【壓縮機網(wǎng)】空壓機選型主要計算公式及定律
1.波義目定律：假設(shè)溫度不變則某一定量氣體的體積與絕對壓力成反比。
V1/V2=P2/P1
2.查理定律：假設(shè)壓力不變，則氣體體積與絕對溫度成正比。
V1/V2=T1/T2
3.博伊爾－查理定律：(P1V1)/T1=(T2V2)/T2
P：氣體絕對壓力
V：氣體體積
T：氣體絕對溫度
4.排氣溫度計算公式：T2=T1×r(K-1/K)
T1=進氣絕對溫度
T2=排氣絕對溫度
r=壓縮比(P2/P1) P1=進氣絕對壓力 P2=排氣絕對壓力
K=Cp/Cv 值空氣時K 為1.4(熱容比/空氣之?dāng)酂嶂笖?shù))
5.吸入狀態(tài)風(fēng)量的計算(即Nm³/min 換算為m³/min)
Nm3/min：是在0℃，1.033kg/c ㎡ absg 狀態(tài)下之干燥空氣量
V1=P0/(P1-Φ1·PD) (T1/T0)×V0 (Nm³/hr dry)
V0=0℃，1.033kg/c ㎡ abs，標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)之干燥機空氣量(Nm³/mindry)
Φa=大氣相對濕度
ta=大氣空氣溫度(℃)
T0=273(°K)
P0=1.033(kg/c ㎡ abs)
T1=吸入溫度=273＋t(°K)
V1=裝機所在地吸入狀態(tài)所需之風(fēng)量(m3/hr)
P1：吸入壓力=大氣壓力Pa－吸入管道壓降P1 △=1.033kg/c ㎡abs-0.033kg/c ㎡=1.000kg/c ㎡ abs
φ1=吸入狀態(tài)空氣相對濕度=φa×(P1/P0)=0.968φa
PD=吸入溫度的飽和蒸氣壓kg/c ㎡ Gabs(查表)=查表為mmHg 換算為kg/c ㎡ abs 1kg/c ㎡=0.7355mHg
例題: V0=2000Nm3/hr ta=20 φa=80% ℃
則V1=1.033/(1-0.968×0.8×0.024)×﹝(273+20)/273﹞×2000=2220
6.理論馬力計算
A 單段式HP/Qm3/min=﹝(P/0.45625)×K/(K-1)﹞×﹝(P2/P1)(K-1)/K-1﹞
B 雙段式以上HP/Qm3/min=﹝(P/0.45625)×nK/(K-1)﹞×﹝(P2/P1)(K-1)/nK-1﹞
P1=吸入絕對壓力(kg/c ㎡ Gabs)
P2=排氣絕對壓力(kg/c ㎡ Gabs)
K =Cp/Cv 值空氣時K 為1.4
n =壓縮段數(shù)
HP=理論馬力HP
Q=實際排氣量m³/min
7.理論功率計算
單段式 KW=(P1V/0.612)×K/(K-1)×﹝(P2/P1)(K-1)/K-1﹞
雙段式以上KW=(P1V/0.612)×nK/(K-1)×﹝(P2/P1)(K-1)/nK-1﹞
P1=吸入絕對壓力(kg/c ㎡ Gabs)
P2=排氣絕對壓力(kg/c ㎡ Gabs)
K =Cp/Cv 值空氣時K 為1.4
n =壓縮段數(shù)
KW=理論功率
V=實際排氣量m³/min
8.活塞式空壓機改變風(fēng)量之馬達皮帶輪直徑及馬力之修正
Dm=Ds×(Qm/Qs)
Ds=馬達皮帶輪標(biāo)準(zhǔn)尺寸(mm)
Qs=標(biāo)準(zhǔn)實際排氣量(m³/min)
Qm=擬要求之排氣量(m³/min)
Dm=擬修改之馬達皮帶輪直徑(mm)
例題：本公司EWA系列空壓機之馬達皮帶輪之標(biāo)準(zhǔn)為440mm，實際排氣量為7.56m³/min，今假設(shè)客戶要求提高風(fēng)量至8.7m³/min，應(yīng)將馬達皮帶輪如何修改？
解：已知Ds=400mm，Qs=7.56 m³/min，Qm=8.7 m³/min。
Dm=Ds×(Qm/Qs)=400×8.7/7.56=460mm
Nm=Ns×(Qm/Qs)
Nm=修正后之馬力數(shù)(HP)
Ns=標(biāo)準(zhǔn)之馬力數(shù)(HP)
Qm、Qs 如上。
例題：馬達皮帶輪加大后，必須跟著加大使用馬達之馬力數(shù)，上例中之標(biāo)準(zhǔn)馬力數(shù)為75HP，排氣量提高為8.7 m3/min 后，所需馬力為何？
解：已知Qs=7.56 m3/min，Qm=8.7 m3/min，Ns=75HP
Nm=75×8.7/7.56≒86HP
9.空氣桶容積之計算
