Подбор компрессора по основным характеристикам

Пояснения по работе с программой

Рабочее давление

Обратите внимание — в калькуляторе вообще не упоминается давление. Дело в том, что здесь особо рассчитывать-то и нечего

Для проведения малярных работ бывает достаточно 4 бар рабочего давления, для подавляющего большинства пневматических инструментов необходимо 6 бар. Добавим к шести еще 2 бара для накачки ресивера до уровня срабатывания реле давления. Получаем 8 бар – именно такие модели («восьмерки») компрессоров как нельзя лучше подходят для гаража или небольшой домашней мастерской.

«Шестерки» может быть достаточно только для малярных работ, то есть компрессор теряет в универсальности, ели вдруг захочется воспользоваться любым другим пневматическим инструментом.

Приобретать «десятку» имеет смысл только в том случае, если этого требует специфика пневматического инструмента. Ну или тогда, когда планируется подключение пневматической магистрали с разветвлениями на несколько постов работы – возможны потери давления.

Итак, оптимальный вариант — 8 бар.

Производительность компрессора – реальная, и «на входе».

Многие зарубежные производители указывают производительность своих моделей «на входе», то есть количеством воздуха, всасываемого компрессорной головкой в течение единицы времени. Величина, надо сказать, мало о чем говорящая, так как реальная производительность сжатого воздуха на выходе – совершенно иная. И отталкиваться нам придется именно от нее.

Не станем здесь приводить формулу расчета – она уже внесена в калькулятор, и требует только указания необходимых исходных данных:

• Тип выбираемого компрессора – предложен выбор из четырех позиций, начиная с простейших поршневых безмасляных моделей и закачивая винтовыми приборами. По мере возрастания сложности компрессора возрастает его производительность. Все это учтено специальными коэффициентами, которые будут внесены в формулу после указания нужного типа
• Общий расход зависит от применяемого пневматического оборудования – каждый инструмент имеет свои показатели, для каждого установлен и так называемый коэффициент использования. Все эти значения уже внесены в базу данных калькулятора.

Если планируется одновременное использование сразу нескольких инструментов, то галочки можно проставить на тех, что с большой долей вероятности могут задействоваться одновременно. Правда, разгоняться не следует – хорошо, если гаражный компрессор потянет два, максимум – три поста.

Одновременно ниже выбора инструмента указывается количество этих постов.

Объем ресивера

Одна и та же модель компрессора моет комплектоваться ресиверами разного объема. Требуется выбрать такой, что обеспечит полноценную работу планируемого пневматического оборудования с нужным расходом воздуха. Но при этом будет давать приводу «отдыхать» — поступление воздуха на точки потребления в этот период осуществляется за счет закачанного в ресивер запаса.

Чтобы рассчитать оптимальный объем, помимо уже введённых ранее величин, потребуется указать ожидаемую длительность технологической паузы, то есть времени, в течение которого электропривод компрессора будет выключен, и работа будет вестись исключительно за счет ресивера. То есть это тот отрезок времени, за который при планируемой нагрузке давление в ресивере снизится от верхней до нижней границы.

Эта пауза должна быть не менее 30 секунд. По идее, чем она длительнее – тем лучше, но завышать особо не стоит, так как получится слишком большой объем ресивера (соответственно — и стоимость модели). А в конце каждого рабочего дня будет оставаться слишком много неистраченного сжатого воздуха, который так или иначе придется стравливать для слива конденсата из бака. То есть – налицо явная неэкономичность.

Оптимальной видится пауза в работе от 30 секунд до минуты, может – чуть больше. Можно просчитать несколько вариантов и увидеть, как изменяется расчетный объем ресивера. И потом уже делать выбор из предлагаемой модельной линейки.

Результаты вычислений

После нажатия на кнопку «РАССЧИТАТЬ…» пользователю сразу показываются три результата:

• Необходимая расчетная производительность компрессора на выходе (минимум).
• Делается специальный пересчет, чтобы привести этот результат к показателям производительности «на входе» — так проще будет выбрать импортные компрессоры.
• Рекомендуемый минимальный объем ресивера.

