = Nинд1 Nинд2. (18)

а – первой ступени; б – второй ступени

, (19)

где – среднее индикаторное давление ступени

, (20)

hиндi – высота прямоугольника, площадь и длина которого равны соответственно площади fиндi и длине xиндi индикаторной диаграммы данной ступени (см. рис. 3);

aинд – масштаб записи давления индикаторной диаграммы.

Площадь fиндi и длина xиндi определяются обработкой полученных при испытании индикаторных диаграмм.

Масштаб индикаторной диаграммы aинд может быть задан как параметр стенда или рассчитан через промежуточное давление (показание манометра на выходе из первой ступени) по формуле:

где Δh – высота записи промежуточного давления относительно косильной лески атмосферы (среднеарифметическая величина давления нагнетания первой ступени и давления всасывания второй ступени при допущении равенства потерь в нагнетательном клапане первой ступени и всасывающем клапане второй ступени) –

(21)

Индикаторный адиабатный КПД компрессора

(22)

Индикаторный изотермный КПД компрессора

(23)

Объемный коэффициент λо определяется по индикаторной диаграмме первой ступени (см. рис. 3а)

, (24)

где xвс1 – длина косильной лески всасывания;

xинд1 – длина индикаторной диаграммы первой ступени.

Коэффициент эффективности всасывания

(25)

, (26)

где a1 – относительный объем мертвого пространства первой ступени,

;

m – показатель политропы расширения (m ≈ 1,3).

Коэффициент a1 является одним из параметров компрессора (см. Данные установки).

Теоретический коэффициент эффективности всасывания

Устройство экспериментальной установки (рис.5)

Двухступенчатый V-образный бескрейцкопфный поршневой компрессор с прямоточными клапанами всасывает воздух из атмосферы через воздушный фильтр 1 и нагнетает его в буферную емкость (ресивер) 4. Давление в буферной емкости регулируется вентилем 5, степень открытия которого определяет расход воздуха через диафрагму 7 в нагнетательной косильной лески 8.

1 – воздушный фильтр; 2 – первая ступень сжатия; 3 – вторая ступень сжатия; 4 – буферная емкость; 5 – вентиль; 6 – датчик дифференциального давления; 7 – диафрагма расходомера; 8 – нагнетательная леска; 9 – манометр; 10 – влагомаслоотделитель; 11 – клапан предохранительный; 12 – промежуточный холодильник

Привод компрессора осуществляется от частотно-регулируемого электродвигателя переменного тока, соединенного напрямую с маховиком коленчатого вала пальцевой муфтой.

Охлаждение компрессора – водяное прямоточное с промежуточным холодильником кожухо-трубчатого типа. Сжатый в первой ступени до промежуточного давления воздух перед поступлением во вторую ступень проходит через влагомаслоотделитель 10 и холодильник 12.

Система смазки – циркуляционная от шестеренного масляного насоса с приводом от коленчатого вала компрессора. Для защиты от чрезмерного давления компрессор оснащен предохранительным клапаном 11, установленным в промежуточном холодильнике 12.

Давление атмосферного воздуха измеряется барометром, относительная влажность воздуха – психрометром (см. выше).

Давление воздуха после первой ступени, после второй ступени и перед диафрагмой регистрируется манометрами 9. Перепад в диафрагме замеряется датчиком дифференциального давления 6.

Давление в цилиндрах компрессора, необходимое для записи индикаторной диаграммы измеряется датчиками давления потенциометрического типа. Перемещение поршня за оборот вала регистрируется при помощи индуктивного датчика (отметчика времени), бесконтактно взаимодействующего с магнитом, закрепленным на маховике и выставленным при регулировке стенда по одной из мертвых точек поршня. Индикаторная диаграмма отображается на экране компьютера и копируется на бумаге в клетку для удобства измерения площади.

Температура в контрольных точках (после первой ступени, перед второй ступенью, после второй ступени и перед диафрагмой) измеряется датчиками, выполненными по схеме термопреобразователя сопротивления.

Частота тока, мощность и cosφ электродвигателя замеряются по приборам частотного регулятора.

Подключить измерительный комплекс стенда (питание датчиков и компьютера). Подготовить частотный регулятор к пуску.

Открыть вентиль 5 на выходе из компрессора.

Проверить щупом уровень масла в картере компрессора.

Открыть кран системы охлаждения (подачи воды).

Включить электродвигатель в холостом режиме компрессора, установив заданное значение частоты тока на пульте управления частотным регулятором привода.

Проверить давление в системе смазки компрессора (по манометру на выходе шестеренного масляного насоса).

Установить вентилем 5 заданное давление на выходе из компрессора и поработать 10-15 минут для стабилизации температурного режима.

Снять показания приборов и сделать необходимые замеры, записать индикаторные диаграммы ступеней.

Перед остановкой компрессора перевести его на холостой ход, для чего открыть вентиль 5 на выходе из компрессора.

Подбор компрессора для своего производства

Начнем с анализа того, что мы имеем и что нам требуется.

