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?

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 содержанием 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)*1,18*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.

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
P1*V1/T1 = P2*V2/T2.

Первый шаг при выборе компрессорной станции. Рабочее давление.

В борьбе за снижение условно-постоянных затрат предприятия по компрессорам пролегает первая линия 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:

1. 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.
2. 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.
3. У иностранных производителей в силу понятных причин (не знакомы с содержанием 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%.

Методика расчета

1. Узнать воздухопотребление.

Для этого необходимо проверить всех потребителей сжатого воздуха, а также его номинальный расход (G). Требуется узнать периодичность функционирования потребителей с помощью коэффициента использования пневмоустройств (Ки), который равен отношению продолжительности работы пневмооборудования к длительности смены.

G (л/мин) = G1*Kи1+G2*Kи2+ …

2. Рассчитать теоретическую производительность компрессора (по входу).

Формула: Qвх (л/мин) = G*b. Здесь под G понимают общий номинальный расход воздуха, под b — коэффициент запаса производительности, который зависит от класса поршневого компрессорного оборудования и наибольшего давления. Определение b производится с учетом следующих данных (см. таблицу):