Оценка работы компрессорного оборудования

Для того чтобы понять насколько рационально и надежно будет работать компрессорное оборудование необходимо сопоставить две величины: величину воздухопотребления и мощность компрессора. Для правильной работы мощность компрессора (производительность) должна перекрывать величину потребления воздуха. Выбор запаса по производительности осуществляется в зависимости от класса приобретаемого компрессора. Если планируется применение оборудования полупрофессиональной серии, то порог должен составлять более 40-50%. Если выбрать надежную профессиональную технику, то его можно уменьшить до 25%.

Пусковой ток электродвигателя

Зная тип и номинальную мощность электродвигателя, можно рассчитать номинальный ток.

Номинальный ток электродвигателей постоянного тока

Номинальный ток трехфазных электродвигателей переменного тока

где: PH — номинальная мощность электродвигателя; UH — номинальное напряжение электродвигателя, ηH — КПД электродвигателя; cos φ H — коэффициент мощности электродвигателя.

Номинальные значения мощности, напряжения и КПД можно найти в технической документации на конкретную модель электродвигателя.

Зная значение номинального тока, можно рассчитать пусковой ток.

Формула расчета пускового тока электродвигателей

где: IH — номинальное значение тока; Кп — кратность постоянного тока к номинальному значению.

Пусковой ток необходимо рассчитывать для каждого двигателя в цепи. Зная эту величину, легче подобрать тип автоматического выключателя для защиты всей цепи.

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

По производительности:

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

Преимущества:

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

Недостатки:

• 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.

Винтовой компрессор

Преимущества:

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

Недостатки:

• Высокая стоимость
• Сложность конструкции

Для чего необходим ресивер компрессора

Производительность компрессора параметр важный, но не им одним оценивается работа компрессорной установки. Не меньшее значение имеет и стабильность давления воздуха, подаваемого на различные инструменты и оборудование. К примеру, если на входе в краскопульт давление будет «плавать», то и покраска будет соответствующего качества. Ресивер как раз и является одним из элементов системы, которые обеспечивают минимальные колебания давления воздуха в отходящих магистралях к работающему технологическому оборудованию. При этом ошибочно считать, что выбор большого объема ресивера решет все проблемы. Если выбрать чрезмерную емкость ресивера, то будет увеличиваться время непрерывной работы компрессора для поддержания необходимого давления внутри емкости, особенно при первичном его запуске. А, следовательно, увеличиться и время подготовки к работе производственного оборудования. Точно так же неправильным будет выбор и слишком маленького объема. В этом случае время цикла изменения давления внутри ресивера от максимума к минимуму и обратно будет настолько мало, что работа компрессора будет состоять из непрерывной последовательности включений и выключений

Это может привести к преждевременному износу и выходу из строя самого важного и дорогого элемента установки – компрессора

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.

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.

Типы двигателей

Электродвигатели постоянного и переменного тока

В зависимости от используемого электрического тока двигатели делятся на две группы:

• приводы постоянного тока;
• приводы переменного тока.

Электродвигатели постоянного тока сегодня применяются не так часто, как раньше. Их практически вытеснили асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором.

Главный недостаток электродвигателей постоянного тока — возможность эксплуатации исключительно при наличии источника постоянного тока или преобразователя переменного напряжения в постоянный ток. В современном промышленном производстве обеспечение данного условия требует дополнительных финансовых затрат.

Тем не менее, при существенных недостатках этот тип двигателей отличается высоким пусковым моментом и стабильной работой в условиях больших перегрузок. Приводы данного типа чаще всего применяются в металлургии и станкостроении, устанавливаются на электротранспорт.

Принцип работы электродвигателей переменного тока построен на электромагнитной индукции, возникающей в процессе движения проводящей среды в магнитном поле. Для создания магнитного поля используются обмотки, обтекаемые токами, либо постоянные магниты.

Электродвигатели переменного тока подразделяются на синхронные и асинхронные. У каждой подгруппы есть свои конструктивные и эксплуатационные особенности.

Синхронные электродвигатели

Синхронные двигатели — оптимальное решение для оборудования с постоянной скоростью работы: генераторов постоянного тока, компрессоров, насосов и др.

Технические характеристики синхронных электродвигателей разных моделей отличаются. Скорость вращения колеблется в диапазоне от 125 до 1000 оборотов/мин, мощность может достигать 10 тысяч кВт.

