Как рассчитать производительность компрессора по времени?

Производительность компрессора по всасыванию и нагнетанию. Уловки производителей. Как выбрать компрессор?

Чаще всего покупатели при выборе компрессора ориентируются на паспортные характеристики производительности и давления. Но далеко не все из них знают о нюансах, которые скрываются за этими простыми терминами.

В данном материале мы попытаемся разобраться во всех особенностях термина «производительность компрессора», чтобы в дальнейшем вы могли избежать возможных ошибок при выборе оборудования.

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.

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

Как производители обычно указывают производительность компрессоров в своих красивых глянцевых каталогах? Какую производительность реально ожидать от компрессора?

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%. 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» ( ГОСТ или IUPAC) подразумеваются становится сложно. Этот вопрос необходимо обязательно уточнить у менеджеров поставляющей организации при выборе оборудования!

Часто зарубежные изготовители компрессоров указывают производительность компрессора в m 3 /h (m 3 /min) FAD при определенном выходном давлении. Что же означает аббревиатура FAD? 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. То есть, производительность по FAD – это количество сжатого компрессором атмосферного воздуха за единицу времени при заданных условиях на входе.

Как соотносятся значения производительности компрессора при нормальных условиях Nm 3 /h и производительность, приведенная к условиям всасывания

Если условно считать воздух идеальным газом, 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)

R – универсальная газовая постоянная.

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 180 Nm 3 /h в модельном ряду какого-то определенного зарубежного производителя. Вы находите компрессор с производительностью 185 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: 185 × 0,92 = 170,2 Nm 3 /h. Это может стать неприятным сюрпризом, производительности выбранного компрессора может не хватить для нормальной работы установленного оборудования!

И еще одно небольшое уточнение: так как при измерении производительности и потребляемой мощности компрессора нормативно допускается погрешность, при выборе всегда ориентируйтесь на худший вариант (минимальная производительность и максимальная потребляемая мощность). Так же стоит учитывать возможные утечки в оборудовании, фильтрах и осушителях, трубопроводах и соединительных фитингах пневмосистемы.

Выбирая компрессор, закладывайте запас в 20-25% по производительности!

Надеемся, что этот небольшой материал поможет вам избежать ошибок при подборе компрессорного оборудования. Если у Вас есть какие либо вопросы по выбору и эксплуатации оборудования воздухоподготовки, наши сервисные инженеры с удовольствием ответят на них. Звоните: +7 (831) 413-77-41, 216-48-06. Будем рады Вам помочь!

Возможно, Вам будут так же интересны следующие материалы сайта:

Замер производительности винтового компрессора – видео – компрессор ABAC Formula после капитального ремонта

Купить компрессор, каталог – большой выбор, конкурентные цены, винтовые и поршневые промышленные компрессоры

Запчасти для компрессоров – выбрать, купить запчасти Atlas Copco, Abac, Alup, Atmos, Berg, Ceccato, Comprag, Dalgakiran, Ekomak, Fiac, Fini, Kaeser, Kraftmann, Remeza, Sotras, Уралкомпрессормаш, Евразкомпрессор и др.

Ремонт компрессоров – опытные сервисные инженеры, срочный выезд, запчасти в наличии.

Фильтры для компрессоров – интернет-магазин: фильтры воздушные и масляные, сепараторы. Найти фильтр по артикулу производителя компрессора. Цены на фильтры, доставка по России – бесплатно!

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)*1,18*1,1*0,8.

Если требуется определить расход исходя из скорости наполнения пневмоцилиндров, то в первом приближении можно воспользоваться простым уравнением P1*V1/T1 = P2*V2/T2

Где P1 – атмосферное давление в бар.

V1 – искомый приведенный объем в литрах

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

P2 – абсолютное рабочее давление в бар (1+7).

V2 –объем пневмоцилиндра в литрах

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 правильно подобрать и рассчитать производительность компрессора для покраски

• Влияние давления устройства для подачи сжатого воздуха на его работоспособность
• Особенности расчёта основного параметра пневмокомпрессора для нагнетания воздуха
• Полезное видео

Один из главных параметров при выборе пневмокраскопультов для покраски автомобиля – производительность компрессора. В соответствии с ГОСТом – это количество воздуха, выходящее из устройства, пересчитанное на физические условия: температура + 20 °С, величина давления 1 бар.

По ГОСТу реальные характеристики аппарата могут отличаться от паспортных величин на 5%.

