【壓縮機(jī)網(wǎng)】六、壓縮和壓縮比
1、壓縮
絕熱壓縮是一種在壓縮過程中氣體熱量不產(chǎn)生明顯傳入或傳出的壓縮過程。在一個(gè)完全隔熱的氣缸內(nèi)上述過程可成為現(xiàn)實(shí)。等溫壓縮是一種在壓縮過程中氣體保持溫度不變的壓縮過程。
2、壓縮比:(R)
壓縮比是指壓縮機(jī)排氣和進(jìn)氣的絕對(duì)壓力之比。例:在海平面時(shí)進(jìn)氣絕對(duì)壓力為0.1 MPa ,排氣壓力為絕對(duì)壓力0. 8MPa。則壓縮比:
多級(jí)壓縮的優(yōu)點(diǎn):
(1)、節(jié)省壓縮功;
(2)、降低排氣溫度;
(3)、提高容積系數(shù);
(4)、對(duì)活塞壓縮機(jī)來說,降低氣體對(duì)活塞的推力。
七、壓縮介質(zhì)
為什么要用空氣來作壓縮介質(zhì)?
因?yàn)榭諝馐强蓧嚎s、清晰透明的,并且輸送方便(不凝結(jié))、無害性、安全、取之不盡。
惰性氣體是一種對(duì)環(huán)境不起化學(xué)作用的氣體,標(biāo)準(zhǔn)壓縮機(jī)能一樣壓縮惰性氣體。干氮和二氧化碳均為惰性氣體。
空氣的性質(zhì):
干空氣成分:
氮?dú)猓∟2) 78.03%
氧氣(O2) 20.93%
二氧化碳(CO2) 0.03%
分子量:28.96
比重:在0℃、760mmHg柱時(shí),r0=1.2931kg/m3
比熱:在25℃、1個(gè)大氣壓時(shí),Cp=0.241大卡/kg-℃
在t℃、壓力為H(mmhg)時(shí),空氣的比重:
濕空氣的比重,還應(yīng)考慮飽和水蒸氣分壓力(0.378ψ,Pb)。
壓力
1、壓力
這只是某一單位面積的力,如平方米上受1牛頓力度壓力單位為1帕斯卡:
即:1Pa = 1N/㎡
1Kpa = 1,000 Pa = 0.01 kg/c㎡
1Mpa = 106Pa = 10 kg/ c㎡
2、絕對(duì)壓力
絕對(duì)壓力是考慮到與完全真空或絕對(duì)零值相比,我們所居住的環(huán)境大氣具有0.1Mpa 的絕對(duì)壓力。在海平面上,儀表壓力加上0.1MPa的大氣壓力可得出絕對(duì)壓力。高度越高大氣壓力就越低。
3、大氣壓力
氣壓表是用于衡量大氣的壓力。當(dāng)加上儀表壓力上就可得出絕對(duì)壓力。
絕對(duì)壓力=壓力計(jì)壓力+大氣壓力
大氣壓力通常是以水銀mm為單位,但是任何一個(gè)壓力單位都能作出同樣很好的解釋:
1個(gè)物理大氣壓力 = 760毫米汞柱 = 10.33米水柱 =1.033kgf/c㎡≌0.1MPa.
大氣壓同海拔高度的關(guān)系:
H=海拔高度,
P0=大氣壓(0℃,760mmHg)
4、壓力單位換算:
單位: MPa,Psi(bf/in2)
1Psi=0.006895MPa,
1bar=0.1MPa,
1kgf/c㎡=98.066KPa=0.098066MPa≌0.1Mpa
溫度
1、溫度
溫度是指衡量某一物質(zhì)在某一時(shí)間能量水平的方法。(或更簡(jiǎn)單的說,某一事物有多少熱或多少冷)。
溫度范圍是根據(jù)水的冰點(diǎn)和沸點(diǎn)。在攝氏溫度計(jì)上,水的冰點(diǎn)為零度,沸點(diǎn)為100度。在華氏溫度計(jì)上,水的冰點(diǎn)為32度,沸點(diǎn)為212度。
從華氏轉(zhuǎn)換成攝氏:華氏=1.8攝氏+32, 攝氏=5/9(華氏-32)
2、絕對(duì)溫度
這是用絕對(duì)零度作為基點(diǎn)來解釋的溫度。
基點(diǎn)零度為華氏零下459.67度或攝氏零下273.15度
絕對(duì)零度是指從物質(zhì)上除去所有的熱量時(shí)所存在的溫度或從理論上某一容積的氣體縮到零時(shí)所存在的溫度。
3、冷卻溫度差
冷卻溫度差是確定冷卻器的效率的術(shù)語。因?yàn)槔鋮s器不可能達(dá)到100%的效率,我們只能用冷卻溫差衡量冷卻器的效率。
冷卻溫度差是進(jìn)入冷卻器的冷水或冷空氣溫度和壓縮空氣冷卻后的溫度之差。
4、中間冷卻器
中間冷卻器是用于冷卻多級(jí)壓縮機(jī)中的級(jí)與級(jí)之間的壓縮空氣或氣體使溫度降低的器件。中間冷卻器通過降低進(jìn)入下一級(jí)壓縮空氣溫度達(dá)到降低壓縮功率以有助于增加效率。
露點(diǎn)和相對(duì)濕度
1、露點(diǎn)和相對(duì)濕度
