Как проверить производительность компрессора на выходе

Содержание

Обозначение производительности компрессора: IUPAC, ГОСТ 2939-63, FAD

Как производители обычно указывают производительность компрессоров в собственных прекрасных глянцевых каталогах? Какую производительность реально ждать от компрессора?

Производительность указывается в так именуемых «Нормальных кубических метрах в час (минутку)» – Nm 3 /h, Nm 3 /min. Под буковкой «N» предполагаются «нормальные условия», установленные Интернациональным Союзом Теоретической и Прикладной Химии (IUPAC) — температура 0°С, абсолютное давление 101325 Па (760 мм рт. ст.), относительная влажность 0%. В Рф продолжает действовать ГОСТ 2939-63 «Газы. Условия для определения объема», согласно которому объем газов должен приводиться к последующим условиям: температура 20°С, абсолютное давление 101325 Па, относительная влажность 0%. Это значит последующее: встретив обозначение Nm 3 /h, можно с уверенностью сказать, что это производительность, приведенная к «нормальным условиям», установленным IUPAC. Встретив такое же обозначение на российском языке Нм 3 /ч, совершенно точно сказать, какие из «нормальных условий» ( ГОСТ либо IUPAC) предполагаются становится трудно. Этот вопрос нужно непременно уточнить у менеджеров поставляющей организации при выборе оборудования!

Нередко забугорные изготовители компрессоров указывают производительность компрессора в m 3 /h (m 3 /min) FAD при определенном выходном давлении. Что все-таки значит аббревиатура FAD? Это не что другое, как сокращение от «Free Air Delivery» либо «Подача Атмосферного Воздуха». Очень нередко встречается пояснение, что это производительность компрессора, приведенная к условиям всасывания, которые непременно при всем этом указываются. Другими словами, производительность по FAD – это количество сжатого компрессором атмосферного воздуха за единицу времени при данных критериях на входе.

Как посчитать производительность компрессора на выходе

Итак, Вы решили приобрести компрессор. Но какой конкретно избрать, чтоб он удовлетворил все потребности и в то же время не превосходил их, чтоб не переплачивать за агрегат, ресурсы которого Вы не будете использовать даже наполовину?

В этой статье мы попытаемся раскрыть все главные свойства для правильного выбора компрессора, ответить на важнейшие вопросы. Давайте разложим все по шагам:

Шаг 1 Выбираем тип компрессора

По технологии сжатия воздуха наибольшее распространение в мире получили – поршневые и винтообразные компрессоры. Если требуется мобильность (работа на стройке, на улице) при всем этом потребность в воздухе не очень большая, то имеет смысл направить внимание на поршневые компрессоры. Если же есть потребность в неизменной подаче воздуха и предполагаются насыщенные работы следует избрать винтообразной компрессор.

В безмасляных коаксиальных компрессорах поршневая группа сделана из особых материалов, благодаря которым существенно сокращается коэффициент трения. Эти компрессоры обычно владеют низкой ценой, потому что прямой привод прост в обслуживании и менее затратен в производстве.

В масляных коаксиальных компрессорах все внутренние детали поршневой группы смазываются маслом. Масло служит для предотвращения прямого контакта «металл-металл» передвигающихся частей, оно образует пленку меж ними и существенно уменьшает трение.

В ременных компрессорах использу- ется ременной привод от электродвигателя к шкиву, крутящему маховик компрессорной головки. Маховик позволяет компрессорной головке работать с наименьшей частотой, чем движок, что наращивает ее ресурс. Маховик также употребляется для воз- душноватого остывания компрессорной головки во время работы.

Винтообразной компрессор нагнетает воздух поочередно средством винтообразной пары, которая крутится в резервуаре с маслом. Это обеспечивает маленький коэффициент трения и действенный теплоотвод от рабочей зоны. Масляный клин делает хорошие условия для сжатия воздуха.

На выходе выходит незапятнанный воздух, без вкраплений масла. Низкая цена.

Высочайшая производительность. Легкие в управлении и обслуживании.

Владеют завышенным ресурсом, также высочайшим КПД.

Обеспечивают круглосуточный режим работы. Владеют высочайшей производительностью и малым уровнем шума.

Не рассчитаны на долгие нагрузки. Имеют ограниченный ресурс.

