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

Энергосбережение в производстве сжатого воздуха

Компрессоры

Проблема энергосбережения в последние годы является одной из важнейших задач, стоящих перед современным предприятием. В условиях рыночной экономики каждый лишний киловатт-час электроэнергии ложится на себестоимость продукции и в конечном счете приводит к снижению ее конкурентоспособности. При этом...

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 ...

Системы подготовки сжатого воздуха

Компрессоры

Воздух после компрессора, как поршневого, так и винтового, вообще говоря, непригоден для непосредственного использования. Он содержит некоторое количество пыли, влаги, компрессорного масла т.д. Все эти факторы весьма негативно влияют на ресурс пневмооборудования, могут привести к порче продукта при...

Читать дальше ...

Книги по теме

Винтовые компрессоры

Сакун И.А.

В книги излагаются теория и методы расчётов винтовых компрессоров, приводятся теоретические и экспериментальные материалы, необходимые для их проектирования. Исследования различных, конструктивных, кинематических и термодинамических характеристик: производительности, мощности, работы и кпд винтовых компрессоров. Существенно дополнены главы посвященный профилированию и геометрии винтов блока и т.д.

Компрессорные машины

Страхович К.И., Френкель М.И., Кондряков И.К., Рис В.Ф.

В книге изложены основы теории и расчётов, конструкции, схемы, принципы работы и эксплуатационные характеристики поршневых, центробежных, осевых и винтовых компрессоров, а также описание воздухосборников и буферных емкостей, трубопроводов и арматуры. Приведена методика термогазодинамических расчётов, расчёты на прочность некоторых узлов, а также даны рекомендации по проведению испытаний, ремонта и обслуживания компрессоров.