В конструкции приводов предусмотрена короткозамкнутая обмотка на роторе. Ее наличие позволяет осуществлять асинхронный пуск двигателя. К преимуществам оборудования данного типа относятся высокий КПД и небольшие габариты. Эксплуатация синхронных электродвигателей позволяет сократить потери электричества в сети до минимума.

Асинхронные электродвигатели

Асинхронные электродвигатели переменного тока получили наибольшее распространение в промышленном производстве. Особенностью данных приводов является более высокая частота вращения магнитного поля по сравнению со скоростью вращения ротора.

В современных двигателях для изготовления ротора используется алюминий. Легкий вес этого материала позволяет уменьшить массу электродвигателя, сократить себестоимость его производства.

КПД асинхронного двигателя падает почти вдвое при эксплуатации в режиме низких нагрузок — до 30-50 процентов от номинального показателя. Еще один недостаток таких электроприводов состоит в том, что параметры пускового тока почти втрое превышают рабочие показатели. Для уменьшения пускового тока асинхронного двигателя используются частотные преобразователи или устройства плавного пуска.

Асинхронные электродвигатели удовлетворяют требованиям разных промышленных применений:

• Для лифтов и другого оборудования, требующего ступенчатого изменения скорости, выпускаются многоскоростные асинхронные приводы.
• При эксплуатации лебедок и металлообрабатывающих станков используются электродвигатели с электромагнитной тормозной системой. Это обусловлено необходимостью остановки привода и фиксации вала при перебоях напряжения или его исчезновения.
• В процессах с пульсирующей нагрузкой или при повторно-кратковременных режимах могут использоваться асинхронные электродвигатели с повышенными параметрами скольжения.

Вентильные электродвигатели

Группа вентильных электродвигателей включает в себя приводы, в которых регулирование режима эксплуатации осуществляется посредством вентильных преобразователей.

К преимуществам данного оборудования относятся:

• Высокий эксплуатационный ресурс.
• Простота обслуживания за счет бесконтактного управления.
• Высокая перегрузочная способность, которая в пять раз превышает пусковой момент.
• Широкий диапазон регулирования частоты вращения, который почти вдвое выше диапазона асинхронных электродвигателей.
• Высокий КПД при любой нагрузке – более 90 процентов.
• Небольшие габариты.
• Быстрая окупаемость.

Режимы работы электродвигателей

Режим работы определяет нагрузку на электродвигатель. В некоторых случаях она остается практически неизменной, в других может изменяться. Характер предполагаемой нагрузки обязательно учитывается при выборе двигателя. Действующими стандартами предусмотрены следующие режимы эксплуатации:

Режим S1 (продолжительный). При таком режиме эксплуатации нагрузка остается постоянной в течение всего времени, пока температура электродвигателя не достигнет необходимого значения. Мощность привода рассчитывается по формулам, приведенным выше.

Режим S2 (кратковременный). При эксплуатации в этом режиме температура двигателя в период его включения не достигает установившегося значения. За время отключения электродвигатель охлаждается до температуры окружающей среды. При кратковременном режиме эксплуатации необходимо проверять перегрузочную способность электропривода.

Режим S3 (периодически-кратковременный). Электродвигатель работает с периодическими отключениями. В периоды включения и отключения его температура не успевает достигнуть заданного значения или охладиться до температуры окружающей среды. При расчете мощности двигателя обязательно учитывается продолжительность пауз и потерь в переходные периоды. При выборе электродвигателя важным параметром является допустимое количество включений за единицу времени.

Режимы S4 (периодически-кратковременный, с частыми пусками) и S5 (периодически-кратковременный с электрическим торможением). В обоих случаях работа двигателя рассматривается по тем же параметрам, что и в режиме эксплуатации S3.

Режим S6 (периодически-непрерывный с кратковременной нагрузкой). Работа электродвигателя в данном режиме предусматривает эксплуатацию под нагрузкой, чередующуюся с холостым ходом.

Режим S7 (периодически-непрерывный с электрическим торможением)

Режим S8 (периодически-непрерывный с одновременным изменением нагрузки и частоты вращения)

Режим S9 (режим с непериодическим изменением нагрузки и частоты вращения)

Большинство моделей современных электроприводов, эксплуатируемых продолжительное время, адаптированы к изменяющемуся уровню нагрузки.