Требуют поддержания уровня масла. Созданы для повторяющегося использования.

Пример ориентировочного рассчета производительности в таблице:

Производитель- ность, л/мин

Нужное давление, бар

Наибольшие ТРЕБОВАНИЯ ПО ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ – У ПНЕВМОШЛИФМАШИНЫ

  • Расчет подходящей производительности компрессора будет выполняться по ней:
  • 103 л/мин 20% = 123,6 л/мин – нужная производительность пневмоинструмента
  • Использовать компрессор планируется периодчески, потому рассматриваются коаксиальные компрессоры с КПД = 0,65.
  • Расчет производительности компрессора на входе: 123,6 ÷ 0,65 = 190,15 л/мин.
  • Требуемое давление компрессора – 8 бар, потому что нужно давление – 6 бар для пневмошлифмашины.

ТРЕБОВАНИЯ К КОМПРЕССОРУ: давление – 8 бар, производительность – не меньше 190 л/мин.

Шаг 2 Рассчитываем производительность компрессора

В паспорте компрессора обычно указывается производительность на входе. Это значение необходимо помножить на КПД.

0,65. Для поршневых ременных компрессоров КПД

Производительность компрессора = Паспортная производительность на входе КПД. Обусловьте, какой из планируемых к подключению пневмоинструментов имеет наивысшую производительность (указана в паспорте изделия). К значению наибольшей паспортной производительности необходимо прибавить 20% нужного припаса. ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ КОМПРЕССОРА ДОЛЖНА БЫТЬ БОЛЬШЕ, ЧЕМ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ ПНЕВМОИНСТРУМЕНТА.

Шаг 3 Определяем нужное рабочее давление

Накачав воздух до наибольшего рабочего давления (Pmax), компрессор отключается. Повторный пуск происходит после падения давления до уровня давления включения (Pmin). Разница меж Pmax и Pmin, обычно, составляет 2 бара. Другими словами у компрессоров с Pmax = 8 и 10 бар, Pmin, обычно, составляет 6 и 8 бар соответственно. Pmin = Pmax – 2 бара. Pmin КОМПРЕССОРА ДОЛЖНО БЫТЬ БОЛЬШЕ Нужного ДАВЛЕНИЯ ДЛЯ ПНЕВМОИНСТРУМЕНТА. ДАВЛЕНИЕ, НЕОБХОДИМОЕ ДЛЯ НОРМАЛЬНОЙ РАБОТЫ, УКАЗАНО В ПАСПОРТЕ ПНЕВМОИНСТРУМЕНТА.

Шаг 4 Выбираем объем ресивера

Одной из основных функций ресивера является снижение частоты перезапуска компрессора и предоставление времени для остывания компрессорной головки. Коаксиальные компрессоры обычно имеют ресиверы объемом 24/50 л, ременные компрессоры – 50/100 л. Мощные ременные компрессоры, используемые на производстве, имеют ресиверы 270/500 л. Если есть возможность, пред- почтительнее выбрать больший объем ресивера. Ресивер увеличенного объема лучше снижает пульсацию давления воздуха, позволяет выдерживать большие пиковые нагрузки, делает систему подачи воздуха более гибкой к разным режимам работы.

ПО ВОЗМОЖНОСТИ НУЖНО ВЫБИРАТЬ РЕСИВЕР БОЛЬШЕГО РАЗМЕРА.

Производитель- ность, л/мин

Необходимое давление, бар

Для расчета производительности компрессора мы рекомендуем использовать следующую простейшую формулу:

Формула расчета производительности компрессора

P2 — максимальное / конечное рабочее давление в баллонах (бар или МПа изб)

P1 — начальное рабочее давление в баллонах (бар или МПа изб). Обычно равно 0, так как заправляемые баллоны, как правило, пустые.

tчас — время, за которое должны быть заправлены баллоны с начального давления до нужного вам значения (час)

Эта формула используется в тех случаях, когда вам необходимо выбрать производительность компрессора для заправки баллонов высокого давления.

Все вопросы, связанные с подбором компрессоров для заправки баллонов высокого давления, можно обсудить с нашим специалистом, позвонив по телефону:

Также можно отправить запрос по электронной почте:

Прокомментировать эту статью или задать вопрос можно в форме ниже.