«Скажите, у вас есть компрессор с пятидесятилитровым ресивером?». Нередко с такого или подобного вопросов начинается беседа покупателя с менеджером нашей компании. После этого продавцу приходится тратить много времени на то, чтобы объяснить, что задать такой вопрос все равно что спросить, есть ли в продаже автомобиль с четырьмя колесами и что объем ресивера никак не может являться отправной точкой при выборе компрессора. Из чего же нужно исходить, делая выбор? Исходить нужно из ваших потребностей. Мысль не очень оригинальная, но справедливая, причем справедливая при выборе любого оборудования. Поскольку лучше всего о своих потребностях осведомлены вы сами, за вами и первое слово. Происходит подбор компрессора по производительности, количеству потребителей сжатого воздуха, рабочим параметрам(давление и номинальный расход воздуха) и предполагаемому режиму работы.

Рабочие параметры пневмоинструмента или пневмооборудования указываются в паспорте. Если по каким-либо причинам эта информация отсутствует, можно у своих коллег или любого продавца пневмооборудования выяснить характеристики аналогичных устройств. Как правило, возможная небольшая ошибка не будет роковой. Для справки мы приводим параметры наиболее часто применяемого на практике инструмента. Понятно, что пневмоинструмент используется в работе не непрерывно, а время от времени, соответственно изменяется текущее воздухопотребление. Для определения характеристик компрессора ориентируются на усредненное значение потребности в сжатом воздухе. Чтобы ее рассчитать, нужно, исходя из опыта эксплуатации и знания технологии планируемых работ, представить, каковы будут продолжительность и периодичность между включениями инструмента, возможна ли одновременная работа нескольких устройств и каких. Сказанное касается тех, кто впервые приобретаеткомпрессор.

Если вы уже используете источник сжатого воздуха, который по каким-либо соображениям не удовлетворяет потребностям вашего предприятия, например, в связи с ростом количества потребителей или увеличившейся интенсивностью работ, нужно знать технические характеристики используемого компрессора, включая объем ресивера, а также сформулировать конкретные претензии к его работе. Например, если компрессор не обеспечивает требуемый расход воздуха, что часто приводит к перерывам в работе, следует экспериментально установить, за какой период времени давление в ресивере падает ниже допустимого уровня.

Существуют различные типы компрессоров, используемые в технике в качестве источников сжатого воздуха. В компрессорах этого типа воздух сжимается в замкнутом пространстве цилиндра в результате возвратно-поступательного движения поршня. Конструктивно они представляют собой агрегат, включающий компрессорную головку, электропривод, ресивер и устройство автоматического регулирования давления (прессостат). Популярность поршневых компрессоров определяется их невысокой стоимостью, приемлемыми массогабаритными показателями, простотой в эксплуатации и обслуживании и выходными характеристиками, способными удовлетворить потребности практически любого предприятия. К основным характеристикам компрессора относятся два параметра — максимальное давление (Pmax) и объемная производительность или подача (Q).

Большинство предлагаемых сегодня на рынке компрессоров развивают давление, превышающее потребности стандартного пневмооборудования и инструмента. На рынке представлены компрессоры с максимальным давлением 6, 8, 10, 16 бар. Напомним, что номинальное рабочее давление окрасочных пистолетов — 3-4 бар, пневмоинструмента — до 6,5 бар. Исключение составляет пневмопривод шиномонтажных станков, для которого многие производители рекомендуют использовать сжатый воздух при давлении 8-10 бар. Впрочем, практика показывает, что пневматика шиномонтажного оборудования надежно работает и при использовании 8-барного компрессора. Что еще нужно учитывать, определяя максимальное давление, развиваемое компрессором? Во-первых, следует иметь в виду, что система автоматического регулирования давления всех компрессоров настроена таким образом, что обеспечивает поддержание давления в ресивере с допуском.2 бар от максимального значения. Это означает, что в процессе работы компрессора с Pmax=8 бар давление на выходе может изменяться в диапазоне от 6 до 8 бар, у 10-барного, — соответственно, от 8 до 10 бар. Заводские регулировки прессостата могут быть изменены пользователем только в сторону уменьшения минимального давления. Во-вторых, необходимо учитывать, что наличие протяженных пневмомагистралей до потребителей сжатого воздуха вызывают падение давления в косильной лески.

При ошибках в проектировании пневмосети (применении труб малого диаметра, использовании водопроводных запорных устройств, нерациональной прокладке магистралей и т. д.) оно может достигать существенной величины и стать причиной неэффективной работы пневмооборудования. Чтобы избежать возможных неприятностей в таких случаях, нужно отдать предпочтение компрессору с более высоким максимальным давлением. Некоторый запас по давлению полезен и с другой точки зрения. Чем выше давление, развиваемое компрессором, тем большую массу воздуха он может закачать в ресивер и тем большее время последний будет опорожняться до минимально допустимого давления, обеспечивая компрессору время для отдыха. Кстати, об отдыхе: а нужен ли он железному компрессору? В ответе на этот вопрос кроется ключ к пониманию особенности рабочего процесса в поршневом компрессоре. Учитывая ее, определяют важнейшую характеристику компрессора — производительность.