就象晚上溫度下降會(huì)產(chǎn)生露水一樣,壓縮空氣系統(tǒng)內(nèi)的溫度下降也會(huì)產(chǎn)生水氣。露點(diǎn)就是當(dāng)濕空氣在水蒸氣分壓力不變的情況下冷卻至飽和的溫度。
這是為什么呢? 含有水分的空氣只能容納一定量的水分。如果通過壓力或冷卻使體積縮小,就沒有足夠的空氣來容納所有的水分,因此多于的水分析出成為冷凝水。
離開后冷卻器的空氣通常是完全飽和的。分離器內(nèi)的冷凝水就顯示了這一點(diǎn),因此空氣溫度有任何的降低,就會(huì)產(chǎn)生冷凝水。
設(shè)定的濕度可認(rèn)為是濕空氣所含水蒸氣的重量,即:水蒸氣重量和干燥空氣重量之比。
相對(duì)濕度ψ
當(dāng)Ps=0, ψ=0時(shí),稱為干空氣;
Ps=Pb, ψ=1時(shí),稱為飽和空氣。
絕對(duì)濕度--1m3濕空氣所含水蒸氣的重量。
2、飽和空氣
當(dāng)沒有再多的水氣能容納在空氣中時(shí),就產(chǎn)生了空氣的飽和,任何加壓或降溫均會(huì)導(dǎo)致冷凝水的析出。
3、水氣分離器
水氣分離器是用于收集和除去在冷卻過程中從空氣或氣體中冷凝出來水的器件。
儲(chǔ)氣筒是用于儲(chǔ)存壓縮機(jī)排放出來的壓縮空氣和氣體的容器。儲(chǔ)氣筒有利于消除排氣管路中的脈沖,并在需求量大于壓縮機(jī)的能力時(shí),可起儲(chǔ)存和補(bǔ)充提供壓縮空氣的作用。
4、干燥機(jī)
干燥機(jī)是用于干燥空氣的裝置。用我們的術(shù)語,就是用其干燥的壓縮空氣。離開后冷卻器的空氣通常是完全飽和的,就是說任何降溫都會(huì)產(chǎn)生冷凝水。冷凍式干燥機(jī)是通過降低壓縮空氣的溫度,析去水分,然后將空氣再加熱到接近原來的溫度。
再生式干燥機(jī)是使空氣通過含有化學(xué)物質(zhì)的過濾器以析出水分。這種裝置比冷凍式裝置更能吸附水氣。
狀態(tài)及氣量
1、標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)
標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的定義是:空氣吸入壓力為0.1MPa,溫度為15.6℃(國內(nèi)行業(yè)定義是0℃)的狀態(tài)下提供給用戶系統(tǒng)的空氣的容積。如果需要用標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài),來反映考慮實(shí)際的操作條件,諸如海拔高度、溫度和相對(duì)濕度則將應(yīng)實(shí)際吸入狀態(tài)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)。
2、常態(tài)空氣
規(guī)定壓力為0.1MPa、溫度為20℃、相對(duì)濕度為36%狀態(tài)下的空氣為常態(tài)空氣。常態(tài)空氣與標(biāo)準(zhǔn)空氣不同在于溫度并含有水分。當(dāng)空氣中有水氣,一旦把水氣分離掉,氣量將有所降低。
3、吸入狀態(tài)
壓縮機(jī)進(jìn)口狀態(tài)下的空氣。
4、海拔高度
按海平面垂直向上衡量,海拔只不過是指海平面以上的高度。海拔在壓縮機(jī)工程方面占有重要因素,因?yàn)樵诤0胃叨仍礁撸諝庾兊迷较”。^對(duì)壓力變得越低。既然在海拔上的空氣比較稀薄,那么電動(dòng)機(jī)的冷卻效果就比較差,這使得標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)機(jī)只能局限在一定的海拔高度內(nèi)運(yùn)行。EP200 標(biāo)準(zhǔn)機(jī)組的最大容許運(yùn)行海拔高度為2286米。
5、影響排氣量的因素
Pj、Tj、海拔高度、n、V余、泄漏等。
6、海拔高度對(duì)壓縮機(jī)的影響
海拔越高,空氣越稀薄,絕壓越低,壓比越高,Nd越大;
海拔越高,冷卻效果越差,電機(jī)溫升越大;
海拔越高,空氣越稀薄,柴油機(jī)的油氣比越大,N越小。
7、容積流量
容積流量是指在單位時(shí)間內(nèi)壓縮機(jī)吸入標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下空氣的流量。用單位:m3/min (立方米/分)表示。標(biāo)方用Nm3/min表示。
1CFM=0.02832m3/min或者1m3/min=35.311CFM S--標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài),A--實(shí)際狀態(tài)
