作為空壓機(jī)的銷售工程師來(lái)說(shuō)，除了必須了解自己公司的產(chǎn)品性能外，本文涉及的一些計(jì)算也是必不可少的。

　　本文本著“知其然，并知其所以然”的原則進(jìn)行講解...

　　▍“標(biāo)方”和“立方”的單位轉(zhuǎn)換推導(dǎo)

　　1Nm³/min（標(biāo)方）≈1.07m³/min

　　那么，這個(gè)換算是怎么得來(lái)的呢?

　　這兩種狀態(tài)只有溫度的區(qū)別：標(biāo)方0℃(273K)，立方20℃(293K)

　　再有，我們要用到“理想氣體狀態(tài)方程”
       

　　兩種狀態(tài)下壓力、物質(zhì)的量、常數(shù)均相同，不同的只是溫度(熱力學(xué)溫度K)

　　推導(dǎo)出：V?/T?=V?/T?(也就是蓋·呂薩克定律)。

　　設(shè)：V?、T?是標(biāo)方，V?、T?是立方

　　則：V?：V?=T?：T?

　　即：V?：V?=273：293

　　故：V?≈1.07V?

　　結(jié)果：1Nm³/min≈1.07m³/min
 

　　▍試計(jì)算空壓機(jī)的耗油量

　　250kW，8公斤，排氣量為40m³/min的空壓機(jī)，含油量為3PPM，則機(jī)組運(yùn)行1000小時(shí)理論上耗油多少升?

　　解答：

　　? 每立方每分鐘耗油：

　　——3×1.2=3.6mg/m3

　　? 40立方每分鐘耗油：

　　——40×3.6/1000=0.144g

　　? 運(yùn)行1000小時(shí)耗油：

　　——1000×60×0.144=8640g=8.64kg

　　? 換算成體積 8.64/0.8=10.8L

　　(潤(rùn)滑油的密度約0.8)

　　以上只是理論耗油，實(shí)際當(dāng)中要大于此值(油分芯過(guò)濾持續(xù)下降)，如按4000小時(shí)計(jì)算，40立方的空壓機(jī)則至少跑油40升(兩桶)。通常40方空壓機(jī)每次保養(yǎng)加油約10~12桶(18升/桶)，耗油量約20%。
 

　　▍高原氣量計(jì)算

　　空壓機(jī)從平原到高原，

　　引用公式：

　　V?/V?=R?/R?

　　V?=平原地區(qū)氣量，V?=高原地區(qū)氣量

　　R?=平原的壓縮比，R?=高原的壓縮比

　　例：空壓機(jī)110kW，排氣壓力8bar，容積流量20m³/min，該機(jī)型在海拔2000米的高度的排氣量為多少?(2000米時(shí)的大氣壓假定為0.85bar，真實(shí)計(jì)算時(shí)可查閱海拔對(duì)應(yīng)的大氣壓表)

　　解：根據(jù)公式 V?/V?=R?/R?

　　(標(biāo)號(hào)1為平原，2為高原)

　　V?=V?R?/R?

　　R?=9/1=9

　　R?=(8+0.85)/0.85=10.4

　　V?=20×9/10.4=17.3m³/min

　　則：該機(jī)型在海拔2000米的高度的排氣量為17.3m³/min，意味著這臺(tái)空壓機(jī)在高原地區(qū)使用的話，排氣量有明顯衰減。

　　所以，如高原地區(qū)客戶需求某一定量的壓縮空氣，需要注意我們的空壓機(jī)排氣量高海拔衰減后是否能滿足要求。

　　與此同時(shí)，很多提出需求的客戶，尤其經(jīng)設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)的，還總喜歡使用Nm³/min的單位，需注意轉(zhuǎn)換后再計(jì)算。
 

　　▍空壓機(jī)充罐時(shí)間的計(jì)算

　　空壓機(jī)充滿一個(gè)儲(chǔ)氣罐要多長(zhǎng)時(shí)間？雖然這樣計(jì)算并沒(méi)有什么太大的用，相當(dāng)不準(zhǔn)確，最多只能算一個(gè)近似值。但很多用戶出于對(duì)空壓機(jī)實(shí)際排氣量的懷疑，還是愿意嘗試這種方法，所以這種計(jì)算的場(chǎng)景也還是挺多的。

　　首先是這種計(jì)算的原理：實(shí)際也就是兩種氣體狀態(tài)的體積轉(zhuǎn)換。

　　其次是這種計(jì)算誤差大的原因：一是某些必要的數(shù)據(jù)現(xiàn)場(chǎng)根本沒(méi)有條件測(cè)量，例如溫度，所以只能忽略;二是測(cè)量的實(shí)際操作性無(wú)法精確，如空壓機(jī)需滿載時(shí)切換到充罐狀態(tài)。

　　但是，即便如此，有需求的話我們還是要知道是怎么個(gè)計(jì)算法：

　　例：10m³/min，8bar的空壓機(jī)多長(zhǎng)時(shí)間可以將一個(gè)2m³的儲(chǔ)氣罐充滿?