Сжимаясь в цилиндре поршневого компрессора, воздух нагревается. На выходе из одноступенчатого компрессора его температура превышает 150 °С. При этом часть тепла поглощается деталями и элементами конструкции головки компрессора, что приводит к повышению их температуры и изменению тепловых зазоров в узлах трения. Если не обеспечить отвод тепла, головка не успевает охлаждаться. Последствия представить несложно: температура смазываемых узлов возрастает выше допустимого уровня, полностью выбираются тепловые зазоры, горячее масло, подаваемое к парам трения разбрызгиванием, не держит «масляный клин». В «лучшем» случае это грозит ускоренным износом механизма компрессора, в худшем — немедленным выходом из строя в результате заклинивания. Это учитывается при проектировании компрессора. Для обеспечения теплосъема применяют принудительное охлаждение компрессорной головки — обдув воздухом. В качестве нагнетателя обычно используется вентиляторэлектродвигателя или шкив коленчатого вала компрессора. Чтобы повысить эффективность охлаждения, корпус головки изготавливают из сплавов с высокой теплопроводностью и делают оребренным. Такие меры наиболее просты и дешевы, но недостаточны для того, чтобы обеспечить продолжительную непрерывную работу поршневого компрессора. Поэтому поршневой компрессор изначально рассчитывается на эксплуатацию со строго определенной скважностью, что предполагает обязательное наличие перерывов, необходимых для нормализации теплового режима головки. Количественно режим эксплуатации оценивается коэффициентом внутрисменного использования (Кви), показывающим, какую часть времени компрессор способен работать непрерывно. Отечественный стандарт определяет три вида режимов работы компрессора: кратковременный (Кви = 0,15), непродолжительный (Кви = 0,5) и продолжительный(Кви = 0,75).

Способность дольше работать в непрерывном режиме означает в конечном счете большую надежность и ресурс техники. Она достигается использованием более совершенных материалов и схемных решений, больших запасов прочности конструктивных элементов, что, естественно, отражается на стоимости продукции. В зависимости от допустимого режима эксплуатации, а также выходных характеристик зарубежные производители подразделяют свою продукцию на несколько серий: хобби (полупрофессиональную), профессиональную и промышленную. О том, чем они принципиально отличаются, мы расскажем далее. Как обеспечивается требуемый режим эксплуатации компрессора? Прежде всего, рассчитывая его объемную производительность, нужно соблюсти правильный баланс между этой важнейшей характеристикой и средним воздухопотреблением. Эти параметры связаны между собой через коэффициент, зависящий от класса компрессора, который больше единицы для компрессоров всех серий. Это означает, что подача компрессора должна быть всегда больше, чем среднее воздухопотребление. Производя сжатого воздуха больше, чем расходуется, компрессор сам создает для себя задел, позволяющий ему время от времени «расслабляться».

Величина запаса по производительности тем больше, чем ниже положение, занимаемое компрессором в «табели о рангах». Отдав предпочтение более дешевой технике (например, полупрофессиональной серии), необходимо заложить в расчеты больший запас по производительности. Функцию хранения запасенного сжатого воздуха выполняет ресивер, а в случае разветвленной пневмосети — также и внутренний объем магистралей. В этом заключается наиважнейшая роль ресивера наряду с демпфированием пиковых нагрузок, сглаживанием пульсаций давления и охлаждением сжатого воздуха. Может сложиться мнение, что чем больше емкость ресивера, тем легче жизнь компрессора. Это мнение ошибочно. Дело в том, что для наполнения ресивера до максимального давления, когда автоматика прессостата отключает компрессор, требуется время, и немалое. При необоснованном увеличении объема ресивера компрессор будет трудиться непрерывно на его восполнение, выходя из допустимого режима работы. Объем ресивера связан как с производительностью компрессора, так и с характером воздухопотребления. По этой причине компрессорная головка одной производительности может комплектоваться ресиверами нескольких типоразмеров, объем которых отличается в несколько раз.

В среднем объем ресивера таков, что компрессор способен наполнить его за 3-4 мин. Если потребности в сжатом воздухе примерно равномерные по времени, то в целях экономии средств можно ограничиться минимальным ресивером. Если возможны пиковые нагрузки, лучше предпочесть больший. Итак, грамотно выбрать компрессор для заданного воздухопотребления означает определить его производительность и объем ресивера таким образом, чтобы при эксплуатации данный компрессор работал в режиме внутрисменного использования, на который он рассчитан. Несоответствие режима работы паспортному значению приводит либо к неэффективному использованию компрессора, либо к сокращению его ресурса и преждевременному выходу из строя. Как упоминалось, поршневых компрессоров, имеющих Кви = 1, в природе не существует. Поэтому, если ваш компрессор на протяжении смены «молотит» без перекуров — это верный признак того, что он подобран неправильно и вскоре выйдет из строя.