8、余隙容積
余隙容積是指正排量容積式(往復(fù)或螺桿)壓縮機(jī)沖程終端留下的容積,此容積的壓縮空氣經(jīng)膨脹后返回到吸入口,并對(duì)容積系數(shù)產(chǎn)生巨大的影響。
9、負(fù)載系數(shù)
負(fù)載系數(shù)是指某一段時(shí)間內(nèi)壓縮機(jī)的平均輸出與壓縮機(jī)的最大額定輸出之比。不明智的做法就是賣給用戶的壓縮機(jī),正好滿足用戶的最大的需求,增加一個(gè)或幾個(gè)工具或有泄漏會(huì)導(dǎo)致工廠的壓力下降。為了避免這種情況,英格索蘭多年來一直建議采用負(fù)載系數(shù):取用戶系統(tǒng)所需氣量的極大值,并除以0.9或0.8的負(fù)載系數(shù)。(或任何用戶認(rèn)為是個(gè)安全系數(shù))
這種綜合氣量選擇能顧及未預(yù)計(jì)到的空氣需量的增加。無需額外的資本的投入,就可做一些小型的擴(kuò)建。
10、氣量測(cè)試
(1)、往復(fù)式壓縮機(jī)氣缸容積
壓縮機(jī)氣缸的容積是指活塞移動(dòng)的容積減去活塞桿占有的體積。通常是用每分鐘立方米來表示。多級(jí)壓縮機(jī)的容積只是第一級(jí)壓縮的容積,因?yàn)橹鹨煌ㄟ^所有級(jí)的氣體都來源于第一級(jí)。
(2)、測(cè)試
低壓噴嘴測(cè)試是一種精確衡量壓縮機(jī)所提供空氣的方法。這一方法得到壓縮空氣和氣體學(xué)會(huì)的認(rèn)可,還為ASME能源測(cè)試代號(hào)委員會(huì)所接受。
ASME PTC-9中有關(guān)采用低壓噴嘴測(cè)試往復(fù)式壓縮機(jī)的描述。ASME PTC-10中有有關(guān)采用低壓噴嘴測(cè)試動(dòng)力式壓縮機(jī)的描述。
功率及比功率(能耗比、容積比能)
1、壓縮機(jī)效率
容積效率是壓縮機(jī)的實(shí)際氣量和理論氣量容積之比,用百分比表示。
壓縮效率是壓縮給定量氣體實(shí)際所需的功率與理論功率之比。理論功率可按等溫工況或絕熱工況來計(jì)算。相應(yīng)的壓縮效率可用百分比來確定和表示。就蒸汽驅(qū)動(dòng)或內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)而言,機(jī)械效率是指壓縮機(jī)的指示功分馬力和在軸上的制動(dòng)分馬力之比。就電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)而言,機(jī)械效率是指壓縮氣缸內(nèi)的指示功率同壓縮機(jī)的軸功率之比。用百分比來表示。
2、總體效率
總體效率是壓縮機(jī)的壓縮效率和機(jī)械效率的總和。
壓縮機(jī)軸功率(制動(dòng)功率)包括:氣體壓縮功-指示功,摩擦功
粗算:Nad=1.634PjVm(k/k-1)[ε(k-1/k)-1] Kw
N電機(jī)=N軸/η傳, η傳(皮帶:0.92~0.98,齒輪:0.97~0.99)
螺桿壓縮機(jī)中,風(fēng)冷壓縮機(jī)的軸功率要加上風(fēng)扇電機(jī)的功率。
3、容積比能
容積比能是指壓縮機(jī)在單位時(shí)間內(nèi)吸入單位氣量所消耗的功率,通常用Kw/m3/min表示,在相同的排氣壓力下容積比能越小。即耗功少。該壓縮機(jī)效率就是壓縮機(jī)的真實(shí)效率的衡量。
比功率:規(guī)定工況:
Pj=1bar(A),tj=20℃, ψ=0, t水=15℃
Pc =7bar(表), 水量≤2.5L/m3
功率是單位時(shí)間所做的功,諸如馬力(千瓦)被定為76Kg-m/小時(shí)
功率是能源的轉(zhuǎn)換中衡量的指標(biāo)。
為了得到功率的成本,我們也必須包括時(shí)間,例如:耗費(fèi)金錢不是千瓦而是千瓦小時(shí)。
取馬力并把其轉(zhuǎn)換成耗費(fèi)用戶的成本,我們要用以下的公式:
噪音和聲音評(píng)估
噪音被認(rèn)為是令人討厭或干擾的聲音。
用戶完全愿意整夜坐在迪斯科舞廳,邊抽煙邊欣賞高達(dá)95分貝的迪斯科音樂,但是不可思議的是他竟無法容忍第二天早上的65分貝的復(fù)印機(jī)噪音。用戶喜歡迪斯科的噪音而不喜歡復(fù)印機(jī)的噪音。典型的雞尾酒會(huì)噪音值為90分貝,搖滾樂隊(duì)的噪音為100到138分貝之間。
那么什么是分貝呢?
