ポピュラーサイエンス: エアコンプレッサーの計算式と原理!

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エアコンプレッサーの計算式と原理!

エアコンプレッサーの現役エンジニアとして、会社の製品性能を理解することに加えて、この記事に含まれるいくつかの計算も不可欠です。そうでないと、あなたの専門的経歴が非常に薄れてしまいます。

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(回路図。記事内の特定の製品には対応しません)

1.「標準正方形」と「立方体」の単位換算の導出
1Nm3/min(標準角)s1.07m3/min
では、この変換はどのようにして起こったのでしょうか?標準正方形と立方体の定義について:
pV=nRT
2 つの状態では、圧力、物質の量、および定数は同じで、違いは温度 (熱力学温度 K) だけです。Vi/Ti=V2/T2 (つまり、ゲイ リュサックの法則)
仮定: V1、Ti は標準立方体、V2、T2 は立方体
すると、V1:V2=Ti:T2となります。
つまり、Vi:Vz=273:293
つまり: Vis1.07V2
結果: 1Nm3/分1.07m3/分

次に、エアコンプレッサーの燃料消費量を計算してみます。
250kW、8kg、排気量40m3/min、油分3PPMのエアコンプレッサーを1000時間運転すると理論上何リットルのオイルを消費しますか?
答え:
毎分立方メートルあたりの燃料消費量:
3x 1.2=36mg/m3
、毎分 40 立方メートルの燃料消費量:
40×3.6/1000=0.144g
1000時間走行後の燃料消費量:
-1000x60x0.144=8640g=8.64kg
体積換算 8.64/0.8=10.8L
(潤滑油の必須度は約0.8)
上記は理論上の燃料消費量にすぎません。実際にはこの値よりも大きくなります (オイルセパレーターコアフィルターは減少し続けます)。4000 時間に基づいて計算すると、40 立方体のエアコンプレッサーは少なくとも 40 リットル (2 バレル) 稼働します。油の。通常、40 平方メートルのエアコンプレッサーのメンテナンスごとに約 10 ~ 12 バレル (18 リットル/バレル) の燃料が補給され、燃料消費量は約 20% になります。

3. プラトーガス量の計算
平地から平地までのエアコンプレッサーの変位を計算します。
引用式:
V1/V2=R2/R1
V1=平野部の空気量、V2=高原部の空気量
R1=プレーンの圧縮率、R2=プラトーの圧縮率
例: エアコンプレッサーは 110kW、排気圧力は 8bar、体積流量は 20m3/min です。このモデルの高度 2000 メートルでの変位はいくらですか?高度に応じた気圧表を参照してください)
解決策: 式 V1/V2= R2/R1 による
(ラベル 1 はプレーン、2 はプラトー)
V2=ViR1/R2R1=9/1=9
R2=(8+0.85)/0.85=10.4
V2=20×9/10.4=17.3m3/min
すると、この機種の排気量は標高2000mで17.3m3/minなので、このエアコンプレッサーを高原地帯で使用すると排気量が大幅に減衰することになります。
したがって、高原地域のお客様が一定量の圧縮空気を必要とする場合、当社のエアコンプレッサーの排気量が高地減衰後の要件を満たせるかどうかに注意を払う必要があります。
同時に、ニーズを提示する多くの顧客、特に設計機関によって設計された顧客は常に Nm3/min の単位を使用することを好み、計算前の変換に注意を払う必要があります。

