压缩空气基本知识

ATLAS COPCO-2003
压比
Pr = P出口绝压/ P入口绝压
压比 Pr 是进气侧与排气侧绝对压力的比值 压缩机工作的海拔高度对压比有直接的影响
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压比: 举例
假设一台压缩机在海拔2000米的高度运行. P大气= 0.776 bar. 压缩机工作压力为 7 bar (e)
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FAD
FAD 的计算举例
客户A,位于2000米海拔高度,需要一台无油机,流量为 190 SCFM ,工作压力为7 bar (e) 环境温度 = 20 C, RH = 60%
你会推荐什麽机型?
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F.A.D.
基本公式: P1V1 = P2V2 T2 T1
空气
氧气 20.9%
水
氮气 78%
空气是一种机械混合物,主要成份 是: 氮气 (N2 , 78%), 氧气 (O2 , 20.9%), 氩气 (0.9%) 和其它气体.
空气中总是包含一定数量的水分
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空气
压力, 温度和容积是息息相关的. 它们之间的关系可以用下式 来表示:
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68°F 14.5 psia 0% 68°C
螺杆压缩机常用流量
自由空气排量FAD
外部泄露
进口实际流量Acfm
由于空气滤清器阻力损失:0.03bar 所以, FAD=(1-0.03) Acfm 外部泄露
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离心压缩机常用流量
进口流量Icfm
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空气理论 基础知识培训 2003
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主要内容:
压缩空气理论
压缩机基本类型及工作原理
自由空气流量
– 概念 – 参考工况和实际工况 – 测量FAD的新标准
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COMPRESSOR TYPES
空气理论
什麽是空气? 空气是无色,无臭,无味的.
(压缩机制造商一致协商采用此标准)
最终目的:
客户的安全
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ISO 1217 第3版 附录 C
1. 整个 压比
过滤 器 入口
阀
主机
油分离器
后冷
止回 阀 出口
2. 出口处流量
齿轮箱
风扇
电机
3. 所有 功率输入
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附表:饱和水蒸气压力和密度
t °C -40 -38 -36 -34 -32 -30 -29 -28 -27 -26 -25 -24 -23 -22 -21 -20 -19 -18 -17 -16 Ps mbar 0.128 0.161 0.200 0.249 0.308 0.380 0.421 0.467 0.517 0.572 0.632 0.689 0.771 0.850 0.937 1.03 1.14 1.25 1.37 1.51 Pw g/m3 0.119 0.146 0.183 0.225 0.277 0.339 0.374 0.413 0.455 0.502 0.552 0.608 0.668 0.734 0.805 0.884 0.968 1.06 1.16 1.27 t °C -15 -14 -13 -12 -11 -10 -9 -8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 Ps mbar 1.65 1.81 1.98 2.17 2.38 2.60 2.84 3.10 3.38 3.69 4.02 4.37 4.76 5.17 5.62 6.11 6.57 7.06 7.58 8.13 Pw g/m3 1.39 1.52 1.65 1.80 1.96 2.14 2.33 2.53 2.75 2.99 3.25 3.52 3.82 4.14 4.48 4.85 5.19 5.56 5.95 6.36 t °C 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Ps mbar 8.72 9.35 10.01 10.72 11.47 12.27 13.12 14.02 14.97 15.98 17.04 18.17 19.37 20.63 21.96 23.37 24.86 26.43 28.09 29.83 Pw g/m3 6.80 7.26 7.75 8.27 8.82 9.40 10.01 10.66 11.35 12.07 12.63 13.63 14.48 15.37 16.31 17.30 18.34 19.43 20.58 21.78 t °C 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 Ps mbar 31.67 33.61 35.65 37.80 40.06 42.43 44.93 47.55 50.31 53.20 56.24 59.42 62.76 66.28 69.93 73.78 77.80 82.02 86.42 91.03 Pw g/m3 23.05 24.38 25.78 27.24 28.78 30.38 32.07 33.83 35.68 37.61 39.63 41.75 43.96 46.26 48.67 51.19 53.82 58.56 59.41 62.39
Pr = (Pat+ 7)/Pat Pr = (0.776 + 7)/0.776 = 10.02 这台压缩机的压比为10.02 但是压缩机的不同压比相对应它所能工作的环境有一定的限制.