分貝的定義可以解釋為對(duì)兩種能量比值的對(duì)數(shù)(以10為底)后乘以10。
增加10分貝表示能量的增加10:1,增加20分貝表示能量增加100:1,增加30分貝則增加1000:1。
對(duì)我們的應(yīng)用來說,我們是討論聲功率級(jí)-設(shè)定的W1參照值為10-12,其公式就變成了:
例如,如果我們有一個(gè)聲源,發(fā)出一個(gè)10-5瓦特的功率級(jí),那聲功率是:
當(dāng)耳朵背對(duì)著噪音,人們發(fā)現(xiàn)耳朵就自動(dòng)地“聽不到”低頻的噪聲,非常類似下面的“A”級(jí)網(wǎng)絡(luò)。
為此,對(duì)工業(yè)噪聲的測(cè)量選擇的標(biāo)準(zhǔn)是“A”級(jí)噪聲水平,并使用dBA術(shù)語。
由于反射的噪聲能容易地被測(cè)試探頭捕獲,所以設(shè)置另一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)要求所有噪聲測(cè)量就在“空曠野外條件”下進(jìn)行。
測(cè)量氣體設(shè)備聲音的ANSIS51規(guī)則指出:噪聲應(yīng)該在離機(jī)器一米遠(yuǎn),一點(diǎn)五米高處測(cè)量。
因此,這里我們確定了測(cè)試探頭位置和測(cè)量地點(diǎn)并且以“A”級(jí)網(wǎng)絡(luò)測(cè)量噪聲。
所有制造商使用這些相同的基本規(guī)定測(cè)量噪聲。
如果兩臺(tái)同樣噪聲水平的機(jī)器并排運(yùn)行,噪聲水平的結(jié)果將增加了3dBA(兩倍)
例如:在我們?cè)瓉淼墓剑?/div>
如果,我們加倍我們聲音功率水平到2×10-5
一個(gè)壓縮機(jī)制造商聲明:噪聲水平擔(dān)保為+3dBA是指其噪聲水平將是其所聲明的噪聲水平的兩倍或二分之一。
兩臺(tái)以不同速度運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)組,可能有同樣的噪聲水平,但聽起來完全不同。一臺(tái)可能比另一臺(tái)更刺耳。這是因?yàn)樵肼暿歉鶕?jù)把頻譜中所有的頻率相加得出的一個(gè)數(shù)目來形成dBA。
為測(cè)量噪聲水平,將測(cè)量到每一個(gè)音階帶的噪聲,以“A”反評(píng)定并對(duì)比相加以得出答數(shù)(dBA)。
所有這些意味著什么:
1、這意味著,由于反射我們不能將一臺(tái)壓縮機(jī)安置在房間里,然后期望有和在空曠野外條件下相同的噪聲水平。
2、我們不能光憑兩臺(tái)不同的機(jī)組(以不同的速度,不同的驅(qū)動(dòng),不同的組件和不同的外殼)就能對(duì)噪聲水平做出一個(gè)聰明的猜測(cè)。測(cè)量噪聲的唯一方法是使用一臺(tái)聲音測(cè)量設(shè)備。
八、我們?cè)鯓涌朔肼曀街忻黠@的差異?
1、通過準(zhǔn)確測(cè)量噪聲水平
2、通過知道噪聲水平是怎樣構(gòu)成的來理智地指定頻率的差別和刺耳的因素。
3、知道兩個(gè)有相同噪聲水平,然而不同頻率特性的機(jī)組噪聲對(duì)耳朵的傷害是相同的,即使其中一個(gè)確實(shí)“聽起來”更輕一些。
九、我們?cè)鯓硬拍苓M(jìn)一步降低噪聲?
1、保機(jī)體中的所有接頭是安全的,叉車孔關(guān)閉,機(jī)組在地面的基體是固封住的。
2、通過管道輸送進(jìn)氣和排氣。
3、減少反射噪聲。
聲音和噪聲測(cè)量充其量只不過是一種非常不精確的科學(xué)。對(duì)于這個(gè)課題的討論希望能避免野外問題,野外修正的大量費(fèi)用和用戶的不滿意。
1、所有噪聲水平測(cè)量使用ANSLS51標(biāo)準(zhǔn)。這是一個(gè)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。我們應(yīng)該通過這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的參考了引用所用的噪聲水平。簡(jiǎn)短的說,該標(biāo)準(zhǔn)要求空曠野外測(cè)量(無反射墻和屋頂),機(jī)組周圍的多點(diǎn)測(cè)量,并對(duì)測(cè)量值取平均值。應(yīng)該在機(jī)組一米以外,地面和基礎(chǔ)水平上的一點(diǎn)五米處測(cè)量。任何單點(diǎn)測(cè)量可以起過引用的A噪聲水平。只要平均讀數(shù)能滿足或低于引用水平。此外,所采用的測(cè)量是所衡量噪聲的應(yīng)該寬頻帶的平均值。當(dāng)要求或給予應(yīng)該頻率帶分析時(shí),一些中頻帶的讀數(shù)能而且通常確實(shí)比噪聲衡量平均值更高。再一次指出,這是標(biāo)準(zhǔn)所接受的。
2、在標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)中 沒有給予和適用的公差
3、沒有真正的在野外安置的機(jī)組應(yīng)寫上“空曠野外”安置。實(shí)際上規(guī)則地點(diǎn)的噪聲水平總是要更高一些,因?yàn)閺母浇鼔Ρ诤突蛭蓓斠约案浇O(shè)備分布的反射。
4、可能提交的噪聲水平數(shù)據(jù)是當(dāng)測(cè)量應(yīng)該特定壓縮機(jī)時(shí)采用實(shí)際的測(cè)量得到的并在一個(gè)同類型壓縮機(jī)在同樣的條件下重復(fù)運(yùn)行可被解釋為典型的噪聲水平。
注意:
對(duì)于任何多點(diǎn)測(cè)量或重復(fù)壓縮機(jī)測(cè)量時(shí),有一定的誤差聯(lián)系。這些誤差指出了為了擔(dān)保噪聲水平對(duì)一個(gè)特定壓縮機(jī)的問題,應(yīng)該在總的dBA衡量值上加上3分貝。當(dāng)給予一個(gè)用戶噪聲水平擔(dān)保時(shí),服從以上要求是絕對(duì)必要的。
-END-
1、壓縮
絕熱壓縮是一種在壓縮過程中氣體熱量不產(chǎn)生明顯傳入或傳出的壓縮過程。在一個(gè)完全隔熱的氣缸內(nèi)上述過程可成為現(xiàn)實(shí)。等溫壓縮是一種在壓縮過程中氣體保持溫度不變的壓縮過程。
2、壓縮比:(R)
壓縮比是指壓縮機(jī)排氣和進(jìn)氣的絕對(duì)壓力之比。例:在海平面時(shí)進(jìn)氣絕對(duì)壓力為0.1 MPa ,排氣壓力為絕對(duì)壓力0. 8MPa。則壓縮比:
多級(jí)壓縮的優(yōu)點(diǎn):
(1)、節(jié)省壓縮功;
(2)、降低排氣溫度;
(3)、提高容積系數(shù);
(4)、對(duì)活塞壓縮機(jī)來說,降低氣體對(duì)活塞的推力。
七、壓縮介質(zhì)
為什么要用空氣來作壓縮介質(zhì)?