Приступая к расчету характеристик компрессора, полезно знать следующее. Масса воздуха, перекачиваемая компрессором в единицу времени, — величина постоянная и зависит от его конструктивных особенностей. Однако производительность принято определять не в массовых, а в объемных величинах, что часто приводит к путанице и ошибкам в расчетах. Дело в том, что воздух, как и другие газы, сжимаем. Это означает, что одна и та же масса воздуха может занимать разный объем в зависимости от давления и температуры. Точная взаимосвязь между этими величинами описывается сложной степенной зависимостью или уравнением политропы. В случае компрессора, наполняющего ресивер, это означает, что с ростом давления в ресивере (на выходе компрессора) его объемная производительность уменьшается. Если объемная подача компрессора — переменная по времени,- какая же цифра указывается в технических характеристиках? Согласно ГОСТ, производительность компрессора — это объем воздуха, выходящий из него, пересчитанный на физические условия всасывания. В большинстве случаев физические условия на входе в компрессор соответствуют нормальным: температура — 20 °С, давление — 1 бар. ГОСТ также допускает возможность отклонения реальных характеристик компрессора от указанных в паспортных данных на величину ±5%. Кстати, на нормальные условия пересчитывают и параметры потребителей сжатого воздуха, чтобы привести их к общему знаменателю с характеристиками источника. Поэтому номинальный расход 100 л/мин означает, что при рабочем давлении пневмоинструмент за минуту потребляет такое количество воздуха, которое при нормальных условиях заняло бы объем, равный 100 литрам.

Зарубежные производители, не знакомые с м наших ГОСТов, определяют производительность своей продукции иначе, что порой приводит к ошибкам. В паспортных данных на импортную технику указывается теоретическая производительность компрессора (производительность по всасыванию). Теоретическая производительность определяется геометрическим объемом воздуха, который поместится в рабочей полости компрессора за один цикл всасывания, умноженный на количество циклов в единицу времени. Она отличается от реальной, выходной, в большую сторону. Отличие учитывается коэффициентом производительности (Кпр), зависящим от условий всасывания и конструктивных особенностей поршневого компрессора — потерь во всасывающих и нагнетательных клапанах, наличия недовытесненного, «мертвого», объема, приводящих к уменьшению наполнения цилиндра.

Для компрессоров профессиональной серии коэффициент производительности может составлять величину от 0,6 до 0,7, причем большие значения соответствуют большей подаче. Различия характеристик, рассчитанных по входу и на выходе, могут достигать существенной величины. Может, это и является причиной того, что лукавые иностранные производители указывают данные по всасыванию, — выглядят они значительно солиднее. В хороших магазинах продавцы, как правило, имеют данные как по входным, так и по выходным характеристикам профессиональных импортных компрессоров. Для продукции бытовой серии таких данных не приводит никто, хотя из практики известно, что реальный «выход» бытовых компрессоров едва ли превышает 50% от заявляемой теоретической производительности. Точный расчет характеристик поршневого компрессора сложен и связан с решением степенных уравнений. Приводимая методика выбора компрессора содержит упрощенные соотношения, которые тем не менее дают небольшую погрешность, и позволяет правильно определить его параметры. Обратите внимание, что в ней определяется теоретическая производительность компрессора (по входу). Чтобы пересчитать полученные данные на «выход» (в случае расчета отечественного компрессора), нужно результат уменьшить на 30-40%. Итак, правильно определив исходные данные и выполнив несколько математических вычислений, можно понять, какими характеристиками должен обладать компрессор. Однако выбирать нужно конкретную технику, а не характеристики.

Номинальные параметры пневмооборудования

Как высчитать производительность компрессора!

Инструмент Бар Расход воздуха, (л/мин) Коэффициент использования, (Ки)

Окрасочный пистолет	3-4	300-400	0,6-0,7
Машинка шлифовальная, полировальная	6,5	350-450	0,6-0,7
Отрезная машинка	—	800-1200	0,5
Обдувочный пистолет	—	150-250	0,2
Пневмозубило	—	150-250	0,3
Угловой гайковерт	—	150-200	0,3
Ударный гайковерт 1/2′	—	400-500	0,2

Методика расчета характеристик компрессора

Расчет воздухопотребления. Определяется состав потребителей сжатого воздуха и их номинальный расход воздуха (Gi). Периодичность работы учитывается применением в расчетах полученного опытным путем коэффициента использования пневмооборудования (Киi), равного отношению длительности их работы к продолжительности смены. G (л/мин) = G1Kи1G2Kи2 …

Расчет теоретической производительности компрессора (по входу). Qвх (л/мин) = Gb, b — коэффициент запаса производительности, зависящий от класса компрессора и максимального давления, определяемый по таблице:

Класс компрессора 10 8 6

Полупрофессиональный	1,7	1,6	1,5
Профессиональный	1,6	1,5	1,4
Промышленный	1,4	1,3	1,2

Чтобы получить значение выходной производительности (необходимо при выборе отечественного компрессора), полученные данные нужно уменьшить на 30-40%.

