40007, Украина, г.Сумы, ул Харьковская, 111
+380 (542) 791-600 +380 (949) 709-600
рус eng укр

Статьи

Статьи

В данном разделе вы можете узнать новости компании “Энергомаш”, ознакомится с детальной информацией о винтовых компрессорах, насосах, дизельных генераторах, системах подготовки сжатого воздуха другого оборудования.

Поршневые компрессоры в таблицах и графиках - Особенности расчета

Компрессоры

Поршневые компрессоры в таблицах и графиках

Продолжение статьи "Поршневые компрессоры в таблицах и графиках"

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 – 20oС, 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 содержанием 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 гаражного 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. Об особенностях гаражных компрессоров, предлагаемых на рынке, – в следующий раз.

Номинальные параметры пневмооборудования

Инструмент

Давление, Р (бар)

Расход воздуха, G (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

Шаг 1. 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 (Ки, i), равного отношению длительности их работы к продолжительности смены.

  • G(л/мин) = G1*Kи, 1+G2*Kи, 2+ ...

Шаг 2. Расчет теоретической производительности компрессора (по входу).

  • Qвх (л/мин) = G*b,

b – коэффициент запаса производительности, зависящий от класса компрессора и максимального давления, определяемый по таблице:

Максимальное давление Pmax (бар)

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 %.

Шаг 3. 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.

Шаг 1. Хронометрированием экспериментально определяем наименьшее значение t – время (сек), за которое давление в ресивере падает от максимального до минимального (время между остановом и включением компрессора).

Шаг 2. 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).

Шаг 3. Используя полученные данные, пересчитываем характеристики компрессора согласно методике.



Одно из двух (задачка на сообразительность).

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 ).

Как видите, игнорирование теории может привести к ошибке более, чем в 13 раз!

Поршневые компрессоры в таблицах и графиках Источник материала:   Журнал «Автомобиль и сервис»

При полном или частичном копировании материалов на сайте или в публичном издании присутствие ссылки на автора статьи и сайт компании “Энергомаш” необходимо в обязательном порядке.

  Вернуться к перечню статей

Похожие новости

Винтовые и поршневые компрессоры. Сравнительный анализ

Компрессоры

Традиционно использующиеся на промышленных предприятиях поршневые компрессоры в последнее время сильно сдали позиции, уступая лидерство своим более совершенным собратьям, - винтовым компрессорам. Известно, что замена компрессорного оборудования, - процесс трудоёмкий и дорогостоящий, тем не мене...

Читать дальше ...

Происхождение сжатого воздуха

Компрессоры

Многие технические области применения происходят со времен появления человечества. Первый раз сжатый воздух применили, дуя на трут, чтобы разжечь огонь. Этот воздух был сжат в легких. Легкие можно назвать естественным компрессором. Вместимость и действие этого компрессора очень впечатляет.

Читать дальше ...

Компрессор - что это ...

Компрессоры

Компрессоры, различные по давлению, производительности, сжимаемой среде, условиям окружающей среды, имеют большое разнообразие конструкций и типов. Компрессоры квалифицируются по ряду характерных признаков. По принципу действия- объемные; - лопастные; - термокомпрессоры. Под принципом действия...

Читать дальше ...

Книги по теме

Ротационные компрессоры и вакуум-насосы

Хлумский В.

В книге рассмотрены ротационные компрессоры и вакуум-насосы, широко применяемые в промышленности пластинчатые компрессоры, компрессоры с катящимся ротором, водокольцевые компрессоры вакуум-насосы, двухроторные и винтовые компрессоры. Даны расчёты этих машин, приведены их конструкции, указаны системы регулирования, смазки и методика испытаний.

Поршневые компрессоры

Фотин Б.С.

В книге представлены термодинамические основы процессов в поршневых компрессорах. Рассмотрены схемы и приводы, особенности конструкции одноступенчатого и многоступенчатого поршневого компрессора, конструирование элементов поршневого компрессора: базы, штоки, поршни, цилиндры, уплотнения и прочее вспомогательное оборудование. Предложены зависимости для пересчёта характеристик компрессоров, работающих на газах с различными физическими свойствами