因?yàn)榭諝馐强蓧嚎s、清晰透明的,并且輸送方便(不凝結(jié))、無害性、安全、取之不盡。
惰性氣體是一種對(duì)環(huán)境不起化學(xué)作用的氣體,標(biāo)準(zhǔn)壓縮機(jī)能一樣壓縮惰性氣體。干氮和二氧化碳均為惰性氣體。
空氣的性質(zhì):
干空氣成分:
氮?dú)猓∟2) 78.03%
氧氣(O2) 20.93%
二氧化碳(CO2) 0.03%
分子量:28.96
比重:在0℃、760mmHg柱時(shí),r0=1.2931kg/m3
比熱:在25℃、1個(gè)大氣壓時(shí),Cp=0.241大卡/kg-℃
在t℃、壓力為H(mmhg)時(shí),空氣的比重:
濕空氣的比重,還應(yīng)考慮飽和水蒸氣分壓力(0.378ψ,Pb)。
壓力
1、壓力
這只是某一單位面積的力,如平方米上受1牛頓力度壓力單位為1帕斯卡:
即:1Pa = 1N/㎡
1Kpa = 1,000 Pa = 0.01 kg/c㎡
1Mpa = 106Pa = 10 kg/ c㎡
2、絕對(duì)壓力
絕對(duì)壓力是考慮到與完全真空或絕對(duì)零值相比,我們所居住的環(huán)境大氣具有0.1Mpa 的絕對(duì)壓力。在海平面上,儀表壓力加上0.1MPa的大氣壓力可得出絕對(duì)壓力。高度越高大氣壓力就越低。
3、大氣壓力
氣壓表是用于衡量大氣的壓力。當(dāng)加上儀表壓力上就可得出絕對(duì)壓力。
絕對(duì)壓力=壓力計(jì)壓力+大氣壓力
大氣壓力通常是以水銀mm為單位,但是任何一個(gè)壓力單位都能作出同樣很好的解釋:
1個(gè)物理大氣壓力 = 760毫米汞柱 = 10.33米水柱 =1.033kgf/c㎡≌0.1MPa.
大氣壓同海拔高度的關(guān)系:
H=海拔高度,
P0=大氣壓(0℃,760mmHg)
4、壓力單位換算:
單位: MPa,Psi(bf/in2)
1Psi=0.006895MPa,
1bar=0.1MPa,
1kgf/c㎡=98.066KPa=0.098066MPa≌0.1Mpa
溫度
1、溫度
溫度是指衡量某一物質(zhì)在某一時(shí)間能量水平的方法。(或更簡(jiǎn)單的說,某一事物有多少熱或多少冷)。
溫度范圍是根據(jù)水的冰點(diǎn)和沸點(diǎn)。在攝氏溫度計(jì)上,水的冰點(diǎn)為零度,沸點(diǎn)為100度。在華氏溫度計(jì)上,水的冰點(diǎn)為32度,沸點(diǎn)為212度。
從華氏轉(zhuǎn)換成攝氏:華氏=1.8攝氏+32, 攝氏=5/9(華氏-32)
2、絕對(duì)溫度
這是用絕對(duì)零度作為基點(diǎn)來解釋的溫度。
基點(diǎn)零度為華氏零下459.67度或攝氏零下273.15度
絕對(duì)零度是指從物質(zhì)上除去所有的熱量時(shí)所存在的溫度或從理論上某一容積的氣體縮到零時(shí)所存在的溫度。
3、冷卻溫度差
冷卻溫度差是確定冷卻器的效率的術(shù)語。因?yàn)槔鋮s器不可能達(dá)到100%的效率,我們只能用冷卻溫差衡量冷卻器的效率。
冷卻溫度差是進(jìn)入冷卻器的冷水或冷空氣溫度和壓縮空氣冷卻后的溫度之差。
4、中間冷卻器
中間冷卻器是用于冷卻多級(jí)壓縮機(jī)中的級(jí)與級(jí)之間的壓縮空氣或氣體使溫度降低的器件。中間冷卻器通過降低進(jìn)入下一級(jí)壓縮空氣溫度達(dá)到降低壓縮功率以有助于增加效率。
露點(diǎn)和相對(duì)濕度
1、露點(diǎn)和相對(duì)濕度
就象晚上溫度下降會(huì)產(chǎn)生露水一樣,壓縮空氣系統(tǒng)內(nèi)的溫度下降也會(huì)產(chǎn)生水氣。露點(diǎn)就是當(dāng)濕空氣在水蒸氣分壓力不變的情況下冷卻至飽和的溫度。
這是為什么呢? 含有水分的空氣只能容納一定量的水分。如果通過壓力或冷卻使體積縮小,就沒有足夠的空氣來容納所有的水分,因此多于的水分析出成為冷凝水。
離開后冷卻器的空氣通常是完全飽和的。分離器內(nèi)的冷凝水就顯示了這一點(diǎn),因此空氣溫度有任何的降低,就會(huì)產(chǎn)生冷凝水。
設(shè)定的濕度可認(rèn)為是濕空氣所含水蒸氣的重量,即:水蒸氣重量和干燥空氣重量之比。