Пусковой статический момент

Еще один важный фактор, который нужно учитывать — особенности запуска компрессора. Его пусковой статический момент может значительно превышать номинальный, поэтому необходимо располагать точными данными и подбирать электродвигатель, способный привести компрессор в действие с учетом пускового момента.

Указанное обстоятельство имеет значение не только при комплектации компрессора новым двигателем, но и при замене вышедшего из строя привода, особенно при установке однофазной модели вместо трёхфазной. Первая имеет приблизительно в три раза меньший пусковой момент. Таким образом, есть вероятность, что компрессор, который успешно функционировал с трёхфазным двигателем, с однофазным не запустится.

Выбор мощности

Как было сказано выше, компрессор — устройство с постоянной нагрузкой и продолжительным режимом работы. Как и для прочих машин с аналогичными характеристиками, требуемая мощность электродвигателя для компрессора определяется по мощности на валу.

Если двигатель будет соединяться с компрессором ременной или шестерёнчатой передачей, необходимо закладывать в расчёты КПД последней. Для этого используется следующая формула:

P = kЗ x (Q x A x 10-3) / (ηК х ηП)

где: P — требуемая мощность электродвигателя в кВт; kЗ — коэффициент запаса, варьирующийся, как правило, от 1,05 до 1,15. Он необходим, чтобы включить в расчёты факторы, не поддающиеся вычислениям; Q — подача (производительность) компрессора, выраженная в м3/с; А — работа адиабатического и изотермического сжатия атмосферного воздуха объёмом 1 м3 до требуемого давления; ηК — индикаторный КПД компрессора. В этом значении отражается потеря мощности, возникающая при реальном сжатии воздуха. Как правило, оно варьируется от 0,6 до 0,8; ηП — КПД передачи, соединяющей электродвигатель и компрессор. Как правило, его значение варьируется от 0,9 до 0,95.

Требуемые параметры для различных пневмоинструментов

Выбирая воздушный компрессор, обеспечивающий работу инструмента, не всегда стоит гнаться за большими показателями его производительности и размером ресивера, поскольку для нормальной работы большинства пневматического оборудования будет достаточно средних характеристик агрегата. На этом можно сэкономить, ведь переплачивать за мощность и другие параметры, использование которых в дальнейшем не предусматривается, нецелесообразно.

Любой пневмоинструмент имеет номинальные значения давления и расхода воздуха, при которых он может эффективно выполнять свои функции. В таблице, приведенной далее, показаны сравнительные данные для пневмоинструмента, часто используемого с воздушными компрессорами.

Пользуясь данной таблицей, можно легко подобрать пневматический инструмент под параметры компрессора, или наоборот — агрегат под параметры инструмента.  Например, можно понять, какой пневмоинструмент сможет работать при давлении 7 бар, а для какого требуется более мощный нагнетатель.

Мощность электродвигателя

В режиме постоянной или незначительно изменяющейся нагрузки работает большое количество механизмов: вентиляторы, компрессоры, насосы, другая техника. При выборе электродвигателя необходимо ориентироваться на потребляемую оборудованием мощность.

Определить мощность можно расчетным путем, используя формулы и коэффициенты, приведенные ниже.

Мощность на валу электродвигателя определяется по следующей формуле:

где: Рм — потребляемая механизмом мощность; ηп — КПД передачи.

Номинальную мощность электродвигателя желательно выбирать больше расчетного значения.

Формула расчета мощности электродвигателя для насоса

где: K₃ — коэффициента запаса, он равен 1,1-1,3; g — ускорение свободного падения; Q — производительность насоса; H — высота подъема (расчетная); Y — плотность перекачиваемой насосом жидкости; η_нас — КПД насоса; η_п — КПД передачи.

Давление насоса рассчитывается по формуле:

Формула расчета мощности электродвигателя для компрессора

Мощность поршневого компрессора легко рассчитать по следующей формуле:

где: Q — производительность компрессора; η_k — индикаторный КПД поршневого компрессора (0,6-0,8); η_п — КПД передачи (0,9-0,95); K₃ — коэффициент запаса (1,05 -1,15).

Значение A можно рассчитать по формуле:

или взять из таблицы

Формула расчета мощности электродвигателя для вентиляторов

где: K₃ — коэффициент запаса. Его значения зависят от мощности двигателя:

• до 1 кВт — коэффициент 2;
• от 1 до 2 кВт — коэффициент 1,5;
• 5 и более кВт — коэффициент 1,1-1,2.