Приобретая агрегат, подающий сжатый воздух на пневмокраскопульт, важно знать, что зарубежные производители указывают в паспортах производительность агрегата на входе, то есть объём всасываемого воздуха, измеряемый в литрах в минуту. Следует помнить, что потери на выходе могут составлять до 35%.

Влияние давления устройства для подачи сжатого воздуха на его работоспособность

Формула качественной покраски автомобиля – правильно подобранный агрегат, подающий сжатые газы на пневмокраскопульт. Краскораспылители могут иметь различные технологии распыления. Этот момент следует обязательно учитывать при покупке аппарата для нагнетания воздуха.

Если компрессор для покраски автомобиля купить без учета всех необходимых параметров, то с большой долей вероятности возникнут колебания давления, от чего снизится качество окрашивания авто. При подборе оборудования требуется также учитывать рабочее давление.

Информация! У разных систем пневмопультов разные требования относительно этого показателя.

Если потребление газа окрасочным инструментом требуется больше, чем производительность компрессора, то в процессе эксплуатации будет происходить падение давления в ресивере. В результате работать таким краскораспылителем можно будет не больше пары минут, после чего прекращать работу в ожидании, пока компрессор не накачает требуемый объём газа.

Подбирая компрессор для покраски автомобиля, надо помнить, что все они имеют систему авторегулирования давления, настроенную так, что она обеспечивает допуск – 2 бар от максимальной величины.

К примеру, при эксплуатации компрессора имеющего Pmax=6 бар, значение давления на выходе может колебаться от 6 до 8 бар.

Исходя из этого, правильным выбором будет приобретение устройства с некоторым запасом по параметру.

Чем выше максимальное значение P, которое может обеспечить аппарат, тем больше воздуха он может загрузить в ресивер, и тем больше времени последнему понадобится, чтобы опуститься до минимально допустимого давления. И в это время устройство будет отдыхать.

Особенности расчёта основного параметра пневмокомпрессора для нагнетания воздуха

Расчет производительности компрессора производится в объёмных, а не в массовых долях. Это часто создаёт путаницу при проведении расчётов основного параметра оборудования для покраски автомобиля.

Если вы решили остановить свой выбор на импортном устройстве, помните, что в каталогах фирм-производителей величиной А (производительность) обозначается максимальное всасывание воздуха на входе.

Эта величина не показывает, какой объём сжатого воздуха будет поступать на краскопульт для покраски автомобиля. Производительность по всасыванию определяется объёмом воздуха, который наполнит ресивер за единицу времени (литров в минуту). Собираясь купить компрессор для покраски авто впервые, следует ориентироваться на требуемое значение потребления воздуха пневмокраскопультом.

Важно! Аппарат должен работать в кратковременно-повторном режиме.

Если он производит такое же количество сжатого газа, что и потребляет, то режим функционирования будет беспрерывным, и агрегат станет перегреваться.

Это приведёт к быстрому выходу из строя двигателя. Реальную потребность в воздухе для самого распространённого вида компрессора – поршневого – можно посчитать по формуле:

N = (Pmax–Pmin)xV/t, где

Pmax – давление, требуемое для включения агрегата;

Pmin – давление, при котором агрегат выключается

V – объём ресивера;

t – время (мин.) в течение которого P в ресивере упадёт с максимального значения до минимального.

Чтобы определить производительность импортного компрессора для покраски автомобиля, производительность, указанную в паспорте, надо разделить на коэффициент b. Его величина зависит от давления в таких пропорциях:

• для 6 – 4 атм b=1,4;
• для 6 – 8 атм b=1,5;
• для 8 – 10 атм b=1,6.

Зависимость производительности агрегата от давления не прямо пропорциональна, и её нельзя увеличить в разы, снизив давление.

Многие умельцы, чтобы увеличить производительность нагнетательных устройств, увеличивают шкив на двигателе на 30-35 %. Производительность аппарата становится больше, но при этом нагревается головка.

Полезное! Таким образом, чтобы не привести двигатель к быстрой поломке, лучше выполнить простые расчёты и приобрести компрессор с необходимой производительностью.

Полезное видео

Посмотрите сравнительный тест на производительность компрессоров:

Как рассчитать производительность компрессора?

В широком спектре областей технологических производств применяется компрессионное оборудование. Например, для распыления воды, обслуживания пневмоинструментов, грунтовка под покраску, для изготовления фармацевтической продукции, изготовление пищевой продукции и многое другое. Данное оборудование представлено в большом ассортименте моделей и типов. В общем смысле, компрессор – это машина для выработки сжатого воздуха. Основными характеристиками данного оборудования являются мощность и производительность.