Определение объема ресивера V (л) = G t Кпр / 60 DP, DP — диапазон регулировки давления в ресивере (мин. значение — 2 бар); t — допустимое время (сек), за которое давление в ресивере падает от максимального до минимального(рекомендуется от 30 сек и более в зависимости от требований к пневмосети); Кпр — коэффициент производительности компрессорной головки (для одноступенчатых — 0,65, для двухступенчатых — 0,75).

Если у вас уже есть компрессор, который не обеспечивает ваши потребности.

Хронометрированием экспериментально определяем наименьшее значение t — время (сек), за которое давление в ресивере падает от максимального до минимального (время между остановом и включением компрессора).

Рассчитываем реальное воздухопотребление по формуле: G = 60 V DP / t Кпр, V — объем ресивера (л); DP — диапазон регулировки давления в ресивере (мин. значение — 2 бар); Кпр — коэффициент производительности компрессорной головки(для одноступенчатых — 0,65, для двухступенчатых — 0,75).

Используя полученные данные, пересчитываем характеристики компрессора согласно методике.

Если у вас уже есть компрессор, который не обеспечивает ваши потребности.

Определите, за какое время импортный компрессор профессиональной серии с Рмаx = 8 бар и производительностью Qвх = 200 л/мин накачает ресивер объемом 100 л до давления 8 бар.

Вариант 1. Если вы не читали статью или делали это невнимательно, вы получите такой, казалось бы, очевидный, но абсолютно неправильный ответ: t = V / Qвх = 100 / 200 = 0,5 (мин). Вариант 2. Если вы усвоили кое-что из прочитанного, то, пересчитав формулу, использовавшуюся для определения объема ресивера, относительно t, получите: t = 60 V DP / Q Кпр = 60 100 8 / 200 0,6 = 400 (сек) = 6,7 (мин) (Кпр принят равным 0,6, так как производительность низкая).

Расчет производительности компрессора

Конструкция компрессора определяет его производительность. Наиболее часто для сжатия воздуха используются поршневые и винтовые аппараты.

Производительность поршневого агрегата

Чтобы рассчитать производительность компрессора, следует учитывать количество пневмоинструмента, который будет к нему подключаться, а также его номинальные характеристики.

Расчет производительности производится по формуле:

Q – общая производительность аппарата;
Q1 – воздухопотребление оборудования подключенного к воздуховоду;
К1 – коэффициент использования инструмента;
0,65 – это приблизительный показатель КПД компрессионной камеры с учетом потерь давления в магистрали;
30% запас производительности.

Например, рабочий расход воздуха у гайковерта (указан в паспорте), равняется 400 л/мин. Значит, Q1 = 400.

Также при использовании данного инструмента неизбежно возникают паузы, которые занимают около 80 % всего рабочего процесса. Значит, коэффициент использования инструмента будет равен 20%, то есть К1 = 0,2.

Подставляем известные значения в формулу: Q = ((400 х 0,2)/ 0,65) 30% = 160. Получается, что для нормальной работы данного гайковерта требуется компрессор с производительностью 160 л/мин.

Если требуется подключить к воздушной магистрали несколько инструментов, например, шлифмашину и дрель, то значения их воздухопотребления суммируются (200 240) и подставляются в вышеприведенную формулу. Но в данном случае, следует учесть коэффициент синхронности, который определяет производительность компрессора при одновременном использовании нескольких инструментов. Обычно для 2 точек потребления сжатого воздуха коэффициент синхронности равен 0,95. Подставив значения в формулу, получим: Q = ((200 240) х 0,2) х 0,95 / 0,65 30% = 167,2 л/мин. Именно такое количество воздуха в минуту компрессору потребуется подавать в систему для обеспечения нормальной работы двух пневмоинструментов.

Производительность винтового компрессора

Это значение можно представить как сумму ограниченных винтами объемов внутри компрессионного блока, которые подаются на выход из него за единицу времени. Рассчитывается производительность по формуле: Qт = l m1 n1 f1 l m2 n2 f2, где:

Qт – производительность агрегата, теоретическая;
I – длина винта компрессионного блока;
m1 – показатель количества заходов, которые делает ведущий винт;
n1 – частота, с которой вращается ведущий винт, с.1 ;
f1 – площадь впадины на ведущем винте, м 2 ;
m2 – показатель количества заходов, которые делает ведомый винт;
n2 – частота, с которой вращается ведомый винт, с.1 ;
f2 – площадь впадины на ведомом винте, м 2.

Если учесть, что m1 n1 = m2 n2 = m n, то формулу можно упростить: Qт = l m n (f1 f2).

В реальности, на действительный расход влияют различные перетечки внутри компрессорного блока и утечки сквозь уплотнители, а также различные энергетические потери. Поэтому он всегда меньше теоретического расхода, и математически учитывается коэффициентом подачи.