请参考高度性能曲线图
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空 气
空气中总是包含一定数量的水蒸气, 空气的整个压力可视为干 空气和水蒸气压力的总和 (道尔顿分压定律). 在一定温度下,当水蒸气分压力等同与饱和水蒸气压力,说明此 时空气是饱和的. 饱和压力只与温度有关.
PV/P2 = 14.22/776 = 0.0183
空气中含有高达1.83 %的水分
那麽就需要更多的FAD
V2 = 1.0183 X 118.9 = 121.1 l/s ZT55 ?
压比 = 10 --> 核对 AML 中 9 Bare (1 Bar 进气压力) 主轴输入功率 (和冷却水流量) 修正系数为 0.87 电机必须适合高海拔地区运行...
V2 = P1 X T2 X V1 P2 T1
ZT45Hale Waihona Puke Baidu
V2 = 1.013/0.776 X 293/288.56 X 89
V2 = 1.31 X 1.02 X V1
标准工况 T1 = 15.56 °C = 288.56 °K P1 = 1.013 bar V1 = 190 CFM = 89 l/s
V2 = 118.9 l/s
PV wRT
在此: P= 压力, V= 容积, T= 温度(凯氏), w= Avogadro number R= 常数
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绝对压力和相对压力
绝对压力考虑了大气压力 相对压力就是我们通常用压力表或压力计所测量到的压力
– 相对压力也被称作“工作压力” 或 “表压” 或 “有效 压力” P绝对压力= P相对压力 + P大气压力
自由空气流量 F.A.D.
自由空气流量:
将压缩机的排出空气量换算到标准的进 气条件时的流量.
表示将气体重新膨胀到环境条件时,将会有 多少升的空气.
F.A.D. 可以用 l/s, m³ /min 或 cfm表示.
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F.A.D
实际上:
Atlas Copco 用 F.A.D. 来标定容积式压缩机 - 压缩机的排放流量测定按照ISO 1217, annex C. 标准 (后冷却器,止回阀和水分离器的下方) - 当地环境温度 - AML中的参考工况 用 ISO 1217 标准 环境温度: 压力: 相对湿度 冷却水/空气 温度: 20°C 1 bar(a) 0% 20°C
标准流量
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螺杆压缩机不同工况时的性能参数
参考工况 ISO1217基准 －－ 1 bar(a), 20℃, 0% ZR630-7.5 : 103. m3/min , 563 kw
设计工况
实际工况 工况1 －－ 1.033 bar(a), 30℃, 75% ZR630-7.5 : 104.1 m3/min , 562 kw
ZT55
当地环境条件 T2 = 20°C = 293°K P2 = O.776bar V2 = ???
温度影响系数 压力影响系数
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F.A.D
相对湿度是 60%,对FAD 有何影响
?
水蒸气在 20°C时的饱和压力 PVS= 23.7 mbar 相对湿度 60% 意味水蒸气的压力为: Pv = 0.6 X 23.7 = 14.22 mbar
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测量FAD 标准的变迁历程
第一阶段:没有任何标准
第二阶段:ISO 1217 版本 2 (复杂难解)
第三阶段:CAGI-PNEUROP PN2 CPT-1/-2/-3 第四阶段:ASME PTC 9 , PTC 10
第五阶段:ISO 1217 版本 3 附录 A, B, C, D
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空气
空气在常压下冷却,当分压力 等同与饱和压力,此时的温度 压 力 露 即为露点温度. 点 大气的露点就是在大气压力 下水蒸气开始冷凝时的温度. 任何进一步的冷却,便有冷凝 水析出.
常压露点 含水量 有 效 压 力
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自由空气流量FAD
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谢谢
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