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%.

Как рассчитать производительность компрессора на выходе

Теперь несколько слов о ресивере. Его основные функции следующие:.хранение запасенного сжатого воздуха;-сглаживание воздушных пульсаций;-охлаждение сжатого воздуха.

Может сложиться впечатление, что чем больше ресивер, тем легче живется компрессору. Этот же миф может иметь и другую интерпретацию: чем больше ресивер, тем лучше, и так далее. В любом случае, все эти суждения ошибочны. Дело в том, что до того момента, когда ресивер наполняется до максимального давления и автоматика отключает компрессор, должно пройти время, и немалое. И если необоснованно увеличить объем ресивера, компрессор будет работать без перекура слишком долго, что, скорее всего, приведет к его преждевременному выходу из строя.

И наоборот: если объем ресивера меньше положенного, компрессор будет включаться слишком часто, что также не есть хорошо.

Изучая каталоги компрессорного оборудования можно заметить, что компрессоры одинаковой производительности часто комплектуются ресиверами различных объемов. Почему так? Потому, что объем ресивера зависит не только от производительности компрессора, но и от характера воздухопотребления. Поэтому если расход воздуха примерно равномерный по времени, то в целях экономии средств можно выбрать ресивер минимального объема. Если имеют место пиковые нагрузки, лучше взять больший.

В среднем объем ресивера должен быть таким, чтобы компрессор наполнял его за 3-4 мин.

Вывод: грамотно подобранный компрессор — это компрессор с такими производительностью и объемом ресивера, которые позволяют данному компрессору работать в режиме внутрисменного использования, на который тот рассчитан.

Производительность компрессора: на входе или на выходе?

READ  Инструмент и приспособления для сборки мебели

Широко распространенной ошибкой на практике является неправильное понимание величины производительности компрессора, что часто приводит к путанице и ошибкам в расчетах.

Прежде всего отметим, что производительность компрессора принято определять в объемных величинах. Но вся штука в том, что в зависимости от давления и температуры, одна и та же масса воздуха может занимать разный объем. Иными словами, с ростом давления на выходе компрессора его объемная производительность уменьшается.

Поскольку объемная производительность компрессора — величина непостоянная, зависящая от начальных условий всасывания, то очевидно, что для определения реальной производительности компрессора эти условия (давление и температуру) нужно обязательно учитывать.

Об этом говорит и ГОСТ, согласно которому производительность компрессора — это объем воздуха на выходе из него, пересчитанный на начальные условия всасывания.

Как правило, производительность указывается для нормальных условий, при которых атмосферное давление составляет 1 бар, а температура — 20 °С. Сама же производительность выражается в нормальных кубических метрах (или литрах) в единицу времени: м³/мин, м³/ч, л/с, л/мин.

Иными словами, производительность 500 л/мин для нормальных условий означает, что компрессор за минуту вырабатывает такое количество воздуха, которое при температуре окружающего воздуха 20°С и давлении 1 бар занимает объем 500 л.

Все это, конечно, хорошо, но зарубежные производители не знакомы с м наших ГОСТов, и производительность своей продукции они определяют несколько иначе. В технических характеристиках на свою продукцию они указывают теоретическую производительность компрессора (производительность на входе).

Теоретической эта величина называется не случайно, поскольку она отличается от реальной, выходной производительности весьма значительно (в большую сторону). Может, из-за этого иностранные производители и указывают данные именно по всасыванию, — выглядят то они гораздо более солидно.

Из-за чего такая разница между реальной и теоретической производительностью? Из-за потерь во всасывающих и нагнетательных клапанах, а также наличия недовытесненного сжатого воздуха в так называемом мертвом пространстве (зазоре между поршнем в крайнем верхнем положении и клапанной группой), приводящих к уменьшению наполнения цилиндра и снижению производительности компрессора. Это снижение определяется коэффициентом производительности компрессорной головки (Кпр).

Этот коэффициент составляет:для полупрофессиональных компрессоров — 0,55;профессиональных — 0,65;промышленных — 0,65 (для одноступенчатых) и 0,75 (для двухступенчатых).