Исходя из вышесказанного, действительная производительность определяется по формуле Qд = Qт∙ηп Qп, где:

Производительность компрессора и мощность двигателя

На рис.8.1 приведена принципиальная схема стационарной пневматической установки, оборудованной поршневым компрессором. Как и во всех установках, служащих для перемещения жидкостей (текучего), в составе пневматической установки выделяют два основных элемента: компрессор-гидромашину, в которой механическая энергия преобразуется в пневматическую, и внешнюю пневматическую сеть. систему каналов всасывающего 3 и нагнетательного 5 трубопроводов, при движении по которым воздух частично расходует полученную в компрессоре энергию, обеспечивая необходимый ее запас у потребителя. Процесс преобразования энергий в компрессоре 4 сопровождается выделением тепла, отвод которого осуществляется системой охлаждения 6. По выходе из компрессора нагретый воздух проходит через последующий 7 и конечный 10 охладители. Холодная вода к охладителям подается циркуляционной насосной установкой 11 по системе трубопроводов 12, Нагретая вода по трубопроводу 13 поступает в градирню 14, после охлаждения в которой она снова возвращается в систему отвода тепла пневматической установки.

Атмосферный воздух перед поступлением в компрессор очищается от механических примесей, пройдя через воздухозаборное устройство I и очистную камеру (фильтр) 2. Сжатый воздух проходит очистку в масло-влагоотделителе 3. Для сглаживания пульсаций, возникающих при цикличной подаче сжатого воздуха компрессором, а также для компенсации колебаний воздухопотребления служит воздухосборник 9.

Помимо показанных на схеме элементов в состав пневматической установки входят: привод с системой автоматического управления и регулирования режима работы компрессора; пускорегулирующая, запорная и предохранительная арматура пневматической сети (задвижки, вентили, обратные и предохранительные клапаны, компенсаторы температурных избиений длины трубопроводов и др.); контрольно-измерительная аппаратура; система смазки компрессоров и пр.

Пневматическую установку характеризуют мощность компрессора, его производительность (подача) и давление сжатого воздуха. При одних и тех же массовой и весовой подачах объем и плотность перекачиваемого компрессором сжатого воздуха существенно зависят от его давления. Для того чтобы обеспечить однозначность объемной производительности компрессора, ее принято измерять в единицах объема воздуха при нормальных атмосферных условиях ( p0=1 бар и T0= 238 К).

Если измерена подача Q2 на выходе из компрессора при давлении p2 и температуре Т2 сжатого воздуха, то его производительность в единицах объема нормального атмосферного воздуха будет определяться в соответствии с уравнением Клапейрона:

Объемную производительность компрессоров принято измерять в м 3 /мин, а давление сжатого воздуха в барах (1 бар = 10 5 Па).

На пневматических установках горных предприятий применяют компрессоры объемного и лопастного типов. Объемные компрессоры обеспечивают более высокий к.п.д. при относительно малых подачах пневматических установок (до 100-200 м 3 /мин). Лопастные компрессоры (турбокомпрессоры) более экономичны на установках большой производительности, когда они обеспечивают существенное уменьшение капиталоемкости по сравнению с другими типами компрессоров при достаточно высоком к.п.д.

Помимо поршневых, на карьерных пневматических установках применяют также ротационные объемные компрессоры. пластинчатые, винтовые и водокольцевые. Последние чаще всего используют в качестве вакуум-насосов.

Производительность компрессора, под которой понимается действительный подаваемый им объем воздуха, пересчитанный на условия всасывания, можно определить применительно к поршневому компрессору по размерам цилиндра одной ступени сжатия.

Производительность, отнесенная к условиям всасывания(при давлении и температуре воздуха во всасывающем патрубке) компрессора:

n- скорость вращения вала компрессора, об/мин.

Производительность нормальная Vнар. отнесенная к нормальным условиям (при давлении воздуха р0 =10333 кгс/м 2 и температуре Т=273 0 К. т.е. 0 0 С ), находятся на основании характеристического уравнения для нормального и действительного условий всасывания(при действительном условии – давление рвс. температуре Твс)

(кгсм) отнести к 1м 3 воздуха, то теоретическая мощность компрессора при его производительности Vмин (м 3 /мин) выразится формулой:

Индикаторная мощность компрессора, т.е. действительная мощность, развиваемая в цилиндре компрессора, равна:

— механический к.п.д., учитывающий механические сопротивления от поршня до вала компрессора включительно (потери на трение, при движении поршня в цилиндре, трение в уплотнениях, подшипниках). 0,85. 0,95.

Мощность на валу двигателя компрессора при отсутствии передачи между валами компрессора и двигателя определяется по формуле (8.1). а при наличии передачи в знаменатель необходимо еще ввести ее к.п.д. ,

Значение индикаторного к.п.д. компрессора при расчетах по изотермическому сжатию

Если при определении N принималась теоретическая работа процесса с изотермическим сжатием, то общий к.п.д.