QA=(π/4)×D2×L×0.91
D=空氣桶直徑(cm)
L=空氣桶高度(cm)
例題：780φ×1524 mm之空氣桶容積為多少L。
解：已知D=78cm，L=152.4cm
Qa=(π/4)×782×152.4×0.91=728.223cm×0.91≒6621
10.現(xiàn)有空壓機風(fēng)量不足，欲維持額定工作壓力之風(fēng)量計算
Qs=Q×(P1+1.033)/(P2+1.033)
Qs=實際狀況下系統(tǒng)所需要之空壓機之排氣量(l/min)
Q=原使用空壓機之排氣量(l/min)
P1=原使用空壓機之工作壓力(l/min)
P2=實際狀況下系統(tǒng)所需之工作壓力(kg/c㎡·g)
例題：一部一馬力之空壓機，現(xiàn)工作壓力僅能維持在4kg/c㎡·g，但工作需要維持在7kg/c㎡·g 方能順利工作，問須使用風(fēng)量多大之空壓機才能符合上述要求？
解：已知1HP 在7kg/c㎡·g 時實際排氣量為110 l/min
Os=110×(7+1.033)/(4+1.033)=176 l/min
※即一臺空壓機若其實際排氣量大于176 l/min，即可保證系統(tǒng)壓力維持在7 kg/c㎡·g。
11.氣壓缸之空氣消耗量計算：
Q=﹝(A1+A2)×L×(P+1)N﹞/1000×e(L/min)
Q=單支氣缸之空氣消耗量(L/min)
A1=頭端活塞有效面積(c ㎡)
A2=桿端活塞有效面積(c ㎡)
L=沖程(cm)
P=使用壓力數(shù)(kg/c ㎡)
N=每分鐘往復(fù)數(shù)
e=系數(shù)1.5－2
例題：100φmm 之氣壓缸，沖程300mm，每分鐘往復(fù)式10 次，使用壓力5kg/c ㎡。
解：(比依上列公式計算較方便)找出粗線所示，自5kg/c ㎡縱線往上看，與100φmm 曲線之交點，向左相對之耗氣量即為0.9 l/min(沖程100mm，每往復(fù)一次)。
因沖程為300mm，每分鐘往復(fù)10 次，故耗氣量Q=0.9×(300/10)×10=270 l/min
270 l/min×1.5(消耗系數(shù))=405l/min
【壓縮機網(wǎng)】空壓機選型主要計算公式及定律
1.波義目定律：假設(shè)溫度不變則某一定量氣體的體積與絕對壓力成反比。
V1/V2=P2/P1
2.查理定律：假設(shè)壓力不變，則氣體體積與絕對溫度成正比。
V1/V2=T1/T2
3.博伊爾－查理定律：(P1V1)/T1=(T2V2)/T2
P：氣體絕對壓力
V：氣體體積
T：氣體絕對溫度
4.排氣溫度計算公式：T2=T1×r(K-1/K)
T1=進氣絕對溫度
T2=排氣絕對溫度
r=壓縮比(P2/P1) P1=進氣絕對壓力 P2=排氣絕對壓力
K=Cp/Cv 值空氣時K 為1.4(熱容比/空氣之?dāng)酂嶂笖?shù))
5.吸入狀態(tài)風(fēng)量的計算(即Nm³/min 換算為m³/min)
Nm3/min：是在0℃，1.033kg/c ㎡ absg 狀態(tài)下之干燥空氣量
V1=P0/(P1-Φ1·PD) (T1/T0)×V0 (Nm³/hr dry)
V0=0℃，1.033kg/c ㎡ abs，標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)之干燥機空氣量(Nm³/mindry)
Φa=大氣相對濕度
ta=大氣空氣溫度(℃)
T0=273(°K)
P0=1.033(kg/c ㎡ abs)
T1=吸入溫度=273＋t(°K)
V1=裝機所在地吸入狀態(tài)所需之風(fēng)量(m3/hr)
P1：吸入壓力=大氣壓力Pa－吸入管道壓降P1 △=1.033kg/c ㎡abs-0.033kg/c ㎡=1.000kg/c ㎡ abs
φ1=吸入狀態(tài)空氣相對濕度=φa×(P1/P0)=0.968φa
PD=吸入溫度的飽和蒸氣壓kg/c ㎡ Gabs(查表)=查表為mmHg 換算為kg/c ㎡ abs 1kg/c ㎡=0.7355mHg
例題: V0=2000Nm3/hr ta=20 φa=80% ℃
則V1=1.033/(1-0.968×0.8×0.024)×﹝(273+20)/273﹞×2000=2220
6.理論馬力計算
A 單段式HP/Qm3/min=﹝(P/0.45625)×K/(K-1)﹞×﹝(P2/P1)(K-1)/K-1﹞