Воспользовавшись этими значениями, мы можем прикинуть, какова реальная производительность компрессора. Например, если для компрессора полупрофессиональной серии в каталоге указана теоретическая производительность 200 л/мин, тогда реальная его производительность составит 200 0,55 = 110 л/мин.

В хорошем магазине, как правило, вам могут подсказать данные как по входным, так и по выходным характеристикам компрессоров.

Вывод: в технических характеристиках на импортные компрессоры указывается производительность по всасыванию, то есть на входе в компрессор. Это значение нельзя понимать как реальную производительность компрессора на выходе — она не учитывает его конструктивные особенности и КПД.

Ну а теперь самое время вооружиться калькулятором и приступить к расчетам.

Стоит отметить, что точный расчет характеристик поршневого компрессора сложен и связан с решением степенных уравнений. Методика, по которой будем считать мы, содержит упрощенные соотношения. Они, хоть и дают небольшую погрешность, но, тем не менее, позволяют в целом правильно определить характеристики 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.

Аренда компрессорного оборудования перед покупкой

Каковы основные преимущества аренды? Очень удобно использование аренды оборудования и в случае, когда необходимо ознакомиться с новой технологией, да и просто с оборудованием, которое компания намерена приобрести в собственность. Испробовать технику в работе, изучить сильные и, возможно, слабые стороны перед покупкой – это уникальная возможность удостовериться в правильности выбора техники.

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

Первый шаг при выборе компрессорной станции. Рабочее давление.

В борьбе за снижение условно-постоянных затрат предприятия по компрессорам пролегает первая леска фронта. Чтобы механизм производства функционировал, компрессор должен работать и выдавать сжатый воздух, даже тогда, когда работает 10% от производственных мощностей. Отсюда колоссальный потенциал сбережений средств, которые необходимо тратить на электропитание компрессорной станции. Не секрет, что сжатый воздух является, пожалуй, одним из самых дорогих энергоносителей.

Один из наиболее важных параметров определяющих как выбор компрессора, так и выбор схемы передачи воздуха.

Стандартные расчетные условия для осушителей сжатого воздуха. Как правильно рассчитать осушитель?

Осушители воздуха используются не во всех компрессорах, во-первых, только в электрических, во- вторых если потребителю нужен сухой воздух, а это зависит от оборудования, которое от них запитывается. Для запитки азотных генераторов, в оптике, химии, электронике обычно ставятся осушители сжатого воздуха.

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%.

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.
READ  Как сделать лобзик своими руками

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%.

НПП Ковинт

Как производитель компрессоров может обхитрить покупателя и завысить реальные значения производительности?

Большинство покупателей при поиске компрессорного оборудования ориентируются на понятие «производительность компрессора».

Но далеко не все из них знают о нюансах, которые скрываются за этим простым термином.

В этой статье мы расскажем о всех особенностях термина «производительность компрессора», чтобы вы могли избежать возможных ошибок при выборе оборудования.

Под «производительностью» мы понимаем произ­водство «чего-либо» за единицу времени. Применительно к компрессорному оборудованию этим «чем-то» является сжатый воздух или газ. Здесь мы будем говорить именно о сжатом воздухе, как о наиболее распространенном продукте в области компрессорной техники (хотя все сказанное, в равной мере, относится и к другим газам).

Производительность компрессора — это параметр, который определяет, какой объем воздуха/газа он может сжать в единицу времени.

Производительность компрессора принято измерять в «единицах объема за единицу времени», т.е. в л/мин, м 3 /мин, м 3 /ч и т.д.

Но все мы знаем, что воздух меняет свой объем при изменении температуры и давления.

Это означает, например, что компрессор, установленный на берегу моря (где атмосферное давление и, соответственно, плотность воздуха выше) будет иметь бо́льшую производительность, чем тот же компрессор, установленный высоко в горах.

Или другой пример: один и тот же компрессор в жаркий день доставит потребителю меньший объем сжатого воздуха, чем в холодный.

Кроме того, 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.

Обозначение производительности компрессора

Давайте теперь разберемся, как изготовители компрессоров обычно указывают производительность своих изделий.

Производительность указывается в так называемых «нормаль­ных» кубических метрах в час (минуту) – Nm 3 /h, Nm 3 /min. Под буквой «N» подразумеваются «нормальные условия», установлен­ные Международным Союзом Теоретической и Прикладной Химии (IUPAC) температура 0°С, абсолютное давление 101325 Па (760 мм рт. ст.), относительная влажность 0%.