相對(duì)濕度ψ
當(dāng)Ps=0, ψ=0時(shí),稱為干空氣;
Ps=Pb, ψ=1時(shí),稱為飽和空氣。
絕對(duì)濕度--1m3濕空氣所含水蒸氣的重量。
2、飽和空氣
當(dāng)沒有再多的水氣能容納在空氣中時(shí),就產(chǎn)生了空氣的飽和,任何加壓或降溫均會(huì)導(dǎo)致冷凝水的析出。
3、水氣分離器
水氣分離器是用于收集和除去在冷卻過程中從空氣或氣體中冷凝出來水的器件。
儲(chǔ)氣筒是用于儲(chǔ)存壓縮機(jī)排放出來的壓縮空氣和氣體的容器。儲(chǔ)氣筒有利于消除排氣管路中的脈沖,并在需求量大于壓縮機(jī)的能力時(shí),可起儲(chǔ)存和補(bǔ)充提供壓縮空氣的作用。
4、干燥機(jī)
干燥機(jī)是用于干燥空氣的裝置。用我們的術(shù)語,就是用其干燥的壓縮空氣。離開后冷卻器的空氣通常是完全飽和的,就是說任何降溫都會(huì)產(chǎn)生冷凝水。冷凍式干燥機(jī)是通過降低壓縮空氣的溫度,析去水分,然后將空氣再加熱到接近原來的溫度。
再生式干燥機(jī)是使空氣通過含有化學(xué)物質(zhì)的過濾器以析出水分。這種裝置比冷凍式裝置更能吸附水氣。
狀態(tài)及氣量
1、標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)
標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的定義是:空氣吸入壓力為0.1MPa,溫度為15.6℃(國內(nèi)行業(yè)定義是0℃)的狀態(tài)下提供給用戶系統(tǒng)的空氣的容積。如果需要用標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài),來反映考慮實(shí)際的操作條件,諸如海拔高度、溫度和相對(duì)濕度則將應(yīng)實(shí)際吸入狀態(tài)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)。
2、常態(tài)空氣
規(guī)定壓力為0.1MPa、溫度為20℃、相對(duì)濕度為36%狀態(tài)下的空氣為常態(tài)空氣。常態(tài)空氣與標(biāo)準(zhǔn)空氣不同在于溫度并含有水分。當(dāng)空氣中有水氣,一旦把水氣分離掉,氣量將有所降低。
3、吸入狀態(tài)
壓縮機(jī)進(jìn)口狀態(tài)下的空氣。
4、海拔高度
按海平面垂直向上衡量,海拔只不過是指海平面以上的高度。海拔在壓縮機(jī)工程方面占有重要因素,因?yàn)樵诤0胃叨仍礁撸諝庾兊迷较”。^對(duì)壓力變得越低。既然在海拔上的空氣比較稀薄,那么電動(dòng)機(jī)的冷卻效果就比較差,這使得標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)機(jī)只能局限在一定的海拔高度內(nèi)運(yùn)行。EP200 標(biāo)準(zhǔn)機(jī)組的最大容許運(yùn)行海拔高度為2286米。
5、影響排氣量的因素
Pj、Tj、海拔高度、n、V余、泄漏等。
6、海拔高度對(duì)壓縮機(jī)的影響
海拔越高,空氣越稀薄,絕壓越低,壓比越高,Nd越大;
海拔越高,冷卻效果越差,電機(jī)溫升越大;
海拔越高,空氣越稀薄,柴油機(jī)的油氣比越大,N越小。
7、容積流量
容積流量是指在單位時(shí)間內(nèi)壓縮機(jī)吸入標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下空氣的流量。用單位:m3/min (立方米/分)表示。標(biāo)方用Nm3/min表示。
1CFM=0.02832m3/min或者1m3/min=35.311CFM S--標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài),A--實(shí)際狀態(tài)
8、余隙容積
余隙容積是指正排量容積式(往復(fù)或螺桿)壓縮機(jī)沖程終端留下的容積,此容積的壓縮空氣經(jīng)膨脹后返回到吸入口,并對(duì)容積系數(shù)產(chǎn)生巨大的影響。