называется изотермическим к.п.д. компрессора и представляет собой отношение теоретической мощности при изотермическом сжатии с мощности на валу компрессора

Определение производительности компрессора

Под производительностью понимается выработку чего-либо за единицу времени. Применительно к компрессорам этим количественным параметром является сжатый воздух или газ. Итак, производительность компрессора это параметр, который определяет, какой объем воздуха/газа он может сжать в единицу времени. Производительность оборудования принято измерять в единицах объема за единицу времени, т.е. в л/мин, м3/мин, м3/ч и т.д. Но все мы знаем, что воздух меняет свой объем при изменении температуры и давления. Это значит, например, что компрессор, установленный у вас в цеху, и тот же компрессор высоко в горах будут иметь разную производительность. Другой пример: тот же компрессор в жаркий день произведет меньший объем сжатого воздуха, чем в холодный. Влажность воздуха также оказывает влияние на производительность компрессора. Вот почему при указании производительности компрессора необходимо также указывать условия (температуру, давление, влажность), при которых эта производительность определяется.

Объемный расход измеряется в м 3 /с (кубические метры в секунду). В случае с воздушным компрессором объемный расход может выражаться в литрах в секунду (л/с). При этом объемный расход. это и есть производительность компрессора и выражается производительность либо в так называемых нормальных литрах в секунду (Нл/с), либо в виде расхода газа свободного выпуска (л/с).

Если попытаться дать точное определение производительности компрессора, то оно будет звучать так: производительность. количество воздуха, выраженное в объемных единицах, подаваемое воздушным компрессором в единицу времени и пересчитанное на условия всасывания. Столь сложная формулировка производительности компрессора обусловлена тем фактором, что при различных начальных условиях (температура и давление) производительность одного и того же компрессора может отличаться. Именно поэтому было принято такое определение производительности, которое позволяет «зафиксировать» объемный расход компрессора на одном значении.

Поршневой компрессор не предназначен для непрерывной работы. Общее время работы компрессора в течение дня зависит от его класса и составляет от 4 до 10 часов. Поэтому, основное, что надо учитывать при выборе. класс компрессора зависит от предполагаемого режима его работы.

Например, расход воздуха у пневмооборудования составляет 100 л/мин, предполагаемое время работы 8 часов в день — какой компрессор выбрать?

Если при выборе компрессора исходить только из требования обеспечить производство 100 л/мин, то для этого подойдут и полупрофессиональный и промышленный компрессоры. Но с учетом того, что время работы 8 часов, необходим промышленный компрессор с ременным приводом.

Максимальное рабочее давление

При выборе максимального рабочего давления руководствуются правилом. давление, создаваемое компрессором, должно быть выше, чем у потребителей сжатого воздуха. Любой компрессор работает следующим образом: накачав воздух до максимального рабочего давления Рmax, компрессор отключается.

Повторное его включение происходит после падения давления до давления включения Pmin. Разница между Рmax и Рmin обычно составляет 2 бар.

Изменение заводских настроек Рmax и Рmin возможно. Реле давления (прессостат). устройство, управляющее включением. выключением компрессора, позволяет изменять как величины Рmax и Рmin (правда, только в меньшую сторону), так и разницу между ними (так называемую «дельту»). Однако лучше не менять заводские настройки реле давления, а для понижения давления устанавливать регуляторы давления (редукторы) непосредственно перед потребителями сжатого воздуха.

Необходимо также учесть, что по пути сжатого воздуха от компрессора до потребителей происходит падение давления. Чем протяженнее магистраль, чем больше в ней местных сопротивлений (запорной арматуры, уголков, тройников, различных фитингов и т.п.), тем падение давления выше. Кроме того, если сравнить два участка трубопровода одинаковой длины с разными диаметрами, например 1/2″ и 3/4″, то в «полдюймовой» трубе падение давления также будет выше. Падение давления происходит и в оборудовании для подготовки воздуха: при прохождении через осушитель на 0,2 бар, а при прохождении каждого их микрофильтров на 0,1. 0,15 бар, причем по мере загрязнения фильтрующего элемента эта величина будет увеличиваться.

Поэтому при выборе максимального рабочего давления следует учитывать особенности конструкции пневматической магистрали и комплектность оборудования для подготовки сжатого воздуха.

Чистота (качество) сжатого воздуха

Атмосферный воздух, всасываемый компрессором, может содержать в 1 м3 до 180 млн. частиц пыли, а масла составляет 0,01. 0,03 мг/м3. При сжатии, например, до 10 бар, концентрация загрязняющих веществ увеличивается в 11 раз и в 1 м3 сжатого воздуха будет содержаться уже более 2 млрд. частиц пыли. Источником загрязнения воздуха является и сам компрессор. в зависимости от типа компрессора в сжатый воздух добавляется 2. 50 мг/м3 частиц масла в виде аэрозоли и пара.

Кроме того, при сжатии воздуха образуется значительное количество конденсата, объем которого в зависимости от производительности компрессора и режима его работы может достигать десятков литров в сутки.

Поэтому, сжатый воздух, производимый поршневым компрессором, обычно подлежит тем

или иным видам подготовки: осушке (удалению влаги) и очистке (удалению масла и твердых частиц).

Подготовка воздуха необходима, даже если используется безмасляный поршневой компрессор. Ведь при отсутствии в сжатом воздухе масла, в нем обязательно содержатся влага и твердые частицы.

Объемный расход воздуха

Существуют два основных метода определения расхода воздуха: экспериментальный и расчетный.