Тут следует сделать оговорку – в России продолжает действовать ГОСТ 2939-63 «Газы. Условия для определения объема», согласно которому объем газов должен приводиться к следующим условиям: температура 20°С, абсолютное давление 101325 Па, относительная влажность 0%. Это означает следующее:

  • встретив обозначение Nm 3 /h, можно с уверенностью сказать, что это производительность, приведенная к «нормальным условиям», установленным IUPAC;
  • встретив такое же обозначение на русском языке нм 3 /ч, однозначно сказать, какие из «нормальных условий» (российские ГОСТ или международные IUPAC) подразуме­ваются в данном конкретном случае уже нельзя.

Если такую единицу измерения мы встретим в описании импортного компрессора (т.е. переведенном на русский язык), то это «нормальные условия» UIPAC.

Если же такая единица измерения встречается в описании компрессора отечественного производства или в техническом задании, то варианта может быть два – либо производитель (заказчик) придерживается российских стандартов и это «нормальные условия» по ГОСТ, либо производитель (заказчик) «шагает в ногу со временем J» и это «нормальные условия» по международным стандартам.

Этот вопрос необходимо обязательно уточнить! Почему это так важно, мы увидим чуть дальше.

Что означает аббревиатура FAD при указании производительности?

Очень многие зарубежные изготовители компрессорного обору­дования указывают производительность компрессора в m 3 /h (m 3 /min) FAD при определенном выходном давлении.

Это не что иное, как сокращение от «Free Air Delivery» или «Подача Атмосферного Воздуха». Очень часто встречается пояснение, что это производительность компрессора, приведенная к условиям всасывания, которые обязательно при этом указываются.

Иными словами, производительность по FAD – это количество сжатого компрессором атмосферного воздуха за единицу времени при заданных условиях на входе.

Различия производительности Nm 3 /h и в m 3 /h FAD.

Теперь попробуем разобраться, как соотносятся между собой производительности, указанные в Nm 3 /h и в m 3 /h FAD.

Тут нам придется освежить в памяти некоторые знания, полученные в школе :).

Если считать воздух идеальным газом (это можно сделать при приблизительных расчетах производительности), то справедливо следующее выражение:

где P1, V1, T1 – давление, объем и температура воздуха на входе в компрессор (условия всасывания),

P2, V2, T2 – давление, объем и температура воздуха на выходе из компрессора (условия нагнетания),

Нет ничего страшного в том, что мы здесь говорим «объем», а не «производитель­ность». Ведь «производительность» это «объем» воздуха, сжатый компрессором за «единицу времени».

Из выражения, приведенного выше, легко можно получить следующее:

В этом выражении индексы 1 и 2 не обязательно указывают на «вход» и «выход» компрессора. Это просто разные условия состояния воздуха.

Добавив в данное выражение значение интервала времени, получим аналогичное выражение, но уже для производительности:

где Q1 и Q2 – производительность при различных условиях.

Теперь обозначим индексом N параметры, относящиеся к нормальным условиям, а индексом FAD параметры определения производительности FAD:

Подставим в полученное выражение параметры для нормальных условий и условий FAD, которые указал производитель компрессора (они, как правило, перечислены в сноске к таблице характеристик компрессора, например, температура 20°С, абсолютное давление 1 бар = 100000 Па).

Не забываем при этом, что температуру следует указывать не в °С, а в °К – градусах Кельвина, (°С 273):

Итак, даже используя простейшую формулу пересчета, мы получили очень важный результат:

Производительность компрессора, приведенная к нормальным условиям (760 мм рт. ст., 0°С), на 8% меньше производительности, приведенной к условиям всасывания (1 бар, 20°С).

Что же это означает на практике?

Предположим, вам требуется подобрать компрессор с производительностью 150 Nm 3 /h в модельном ряду какого-то определенного зарубежного производителя. Вы находите компрессор с производительностью 155 m 3 /h, но не обращаете внимания на условия, для которых эта производительность указывается.