　　說(shuō)明：什么叫充滿?就是說(shuō)空壓機(jī)后接2立方的儲(chǔ)氣罐，儲(chǔ)氣罐的排氣端閥門關(guān)閉，直到空壓機(jī)打到8bar卸載，儲(chǔ)氣罐表壓也為8公斤。這段時(shí)間需要多長(zhǎng)?

　　注意：這個(gè)時(shí)間需要從空壓機(jī)開始加載算起，不能包括前面星三角轉(zhuǎn)換，或者變頻機(jī)升頻的過(guò)程。這就是為什么說(shuō)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際操作無(wú)法精確的原因。如果空壓機(jī)后接管道有旁通，在空壓機(jī)滿載狀態(tài)快速切換到充儲(chǔ)氣罐的管路，誤差將小一些。

　　首先是最簡(jiǎn)單的方法（估算）：

　　在不考慮溫度的情況下：

　　p?V?=p?V?(波義耳-馬略特定律)

　　通過(guò)這個(gè)式子發(fā)現(xiàn)，氣體體積變化的大小實(shí)際就是壓縮比。

　　則：t=V?/（V?/R）min

　　(標(biāo)號(hào)1為儲(chǔ)氣罐容積，2為空壓機(jī)容積流量)

　　t=2m³/(10m³/9)min=1.8min

　　充滿約需1.8分鐘，即約1分48秒。

　　其次是稍微復(fù)雜的方法：
  

　　其中：

　　Q0-未計(jì)及冷凝水的壓縮機(jī)容積流量m3/min;

　　Vk-儲(chǔ)氣罐容積m3;

　　τ-充氣時(shí)間min;

　　px1-壓縮機(jī)吸氣壓力MPa;

　　Tx1-壓縮機(jī)吸氣溫度K;

　　pk1-充氣開始時(shí)儲(chǔ)氣罐內(nèi)氣體壓力MPa;

　　pk2-充氣終止，熱平衡后儲(chǔ)氣罐內(nèi)氣體壓力MPa;

　　Tk1-充氣開始時(shí)儲(chǔ)氣罐內(nèi)氣體溫度K;

　　Tk2-充氣終止，熱平衡后儲(chǔ)氣罐內(nèi)氣體溫度K;

　　Tk -儲(chǔ)氣罐內(nèi)氣體溫度K。
 

　　▍氣動(dòng)工具耗氣量計(jì)算

　　各氣動(dòng)裝置在斷續(xù)工作時(shí)(即時(shí)用時(shí)停)的氣源系統(tǒng)耗氣量計(jì)算方法：

　　Q＝0.5ψ×K1×K2×K3×Qmaxm³/min

　　其中：

　　Qmax-實(shí)際需要的最大耗氣量。

　　ψ-利用系數(shù)。

　　它考慮到全部氣動(dòng)設(shè)備不會(huì)同時(shí)使用的系數(shù)，經(jīng)驗(yàn)值0.95～0.65.一般情況下氣動(dòng)設(shè)備數(shù)目越多，則同時(shí)使用的情況愈少，其值就小，反之其值就大。2臺(tái)設(shè)備取0.95.4臺(tái)設(shè)備取0.9.6臺(tái)設(shè)備取0.85.8臺(tái)設(shè)備取0.8.10臺(tái)以上設(shè)備取0.65.

　　K1-漏損系數(shù)，值在1.2～1.5范圍內(nèi)選取。

　　K2-備用系數(shù)，值在1.2～1.6范圍內(nèi)選取。

　　K3-不平均系數(shù)

　　它考慮氣源系統(tǒng)中按平均耗氣量計(jì)算中有不平均的因素存在，為保證其最大使用量而設(shè)，其值在1.2～1.4范圍內(nèi)選取。
 

　　▍氣量不足時(shí)，計(jì)算氣量差額

　　由于用氣設(shè)備增加導(dǎo)致供氣量不足，欲維持額定的工作壓力需增加多大的空壓機(jī)才可以滿足。

　　公式：

　　其中：

　　Q實(shí)-實(shí)際狀態(tài)下系統(tǒng)所需的空壓機(jī)流量;

　　Q原-原使用的空壓機(jī)容積流量;

　　P實(shí)-實(shí)際狀況下所能達(dá)到的壓力MPa;

　　P原-原使用所能達(dá)到的工作壓力MPa;

　　ΔQ-需增加的容積流量(m3/min)。

　　例：原有空壓機(jī)為10立方8公斤，用戶增加設(shè)備目前空壓機(jī)壓力只能打到5公斤，問(wèn)，需要增加至少多大的空壓機(jī)才能滿足8公斤的用氣需求。

　　△Q=10*(0.8-0.5)/(0.5+0.1013)

　　≈4.99m³/min

　　故：需要至少排氣量為4.99立方8公斤的空壓機(jī)。

　　實(shí)際上此一公式的原理是：通過(guò)計(jì)算距目標(biāo)壓力的差額，占當(dāng)前壓力的比例。此比例套用到當(dāng)前所用空壓機(jī)的流量，即得出距目標(biāo)流量的值。