9、負(fù)載系數(shù)
負(fù)載系數(shù)是指某一段時(shí)間內(nèi)壓縮機(jī)的平均輸出與壓縮機(jī)的最大額定輸出之比。不明智的做法就是賣給用戶的壓縮機(jī),正好滿足用戶的最大的需求,增加一個(gè)或幾個(gè)工具或有泄漏會(huì)導(dǎo)致工廠的壓力下降。為了避免這種情況,英格索蘭多年來一直建議采用負(fù)載系數(shù):取用戶系統(tǒng)所需氣量的極大值,并除以0.9或0.8的負(fù)載系數(shù)。(或任何用戶認(rèn)為是個(gè)安全系數(shù))
這種綜合氣量選擇能顧及未預(yù)計(jì)到的空氣需量的增加。無需額外的資本的投入,就可做一些小型的擴(kuò)建。
10、氣量測(cè)試
(1)、往復(fù)式壓縮機(jī)氣缸容積
壓縮機(jī)氣缸的容積是指活塞移動(dòng)的容積減去活塞桿占有的體積。通常是用每分鐘立方米來表示。多級(jí)壓縮機(jī)的容積只是第一級(jí)壓縮的容積,因?yàn)橹鹨煌ㄟ^所有級(jí)的氣體都來源于第一級(jí)。
(2)、測(cè)試
低壓噴嘴測(cè)試是一種精確衡量壓縮機(jī)所提供空氣的方法。這一方法得到壓縮空氣和氣體學(xué)會(huì)的認(rèn)可,還為ASME能源測(cè)試代號(hào)委員會(huì)所接受。
ASME PTC-9中有關(guān)采用低壓噴嘴測(cè)試往復(fù)式壓縮機(jī)的描述。ASME PTC-10中有有關(guān)采用低壓噴嘴測(cè)試動(dòng)力式壓縮機(jī)的描述。
功率及比功率(能耗比、容積比能)
1、壓縮機(jī)效率
容積效率是壓縮機(jī)的實(shí)際氣量和理論氣量容積之比,用百分比表示。
壓縮效率是壓縮給定量氣體實(shí)際所需的功率與理論功率之比。理論功率可按等溫工況或絕熱工況來計(jì)算。相應(yīng)的壓縮效率可用百分比來確定和表示。就蒸汽驅(qū)動(dòng)或內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)而言,機(jī)械效率是指壓縮機(jī)的指示功分馬力和在軸上的制動(dòng)分馬力之比。就電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)而言,機(jī)械效率是指壓縮氣缸內(nèi)的指示功率同壓縮機(jī)的軸功率之比。用百分比來表示。
2、總體效率
總體效率是壓縮機(jī)的壓縮效率和機(jī)械效率的總和。
壓縮機(jī)軸功率(制動(dòng)功率)包括:氣體壓縮功-指示功,摩擦功
粗算:Nad=1.634PjVm(k/k-1)[ε(k-1/k)-1] Kw
N電機(jī)=N軸/η傳, η傳(皮帶:0.92~0.98,齒輪:0.97~0.99)
螺桿壓縮機(jī)中,風(fēng)冷壓縮機(jī)的軸功率要加上風(fēng)扇電機(jī)的功率。
3、容積比能
容積比能是指壓縮機(jī)在單位時(shí)間內(nèi)吸入單位氣量所消耗的功率,通常用Kw/m3/min表示,在相同的排氣壓力下容積比能越小。即耗功少。該壓縮機(jī)效率就是壓縮機(jī)的真實(shí)效率的衡量。
比功率:規(guī)定工況:
Pj=1bar(A),tj=20℃, ψ=0, t水=15℃
Pc =7bar(表), 水量≤2.5L/m3
功率是單位時(shí)間所做的功,諸如馬力(千瓦)被定為76Kg-m/小時(shí)
功率是能源的轉(zhuǎn)換中衡量的指標(biāo)。
為了得到功率的成本,我們也必須包括時(shí)間,例如:耗費(fèi)金錢不是千瓦而是千瓦小時(shí)。
取馬力并把其轉(zhuǎn)換成耗費(fèi)用戶的成本,我們要用以下的公式:
噪音和聲音評(píng)估
噪音被認(rèn)為是令人討厭或干擾的聲音。
用戶完全愿意整夜坐在迪斯科舞廳,邊抽煙邊欣賞高達(dá)95分貝的迪斯科音樂,但是不可思議的是他竟無法容忍第二天早上的65分貝的復(fù)印機(jī)噪音。用戶喜歡迪斯科的噪音而不喜歡復(fù)印機(jī)的噪音。典型的雞尾酒會(huì)噪音值為90分貝,搖滾樂隊(duì)的噪音為100到138分貝之間。
那么什么是分貝呢?