Многие новички задаются вопросом, как рассчитать производительность компрессора, мощность или рабочее давление. Всё зависит от типа этой машины.

Виды компрессионных механизмов, их устройство, недостатки и преимущества

По принципу действия выделяют:

1. Объемные
2. Турбокомпрессоры

По величине рабочего давления:

1. Низкого
2. Среднего
3. Высокого

1. Малые
2. Средние
3. Крупные

На производстве в основном используются поршневое и винтовое компрессионное оборудование которые относятся по принципу действия к объемным.

Остановимся на них поподробнее:

Поршневой компрессор используется чаще всего, имеет довольно простую конструкцию и легко обслуживается. Устройство этого аппарата представляет следующее: поворачивающийся с высокой скоростью при помощи двигателя приводной вал вертит кривошипно-шатунный механизм, превращающий вращательное движение в поступательное движение поршня. За каждый круг происходит два смещения поршня. В свою очередь с помощью поршня ресивер снабжается сжатым воздухом.

Поршневой компрессор

• Простота конструкции
• Доступная цена
• Может использоваться даже в самых тяжёлых условиях
• Довольно высокий КПД

• Большой шум
• Очень сильно нагревается
• Высокое энергопотребление

Винтовой компрессор имеет более сложную структуру. Устройство этого аппарата следующее: в непроницаемом корпусе находятся два винта (ротора). Когда один из них получает вращение от двигателя, то второй винт вращается сцеплено. Вращаясь, роторы засасывают воздух, который проходит через фильтры, смешиваясь с маслом и охлаждаясь. Далее он проходит в специальную ёмкость для сжатия, происходит разделение получившийся смеси, в которой масло фильтруется, а на выходе воздух поступает в воздухоохладитель и подаётся через выходное отверстие. Масло в компрессоре выполняет роль охлаждения и смазки.

• Низкие шумы
• Неограниченный срок службы
• Низкий расход масла
• Низкое энергопотребление
• Высокий КПД

• Высокая стоимость
• Сложность конструкции

Производительность

Эта характеристика является самой важной, так как от неё в основном зависит стоимость оборудования.

Производительность данного оборудования — это объемная характеристика, которая определяет, количество газа сжимаемого по времени.

Почти все производители пишут в тех. паспорте значение входной производительности. Это значение нельзя принимать равным значению на выходе, ведь объём воздуха в результате всех этапов изменится. Значение берётся из нормальных атмосферных условий (+20 градусов по C). Это важно для поршневых компрессоров, ведь перепад между входным и выходным производительностями может разниться почти в два раза.

Для вычисления входной производительноcти используется формула:

Где A – производительность оборудования

Q – суммарный объём воздуха

n – КПД компрессора

B – коэффициент запаса производительности компрессора.

Например, в непрофессиональных роторных компрессорах коэффициент B равен 1 и n тоже равен 1.

А для получения значения производительности на выходе необходимо умножить результат на 0,3 или 0,4 для отечественного оборудования.

Но для поршневого компрессора потребуется совершенно другая формула, учитывающая другие параметры, такие как площадь поперечного сечения цилиндра, ход поршня, объемный КПД, и частоту вращения вала.

Обобщая, она выглядит так:

Где λ0 – объемный КПД, F – площадь сечения цилиндра, S- шаг поршня, N – частота вращения вала.

В целом, вот так высчитывается производительность. Но если вас интересует, какая производительность будет нужна для вашего конкретного оборудования, то загляните в паспорт этого оборудования, узнайте в нем потребляемое количество воздуха и увеличьте это значение на 30, а лучше даже на 50%. Именно такая производительность должна быть указана в паспорте компрессора, который подойдет для вашей техники.

Расчет для подбора поршневого компрессора

Выбор поршневого компрессора осуществляется исходя из следующих основных критериев:

• предполагаемого режима работы;
• максимального рабочего давления;
• чистоты (качества) сжатого воздуха;
• объемного расхода воздуха.

Разберем подробнее каждый из критериев.

Режим работы компрессора

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 содержание 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 = Q1*k1+ Q2*k2 +. + Qn*kn, гдe Q – общее потребление воздуха. Q1, Q2. . Qn – потребление воздуха каждой единицей пневмооборудования. k1, k2, . kn – коэффициенты использования оборудования.