B 雙段式以上HP/Qm3/min=﹝(P/0.45625)×nK/(K-1)﹞×﹝(P2/P1)(K-1)/nK-1﹞
P1=吸入絕對壓力(kg/c ㎡ Gabs)
P2=排氣絕對壓力(kg/c ㎡ Gabs)
K =Cp/Cv 值空氣時K 為1.4
n =壓縮段數(shù)
HP=理論馬力HP
Q=實際排氣量m³/min
7.理論功率計算
單段式 KW=(P1V/0.612)×K/(K-1)×﹝(P2/P1)(K-1)/K-1﹞
雙段式以上KW=(P1V/0.612)×nK/(K-1)×﹝(P2/P1)(K-1)/nK-1﹞
P1=吸入絕對壓力(kg/c ㎡ Gabs)
P2=排氣絕對壓力(kg/c ㎡ Gabs)
K =Cp/Cv 值空氣時K 為1.4
n =壓縮段數(shù)
KW=理論功率
V=實際排氣量m³/min
8.活塞式空壓機改變風(fēng)量之馬達皮帶輪直徑及馬力之修正
Dm=Ds×(Qm/Qs)
Ds=馬達皮帶輪標(biāo)準(zhǔn)尺寸(mm)
Qs=標(biāo)準(zhǔn)實際排氣量(m³/min)
Qm=擬要求之排氣量(m³/min)
Dm=擬修改之馬達皮帶輪直徑(mm)
例題：本公司EWA系列空壓機之馬達皮帶輪之標(biāo)準(zhǔn)為440mm，實際排氣量為7.56m³/min，今假設(shè)客戶要求提高風(fēng)量至8.7m³/min，應(yīng)將馬達皮帶輪如何修改？
解：已知Ds=400mm，Qs=7.56 m³/min，Qm=8.7 m³/min。
Dm=Ds×(Qm/Qs)=400×8.7/7.56=460mm
Nm=Ns×(Qm/Qs)
Nm=修正后之馬力數(shù)(HP)
Ns=標(biāo)準(zhǔn)之馬力數(shù)(HP)
Qm、Qs 如上。
例題：馬達皮帶輪加大后，必須跟著加大使用馬達之馬力數(shù)，上例中之標(biāo)準(zhǔn)馬力數(shù)為75HP，排氣量提高為8.7 m3/min 后，所需馬力為何？
解：已知Qs=7.56 m3/min，Qm=8.7 m3/min，Ns=75HP
Nm=75×8.7/7.56≒86HP
9.空氣桶容積之計算
QA=(π/4)×D2×L×0.91
D=空氣桶直徑(cm)
L=空氣桶高度(cm)
例題：780φ×1524 mm之空氣桶容積為多少L。
解：已知D=78cm，L=152.4cm
Qa=(π/4)×782×152.4×0.91=728.223cm×0.91≒6621
10.現(xiàn)有空壓機風(fēng)量不足，欲維持額定工作壓力之風(fēng)量計算
Qs=Q×(P1+1.033)/(P2+1.033)
Qs=實際狀況下系統(tǒng)所需要之空壓機之排氣量(l/min)
Q=原使用空壓機之排氣量(l/min)
P1=原使用空壓機之工作壓力(l/min)
P2=實際狀況下系統(tǒng)所需之工作壓力(kg/c㎡·g)
例題：一部一馬力之空壓機，現(xiàn)工作壓力僅能維持在4kg/c㎡·g，但工作需要維持在7kg/c㎡·g 方能順利工作，問須使用風(fēng)量多大之空壓機才能符合上述要求？
解：已知1HP 在7kg/c㎡·g 時實際排氣量為110 l/min
Os=110×(7+1.033)/(4+1.033)=176 l/min
※即一臺空壓機若其實際排氣量大于176 l/min，即可保證系統(tǒng)壓力維持在7 kg/c㎡·g。
11.氣壓缸之空氣消耗量計算：
Q=﹝(A1+A2)×L×(P+1)N﹞/1000×e(L/min)
Q=單支氣缸之空氣消耗量(L/min)
A1=頭端活塞有效面積(c ㎡)
A2=桿端活塞有效面積(c ㎡)
L=沖程(cm)
P=使用壓力數(shù)(kg/c ㎡)
N=每分鐘往復(fù)數(shù)
e=系數(shù)1.5－2
例題：100φmm 之氣壓缸，沖程300mm，每分鐘往復(fù)式10 次，使用壓力5kg/c ㎡。
解：(比依上列公式計算較方便)找出粗線所示，自5kg/c ㎡縱線往上看，與100φmm 曲線之交點，向左相對之耗氣量即為0.9 l/min(沖程100mm，每往復(fù)一次)。
因沖程為300mm，每分鐘往復(fù)10 次，故耗氣量Q=0.9×(300/10)×10=270 l/min
270 l/min×1.5(消耗系數(shù))=405l/min
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