分貝的定義可以解釋為對(duì)兩種能量比值的對(duì)數(shù)(以10為底)后乘以10。
增加10分貝表示能量的增加10:1,增加20分貝表示能量增加100:1,增加30分貝則增加1000:1。
對(duì)我們的應(yīng)用來說,我們是討論聲功率級(jí)-設(shè)定的W1參照值為10-12,其公式就變成了:
例如,如果我們有一個(gè)聲源,發(fā)出一個(gè)10-5瓦特的功率級(jí),那聲功率是:
當(dāng)耳朵背對(duì)著噪音,人們發(fā)現(xiàn)耳朵就自動(dòng)地“聽不到”低頻的噪聲,非常類似下面的“A”級(jí)網(wǎng)絡(luò)。
為此,對(duì)工業(yè)噪聲的測(cè)量選擇的標(biāo)準(zhǔn)是“A”級(jí)噪聲水平,并使用dBA術(shù)語。
由于反射的噪聲能容易地被測(cè)試探頭捕獲,所以設(shè)置另一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)要求所有噪聲測(cè)量就在“空曠野外條件”下進(jìn)行。
測(cè)量氣體設(shè)備聲音的ANSIS51規(guī)則指出:噪聲應(yīng)該在離機(jī)器一米遠(yuǎn),一點(diǎn)五米高處測(cè)量。
因此,這里我們確定了測(cè)試探頭位置和測(cè)量地點(diǎn)并且以“A”級(jí)網(wǎng)絡(luò)測(cè)量噪聲。
所有制造商使用這些相同的基本規(guī)定測(cè)量噪聲。
如果兩臺(tái)同樣噪聲水平的機(jī)器并排運(yùn)行,噪聲水平的結(jié)果將增加了3dBA(兩倍)
例如:在我們?cè)瓉淼墓剑?/div>
如果,我們加倍我們聲音功率水平到2×10-5
一個(gè)壓縮機(jī)制造商聲明:噪聲水平擔(dān)保為+3dBA是指其噪聲水平將是其所聲明的噪聲水平的兩倍或二分之一。
兩臺(tái)以不同速度運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)組,可能有同樣的噪聲水平,但聽起來完全不同。一臺(tái)可能比另一臺(tái)更刺耳。這是因?yàn)樵肼暿歉鶕?jù)把頻譜中所有的頻率相加得出的一個(gè)數(shù)目來形成dBA。
為測(cè)量噪聲水平,將測(cè)量到每一個(gè)音階帶的噪聲,以“A”反評(píng)定并對(duì)比相加以得出答數(shù)(dBA)。
所有這些意味著什么:
1、這意味著,由于反射我們不能將一臺(tái)壓縮機(jī)安置在房間里,然后期望有和在空曠野外條件下相同的噪聲水平。
2、我們不能光憑兩臺(tái)不同的機(jī)組(以不同的速度,不同的驅(qū)動(dòng),不同的組件和不同的外殼)就能對(duì)噪聲水平做出一個(gè)聰明的猜測(cè)。測(cè)量噪聲的唯一方法是使用一臺(tái)聲音測(cè)量設(shè)備。
八、我們?cè)鯓涌朔肼曀街忻黠@的差異?
1、通過準(zhǔn)確測(cè)量噪聲水平
2、通過知道噪聲水平是怎樣構(gòu)成的來理智地指定頻率的差別和刺耳的因素。
3、知道兩個(gè)有相同噪聲水平,然而不同頻率特性的機(jī)組噪聲對(duì)耳朵的傷害是相同的,即使其中一個(gè)確實(shí)“聽起來”更輕一些。
九、我們?cè)鯓硬拍苓M(jìn)一步降低噪聲?
1、保機(jī)體中的所有接頭是安全的,叉車孔關(guān)閉,機(jī)組在地面的基體是固封住的。
2、通過管道輸送進(jìn)氣和排氣。
3、減少反射噪聲。
聲音和噪聲測(cè)量充其量只不過是一種非常不精確的科學(xué)。對(duì)于這個(gè)課題的討論希望能避免野外問題,野外修正的大量費(fèi)用和用戶的不滿意。
1、所有噪聲水平測(cè)量使用ANSLS51標(biāo)準(zhǔn)。這是一個(gè)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。我們應(yīng)該通過這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的參考了引用所用的噪聲水平。簡(jiǎn)短的說,該標(biāo)準(zhǔn)要求空曠野外測(cè)量(無反射墻和屋頂),機(jī)組周圍的多點(diǎn)測(cè)量,并對(duì)測(cè)量值取平均值。應(yīng)該在機(jī)組一米以外,地面和基礎(chǔ)水平上的一點(diǎn)五米處測(cè)量。任何單點(diǎn)測(cè)量可以起過引用的A噪聲水平。只要平均讀數(shù)能滿足或低于引用水平。此外,所采用的測(cè)量是所衡量噪聲的應(yīng)該寬頻帶的平均值。當(dāng)要求或給予應(yīng)該頻率帶分析時(shí),一些中頻帶的讀數(shù)能而且通常確實(shí)比噪聲衡量平均值更高。再一次指出,這是標(biāo)準(zhǔn)所接受的。
2、在標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)中 沒有給予和適用的公差
3、沒有真正的在野外安置的機(jī)組應(yīng)寫上“空曠野外”安置。實(shí)際上規(guī)則地點(diǎn)的噪聲水平總是要更高一些,因?yàn)閺母浇鼔Ρ诤突蛭蓓斠约案浇O(shè)備分布的反射。
4、可能提交的噪聲水平數(shù)據(jù)是當(dāng)測(cè)量應(yīng)該特定壓縮機(jī)時(shí)采用實(shí)際的測(cè)量得到的并在一個(gè)同類型壓縮機(jī)在同樣的條件下重復(fù)運(yùn)行可被解釋為典型的噪聲水平。
注意:
對(duì)于任何多點(diǎn)測(cè)量或重復(fù)壓縮機(jī)測(cè)量時(shí),有一定的誤差聯(lián)系。這些誤差指出了為了擔(dān)保噪聲水平對(duì)一個(gè)特定壓縮機(jī)的問題,應(yīng)該在總的dBA衡量值上加上3分貝。當(dāng)給予一個(gè)用戶噪聲水平擔(dān)保時(shí),服從以上要求是絕對(duì)必要的。
-END-
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