Q — производительность вентилятора; H — давление на выходе; η_в — КПД вентилятора; η_п — КПД передачи.

Приведенная формула используется для расчета мощности осевых и центробежных вентиляторов. КПД центробежных моделей равен 0,4-0,7, а осевых вентиляторов — 0,5-0,85.

Остальные технические характеристики, необходимые для расчета мощности двигателя, можно найти в каталогах для каждого типа механизмов.

Важно! При выборе электродвигателя запас мощности должен быть, но небольшой. При значительном запасе мощности снижается КПД привода

В электродвигателях переменного тока это приводит еще и к снижению коэффициента мощности.

Характеристики для выбора компрессора

Приступая к выбору компрессора, необходимо иметь четкое представление, для каких целей он будет использоваться. Только с учетом этой информации можно подбирать агрегат, учитывая его основные характеристики.

Рабочее давление

Степень сжатия, которую компрессор способен создать, является основополагающей характеристикой для данного агрегата. От показателя рабочего давления зависит, будет ли работать тот или иной пневмоинструмент с требуемой эффективностью.

Давление в документации к компрессору может указываться в следующих единицах:

• паскалях (Па);
• барах (бар);
• атмосферах (атм);
• миллиметрах ртутного столба (мм. рт. ст.);
• килограмм-силах на кв. см. (кгс/см2);
• в фунтах на кв. дюйм (PSI).

Чаще всего применяются такие единицы, как Па и бар (1 бар = 0,1 Па).

Например, аппарат может сжать воздух максимум до 10 Па. Но пока он дойдет до инструмента по магистрали, давление снижается до 6 Па. Если инструмент сможет эффективно работать при таком давлении, то это хорошо. Но если пневматическое оборудование рассчитано на большие показатели рабочего давления, то компрессор придется заменить на более мощный.

Как выбрать компрессор AURORA для гаража

Производительность

Под производительностью агрегата принято подразумевать объем сжатого воздуха, который он может произвести за единицу времени. Производительность компрессора измеряется в л/мин или м3/мин и не является стабильным показателем, поскольку зависит от модели агрегата и температуры окружающего воздуха.

Совет! Чтобы исключить неправильную работу пневмоинструмента, рекомендуется выбирать компрессор с небольшим запасом производительности.

Мощность

Указывается в паспорте к агрегату в киловаттах (кВт) или лошадиных силах (л.с.) (1 кВт = 1,36 л.с.). В принципе, мощность агрегата определяет его производительность. Соответственно, чем этот показатель выше, тем мощность установленного в компрессор двигателя будет больше. Как рассчитать производительность, будет рассмотрено далее, следовательно, производить расчет мощности компрессора не обязательно.

Рабочее напряжение и частота

Оборудование для сжатия воздуха может работать как от трехфазной, так и от однофазной сети. Трехфазная сеть является редкостью для частных домов, поэтому трехфазные агрегаты являются профессиональными и, как правило, предназначены для производства. Если компрессор будет подключаться к бытовой электросети 220 В, то и выбирать в таком случае следует однофазный агрегат, соответствующий напряжению и частоте в сети, которая в России равняется 50 Гц и является единым стандартом.

Объем ресивера

Ресивер является накопительной емкостью, в которую закачивается воздух из камеры сжатия компрессора. От объема ресивера зависит количество включений (выключений) агрегата. Чем больше объем емкости, тем реже будет включаться аппарат для подкачки в нее воздуха. Но чтобы наполнить большой ресивер, агрегату потребуется больше времени. Конечно же, ресивер меньших размеров заполнится быстрее, но и давление в нем будет падать так же быстро при работе инструмента.

Совет! Рекомендуется выбирать агрегат, например, для гаража, с ресивером большого объема.

Уровень шума

Шум компрессора является огромным его недостатком. Компрессор, особенно поршневого типа, издает сильный шум, иногда доходящий до 85 дБ, который можно сравнить с шумом возле железной дороги

Поэтому, выбирая агрегат, обратите внимание, установлена ли на нем шумоизоляция, и какой уровень шума он издает. Желательно, чтобы он не превышал 68 дБ

Если данные цифры, указанные в инструкции к аппарату, вам ничего не говорят, можно попросить продавца проверить компрессор на шумность, включив его.