4. エアコンプレッサーの充填時間の計算
エアコンプレッサーがタンクを満タンにするのにどれくらい時間がかかりますか?この計算はあまり役に立ちませんが、非常に不正確であり、せいぜい近似にしかすぎません。ただし、多くのユーザーはエアコンプレッサーの実際の変位に疑問を抱いてこの方法を試してみたいと考えているため、この計算には依然として多くのシナリオが存在します。
1 つ目はこの計算の原理です。実際には、これは 2 つの気体の状態の体積変換です。2 つ目は、計算誤差が大きい理由です。まず、温度などの必要なデータを現場で測定する条件がないため、無視するしかありません。第二に、充填ステータスへの切り替えなど、測定の実際の操作性が正確ではありません。
ただし、それでも必要な場合は、どのような計算方法があるかを知る必要があります。
例: 10m3/分、8bar のエアコンプレッサーが 2m3 のガス貯蔵タンクを充填するのにどのくらい時間がかかりますか?説明: いっぱいとは何ですか?つまり、エアコンプレッサーは2立方メートルのガス貯蔵庫に接続されており、ガス貯蔵庫の排気端バルブはエアコンプレッサーが8バールに達するまで閉じてアンロードし、ガス貯蔵ボックスのゲージ圧も8バールになります。 。この時間はどのくらいかかりますか?注: この時間は、エアコンプレッサーの負荷開始からカウントする必要があり、以前のスターデルタ変換やインバーターの周波数アップコンバートのプロセスを含めることはできません。このため、現場で実際に受けた損害は正確ではありません。エアコンプレッサーに接続されたパイプラインにバイパスがある場合、エアコンプレッサーが完全に負荷され、空気貯蔵タンクを充填するためにパイプラインにすぐに切り替えられた場合、誤差は小さくなります。
まず最も簡単な方法 (推定) :
温度に関係なく:
piVi=pzVz (ボイル・マリオの法則) この式により、ガス体積の変化が実際には圧縮比であることがわかります。
次に: t=Vi/(V2/R)min
(数字の1は空気貯蔵タンクの容積、2はエアコンプレッサーの体積流量です)
t=2m3/(10m3/9)min=1.8min
フル充電には約1.8分、約1分48秒かかります。

もう少し複雑なアルゴリズムが続きます

ゲージ圧用)

 

説明する
Q0 – 凝縮水を含まないコンプレッサーの体積流量 m3/min:
Vk – タンク容積 m3:
T – 膨張時間の分。
px1 – コンプレッサー吸入圧力 MPa:
Tx1 – コンプレッサー吸入温度 K:
pk1 – 膨張開始時のガス貯蔵タンク内のガス圧力 MPa。
pk2 – 膨張とヒートバランスの終了後のガス貯蔵タンク内のガス圧力 MPa:
Tk1 – 充電開始時のタンク内のガス温度 K:
Tk2 – ガス充填終了および熱平衡後のガス貯蔵タンク内のガス温度 K
Tk – タンク内のガス温度 K。

5. 空圧ツールの空気消費量の計算
各空圧機器の空気源系間欠動作(即使用、停止)時の空気消費量計算方法:

Qmax - 実際に必要な最大空気消費量
ヒル – 利用率。すべての空気圧機器が同時に使用されないという係数が考慮されます。経験値は0.95~0.65です。一般に空気圧機器の台数が多いほど同時使用が少なくなり数値は小さくなり、そうでない場合は数値が大きくなります。2 台のデバイスの場合は 0.95、4 台のデバイスの場合は 0.9、6 台のデバイスの場合は 0.85、8 台のデバイスの場合は 0.8、10 台を超えるデバイスの場合は 0.65 です。
K1 – 漏れ係数。値は国内で1.2~15から選択されます。
K2 – スペア係数。値は 1.2 ~ 1.6 の範囲で選択されます。
K3 – 不均一係数
ガスソースシステム内の平均ガス消費量の算出には不均一要因があることを考慮し、最大限の使用量を確保するために設定されており、その値は1.2です。
~1.4ファン国内セレクション。

6. 風量が不足する場合は風量差を計算します。
空気消費機器の増加により供給空気が不足し、定格使用圧力を維持するためにどれだけエアコンプレッサーを追加すればよいかという問題に対応します。式:

Q Real – 実際の状態でシステムが必要とするエアコンプレッサーの流量、
QOriginal – オリジナルのエアコンプレッサーの乗客流量。
Pact – 実際の条件下で達成できる圧力 MPa。
P オリジナル – 本来の用途で達成できる使用圧力 MPa。
AQ - 増加する体積流量 (m3/min)
例: オリジナルのエアコンプレッサーは 10 立方メートル、8 kg です。ユーザーが機器を増やしても、現在のエアコンプレッサーの圧力は 5 kg までしか達しません。8 kg の空気需要を満たすには、どのくらいの量のエアコンプレッサーを追加する必要があるかを尋ねてください。

AQ=10* (0.8-0.5) / (0.5+0.1013)
s4.99m3/分
したがって、少なくとも 4.99 立方メートル、8 キログラムの排気量を持つエアコンプレッサーが必要です。
実際、この式の原理は、目標圧力との差を計算することにより、現在の圧力の割合を計算することです。この比率を現在使用しているエアコンプレッサーの流量に当てはめて、つまり目標流量からの値を求めます。

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