Вас все устраивает, совершается покупка. И только после ввода компрессора в эксплуатацию оказывается, что его производительность указана для условий 1 бар, 20 °С. А производительность при нормальных условиях: 155 × 0,92 = 142,6 Nm 3 /h.

Это может стать катастрофой!

Производительности компрессора может не хватить для нормальной работы установленного оборудования!

Есть еще один момент, который следует учитывать при подборе компрессора.

Производительность зарубежных компрессоров, как правило, определяется и указывается в соответствии с приложением С стандарта ISO1217.

В этом приложении есть интересная таблица:

Объемная производительность при заданных условиях

Максимально допустимые отклонения объемной производительности

Максимально допустимые отклонения потребляемой мощности

ВНИМАНИЕ: приведенные в данной таблице допуски включают в себя производственные допуски при изготовлении компрессоров и допуски на точность измерений при тестировании.

Рассмотрим пример: в характеристиках компрессора указана производительность FAD 13,74 м 3 /мин. а потребляемая мощность 96,39 кВт.

В соответствии с таблицей, реальная производительность может отличаться от заявленной на ± 5%, т.е. находиться в пределах от 13,05 до 14,43 м 3 /мин.

проверить, производительность, компрессор, выход

То же касается и потребляемой мощности. Отклонение ± 6% дает нам интервал от 91,57 до 101,21 кВт.

Согласитесь, «разброс» почти в 1,5 м 3 /мин и 10 кВт является довольно ощутимым.

Какие же можно сделать выводы из всего вышесказанного?

При подборе компрессорного оборудования обязательно уточняйте, для каких условий указана его производительность.

проверить, производительность, компрессор, выход

Так как при измерении производительности и потребляемой мощности компрессора допускается погрешность, всегда ориентируйтесь на худший вариант (минимальная производительность и максимальная потребляемая мощность).

Соответственно, выбирайте производительность компрессора с запасом.

В данной статье мы не затрагивали тему содержания влаги во всасываемом компрессором воздухе, чтобы не усложнять приведенные выше простейшие расчеты.

Надеемся, что эта небольшая статья поможет вам избежать ошибок при подборе компрессорного оборудования.

Все возникшие вопросы вы можете задать в форме ниже. Мы ответим в течение 1-2 рабочих дней.

Рабочее давление компрессора

Эту характеристику вообще можно назвать основополагающей, так как она отражает основную функцию компрессора сжимать газ, что приводит к повышению его давления. Развиваемое компрессором давление обычно измеряться в Паскалях (Па), барах (бар) или атмосферах (атм), но также могут быть использованы миллиметры ртутного столба (мм рт. ст.), килограмм-сила на квадратный сантиметр (кгс/см 2 ) или фунт на квадратный дюйм (PSI). Наиболее распространены единицы измерения Па и бар, которые соотносятся следующим образом 1 бар = 0,1 МПа. Также рабочее давление подразделяют на избыточное (Pизб) и абсолютное (Pабс). Их значения отличаются на величину атмосферного давления (Pатм) и связаны соотношением Ризб = Рабс. Ратм.

При выборе компрессора нужно иметь ввиду тот факт, что создаваемое устройством давление постепенно снижается по пути к рабочему инструменту или аппарату. Падение давления может происходить на протяжении всего газопровода и в так называемых местных сопротивлениях: клапанах, изгибах газопровода, задвижках и т.д. Рабочее давление компрессора должно покрывать все потери на пути к потребителю и на выходе соответствовать предъявляемым требованиями.

В отдельных случаях важным условием могут быть условия подачи сжатого газа. Так поршневые компрессоры в силу своей конструкции создают пульсирующий поток сжатого газа, в то время как в винтовых компрессорах сжатие среды происходит равномерно без колебаний во времени. В таких случаях, например, как напыление лаков и красок, равномерность подачи является важным условием корректной работы. Снижение пульсаций давления компрессора может быть достигнуто различными способами. Так поршневые компрессоры могут иметь несколько рабочих камер, циклы работы которых смещены во времени относительно друг друга, за счет чего происходит частичное сглаживание суммарного потока. Однако чаще используется устройство под названием ресивер сосуд, в котором происходит накопление сжатого газа, поступающего из компрессора, что позволяет почти полностью исключить пульсацию исходящего из него потока газа.