Экспериментальный метод включает в себя:

установку (врезку) на участке пневмосистемы специальной измерительной аппаратуры, позволяющей определить реальный расход воздуха на этом участке;
определение расхода воздуха с помощью хронометрирования – измерения величины падения давления в системе за единицу времени.

Расчет расхода воздуха выполняется на основании паспортных данных пневмооборудования с учетом его загруженности. Как правило, оборудование используется в работе не постоянно, а с определенными перерывами. Поэтому у каждого вида оборудования есть свой, так называемый, коэффициент использования.

Расчет проводится по следующей формуле: Q = Q1k1 Q2k2 Qnkn, гдe Q. общее потребление воздуха. Q1, Q2 Qn. потребление воздуха каждой единицей пневмооборудования. k1, k2. kn. коэффициенты использования оборудования.

Расчет компрессоров. Подбор компрессорного оборудования

Для того чтобы понять насколько рационально и надежно будет работать компрессорное оборудование необходимо сопоставить две величины: величину воздухопотребления и мощность компрессора. Для правильной работы мощность компрессора (производительность) должна перекрывать величину потребления воздуха. Выбор запаса по производительности осуществляется в зависимости от класса приобретаемого компрессора. Если планируется применение оборудования полупрофессиональной серии, то порог должен составлять более 40-50%. Если выбрать надежную профессиональную технику, то его можно уменьшить до 25%.

Расчет производительности и мощности компрессора

где R = 0,287 кДж/(кг К) – газовая постоянная воздуха.

Мощность, потребляемую компрессором, следует определить по выражению

Параметры воздуха за компрессором определяют с учетом следующих условий: воздух сжимается в компрессоре политропно с повышением температуры до величины, которую следует найти по уравнению

где m – показатель политропы, равный 1,7…1,8 при сжатии воздуха в центробежных компрессорах и 1,45…1,6 – в поршневых.

При низком давлении наддува (рк £ 0,135 Мпа) охлаждение воздуха обычно не применяют и температура воздуха в ресивере равна температуре воздуха за компрессором, то есть Тs = Тк. При отсутствии воздухоохладителя давление воздуха в ресивере равно давлению за компрессором, то есть рs = рк.

При повышенном давлении наддува сжатый в компрессоре воздух пропускают через воздухоохладитель и затем направляют в ресивер. Использование воздухоохладителя целесообразно при степени охлаждения воздуха DТs = (Тк – Тs) (10…15) К, а также в случае, если температура воздуха в ресивере Тs превышает температуру Тз.в не менее, чем на 7…10 градусов.

Разность давлений воздуха рк – рs зависит от конструкции охладителя, его загрязненности и расхода воздуха. Гидравлический коэффициент снижения давления воздуха в воздухоохладителе hг.о=рs/рк должен быть не ниже 0,95. Учитывая это условие, следует принимать рк = рs/0,95 Мпа.

Следует определить и коэффициент тепловой эффективности воздухоохладителя hв.о = (Тк – Тs)/(Тк – Тз.в), который согласно требований стандарта должен быть не ниже 0,7. Вместе с тем из условий ограничения площади поверхности теплообмена и габаритов воздухоохладителя, а также предотвращения конденсации водяных паров на поверхностях температура воздуха в ресивере Тs должна находиться в пределах 310…320 К и, по крайней мере, быть на 5 – 10 градусов выше точки росы при заданных давлении наддувочного воздуха и степени влажности.

[spoiler title=»Sources:»]https://rosatmos.ru/blog/2019/02/01/kak-poschitat-proizvoditielnost-kompriessora/
https://guide.directindustry.com/ru/kak-pravilno-vybrat-vozdushnyj-kompressor/
https://www.elintechno.ru/stati/kompressornoe-oborudovanie/kak-pravilno-opredelit-proizvoditelnost-kompressora-raschet-proizvoditelnosti-kompressora/
https://stankoinkom.ru/kak-rasschitat-harakteristiki-porshnevogo-kompressora.html
https://remezaplus.ru/news/kakoy-kompressor-vybrat-i-chem-oni-otlichayutsya/
https://students-library.com/library/read/113223-laboratornaa-rabota-8-ispytanie-porsnevogo-kompressora
https://parangonv.ru/info/articles/2015/podbor_kompressora_dlya_svoego_proizvodstva/
https://tehnika.expert/dlya-sada/kompressor/vybor-dlya-garazha.html
https://studopedia.ru/2_19164_proizvoditelnost-kompressora-i-moshchnost-dvigatelya.html
http://gk-ntc.ru/novosti-i-akcii/proizvoditelnost-kompressora-po-vsasyvaniyu-i-nagnetaniyu-ulovki-proizvoditelej-kak-vybrat-kompressor/
https://kompressor-centr.ru/stati/raschet-dlya-podbora-porshnevogo-kompressora/
https://separett.su/info/raschet-resivera-dlya-szhatogo-vozduha.html
https://studopedia.ru/11_255456_raschet-proizvoditelnosti-i-moshchnosti-kompressora.html [/spoiler]