Совет! Если уровень шума является параметром, который нужно максимально уменьшить, например, для использования в помещении, где работает много людей, то следует остановить выбор на винтовом компрессоре. Винтовой агрегат — это самый малошумный и тихий компрессор, к тому же более компактный, чем поршневой.

Винтовой компрессор GUDEPOL 7.5 квт 500L

Производитель

Производством компрессорного оборудования занимается большое количество различных фирм, отчего рынок данной продукции находится в переполненном состоянии. Поэтому марка компрессора должна также учитываться, если вы хотите купить хороший агрегат. Домашним и профессиональным мастерам рекомендуется производить подбор компрессора среди продукции от известных брендов, таких как Metabo, Fini, Fubag и Abac.

Расчет производительности компрессора

Конструкция компрессора определяет его производительность. Наиболее часто для сжатия воздуха используются поршневые и винтовые аппараты.

Производительность поршневого агрегата

Чтобы рассчитать производительность компрессора, следует учитывать количество пневмоинструмента, который будет к нему подключаться, а также его номинальные характеристики.

Расчет производительности производится по формуле:

Q=((Q1*K1)/0,65) + 30%, где:

• Q – общая производительность аппарата;
• Q1 – воздухопотребление оборудования подключенного к воздуховоду;
• К1 – коэффициент использования инструмента;
• 0,65 – это приблизительный показатель КПД компрессионной камеры с учетом потерь давления в магистрали;
• 30% — запас производительности.

Например, рабочий расход воздуха у гайковерта (указан в паспорте), равняется 400 л/мин. Значит, Q1 = 400.

Также при использовании данного инструмента неизбежно возникают паузы, которые занимают около 80 % всего рабочего процесса. Значит, коэффициент использования инструмента будет равен 20%, то есть К1 = 0,2.

Подставляем известные значения в формулу: Q = ((400 х 0,2)/ 0,65) + 30% = 160. Получается, что для нормальной работы данного гайковерта требуется компрессор с производительностью 160 л/мин.

Если требуется подключить к воздушной магистрали несколько инструментов, например, шлифмашину и дрель, то значения их воздухопотребления суммируются (200 + 240) и подставляются в вышеприведенную формулу. Но в данном случае, следует учесть коэффициент синхронности, который определяет производительность компрессора при одновременном использовании нескольких инструментов. Обычно для 2 точек потребления сжатого воздуха коэффициент синхронности равен 0,95. Подставив значения в формулу, получим: Q = ((200 + 240) х 0,2) х 0,95 / 0,65 + 30% = 167,2 л/мин. Именно такое количество воздуха в минуту компрессору потребуется подавать в систему для обеспечения нормальной работы двух пневмоинструментов.

Тема №4 Особенности расчета производительности поршневых компрессоров

Производительность винтового компрессора

Это значение можно представить как сумму ограниченных винтами объемов внутри компрессионного блока, которые подаются на выход из него за единицу времени. Рассчитывается производительность по формуле: Q_т = l * m₁ * n₁ * f₁ + l * m₂ * n₂ * f₂, где:

• Q_т – производительность агрегата, теоретическая;
• I – длина винта компрессионного блока;
• m₁ – показатель количества заходов, которые делает ведущий винт;
• n₁ – частота, с которой вращается ведущий винт, с-1;
• f₁ – площадь впадины на ведущем винте, м2;
• m₂ – показатель количества заходов, которые делает ведомый винт;
• n₂ – частота, с которой вращается ведомый винт, с-1;
• f₂ – площадь впадины на ведомом винте, м2.

Если учесть, что m₁ * n₁ = m₂ * n₂ = m * n, то формулу можно упростить: Q_т = l * m * n * (f₁ + f₂).

В реальности, на действительный расход влияют различные перетечки внутри компрессорного блока и утечки сквозь уплотнители, а также различные энергетические потери. Поэтому он всегда меньше теоретического расхода, и математически учитывается коэффициентом подачи.

Исходя из вышесказанного, действительная производительность определяется по формуле Q_д = Q_т∙η_п — Q_п, где:

• Q_д – действительная производительность;
• Q_п – величина протечек воздуха через уплотнители;
• η_п – коэффициент подачи.

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

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:

A=Q*(B/n);

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:

Vп= λ0*F*S*N

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.