READ  Как подобрать пусковой конденсатор для компрессора кондиционера

В зависимости от развиваемого давления компрессоры делятся на:

  • вакуумные (разрежение более 0,05 МПа);
  • низкого давления (от 0,15 до 1,2 МПа);
  • среднего давления (от 1,2 до 10 МПа);
  • высокого давления (от 10 до 100 МПа);
  • сверхвысокого давления (более 100 МПа).

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

Расчет производительности компрессора на выходе. Почему компрессор слабый?

Часто при выборе компрессора, к примеру, для работы с хоппер ковшом, мы видим, что в технических характеристиках производители указывают производительность только на входе компрессора. Т.е на шильдике к примеру пишут производительность 400 л/мин. А так ли это на самом деле? Как бы странно это ни звучало, но и да, и нет. Давайте разбираться.

Характеристика на входе рассчитывается производителем исходя из полезного объёма цилиндра(ов) и количества оборотов двигателя в минуту. Проще говоря если рассматривать литры в минуту, то это значит, сколько оборотов сделал двигатель, столько раз поршень выдавил из цилиндра весь его объём в течении минуты. И этот расчёт будет верен только при нулевом давлении в ресивере, когда сжатый воздух не накапливается в нём, а просто выходит в атмосферу. Но воздух, накапливаясь в ресивере, создаёт избыточное давление и чем оно выше, тем ниже производительность на выходе. В реальности она может колебаться от.25 до.55%, от заявленной на входе. Более того в зависимости от влажности и температуры окружающей среды производительность одного и того же компрессора может отклоняться в большую или меньшую сторону. Также на этот показатель влияет степень засорения воздушных фильтров.

Так как же высчитать реальную производительность на выходе? Увы, узнать это можно только когда у вас будет возможность включить компрессор. Рассчитывается она так:

РатмVл/ Тмин= производительность на выходе л/мин

Где: Ратм – максимальное давление компрессора

Тмин –время работы в минутах которое потратит компрессор на накачку ресивера от 0 до 8 (10)атмосфер

Для наглядности мы провели замеры на поршневых компрессорах с прямым приводом, с одним и двумя цилиндрами.

Первый одноцилиндровый компрессор торговой марки «ENHEL» с объёмом ресивера 24л., на входе 206л/мин, 8 атм. накачивает ресивер от 0 до 8 атм за 1 минуту 23 секунды. Сначала переведём секунды в обычное число 23/60= 0,383мин., прибавляем 1 минуту, получается 1,383мин. (можно также перевести все время в секунды и разделить на 60, к примеру (6023)/60=1,383 )

Далее подставляем формулу 824/1,383=138,8 л/мин. Это и есть реальная производительность на выходе на 8 атм. Как видно заявленная на входе производитель 206 л/мин. по факту оказалась.33% ,что кстати является очень хорошим показателем.

Второй двух цилиндровый компрессор «ECO» 70л, 440 л/мин. также на 8 атм., показал достаточно неожиданный результат. От 0 до 8 атм. Компрессор накачал за 2 минуты 34 секунды 870/ (154/60) =218,2 л/мин. Т.е. на 8 атм разница меду производительностью на входе и выходе составила.50%.

Воздушный компрессор. Тест реальной производительности (3/3)

Как видите, не факт, что удвоенные показатели производительности на входе дадут также удвоенные показатели на выходе. Поэтому ещё раз повторюсь, узнать реальную производительность на выходе можно только включив компрессор и сделав контрольные замеры.

Стоит отметить также тот факт, что установка дополнительных фильтров, сепараторов, маслоотделителей и других элементов, может дополнительно снижать давление на выходе компрессора, что косвенно влияет на его производительность. И если, к примеру, для покраски автомобилей это оправдано, то дополнительные фильтры при работе с хоппер ковшом будут только мешать его работе.

Также часто задают вопрос должна ли производительность быть выше потребления. В идеале это было бы очень хорошо, т.к. чем она больше, тем комфортнее и быстрее идёт работа. Но по факту это не всегда оправдано. Всё зависит от того в каком темпе вы работаете. Если вы работаете степенно и не спеша, при этом компрессор успевает отдыхать некоторое время, то можно работать и с небольшим компрессором

Как увеличить производительность 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%.