空压机选型主要计算公式及定律

1.波义目定律：假设温度不变则某一定量气体的体积与绝对压力成反比。
V1/V2=P2/P1
2.查理定律：假设压力不变，则气体体积与绝对温度成正比。
V1/V2=T1/T2
3.博伊尔－查理定律
(P1V1)/T1=(T2V2)/T2
P：气体绝对压力
V：气体体积
T：气体绝对温度
4.排气温度计算公式
T2=T1×r(K-1/K)
T1=进气绝对温度
T2=排气绝对温度
r=压缩比(P2/P)P1=进气绝对压力 P2=排气绝对压力
K=Cp/Cv 值空气时K 为1.4(热容比/空气之断热指数)
5.吸入状态风量的计算(即Nm3/min 换算为m3/min)
Nm3/min：是在0℃，1.033kg/c ㎡ absg 状态下之干燥空气量
V1=P0/(P1-Φ1·PD) (T1/T0)×V0 (Nm3/hr dry)
V0=0℃，1.033kg/c ㎡ abs，标准状态之干燥机空气量(Nm3/min dry)
Φa=大气相对湿度
ta=大气空气温度(℃) 
T0=273(°K)
P0=1.033(kg/c ㎡ abs)
T1=吸入温度=273＋t(°K)
V1=装机所在地吸入状态所需之风量(m3/hr)
P1：吸入压力=大气压力Pa－吸入管道压降P1 △=1.033kg/c ㎡ abs-0.033kg/c ㎡=1.000kg/c ㎡ abs
φ1=吸入状态空气相对湿度=φa×(P1/P0)=0.968φa
PD=吸入温度的饱和蒸气压kg/c ㎡ Gabs(查表)=查表为mmHg 换算为kg/c ㎡ abs 1kg/c ㎡=0.7355mHg
例题: V0=2000Nm3/hr ta=20 φa=80% ℃
则V1=1.033/(1-0.968×0.8×0.024)×﹝(273+20)/273﹞×2000=2220
6.理论马力计算
A 单段式HP/Qm3/min=﹝(P/0.45625)×K/(K-1)﹞×﹝(P2/P1)(K-1)/K-1﹞
B 双段式以上HP/Qm3/min=﹝(P/0.45625)×nK/(K-1)﹞×﹝(P2/P1)(K-1)/nK-1﹞
P1=吸入绝对压力(kg/c ㎡ Gabs)
P2=排气绝对压力(kg/c ㎡ Gabs)
K =Cp/Cv 值空气时K 为1.4
n =压缩段数
HP=理论马力HP
Q=实际排气量m3/min
 
7.理论功率计算
单段式 KW=(P1V/0.612)×K/(K-1)×﹝(P2/P1)(K-1)/K-1﹞
双段式以上KW=(P1V/0.612)×nK/(K-1)×﹝(P2/P1)(K-1)/nK-1﹞
P1=吸入绝对压力(kg/c ㎡ Gabs)
P2=排气绝对压力(kg/c ㎡ Gabs)
K =Cp/Cv 值空气时K 为1.4
n =压缩段数
KW=理论功率
V=实际排气量m3/min
 
8.活塞式空压机改变风量之马达皮带轮直径及马力之修正
Dm=Ds×(Qm/Qs)
Ds=马达皮带轮标准尺寸(mm)
Qs=标准实际排气量(m3/min)
Qm=拟要求之排气量(m3/min)
Dm=拟修改之马达皮带轮直径(mm)
例题：本公司YM-18 型空压机之马达皮带轮之标准为440mm，实际排气量为
7.56m3/min，今假设客户要求提高风量至8.7m3/min，应将马达皮带
轮如何修改？
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=修正后之马力数(HP)
Ns=标准之马力数(HP)
Qm、Qs 如上。
例题：马达皮带轮加大后，必须跟着加大使用马达之马力数，上例中之标准马
力数为75HP，排气量提高为8.7 m3/min 后，所需马力为何？
解：已知Qs=7.56 m3/min，Qm=8.7 m3/min，Ns=75HP
Nm=75×8.7/7.56≒86HP 
 
9.空气桶容积之计算
QA=(π/4)×D2×L×0.91
D=空气桶直径(cm)
L=空气桶高度(cm)
例题：780φ×1524 mm之空气桶容积为多少L。
解：已知D=78cm，L=152.4cm
Qa=(π/4)×782×152.4×0.91=728.223cm×0.91≒6621 
 
10.现有空压机风量不足，欲维持额定工作压力之风量计算
Qs=Q×(P1+1.033)/(P2+1.033)
Qs=实际状况下系统所需要之空压机之排气量(l/min)
Q=原使用空压机之排气量(l/min)
P1=原使用空压机之工作压力(l/min)
P2=实际状况下系统所需之工作压力(kg/cm2·g)
例题：一部一马力之空压机，现工作压力仅能维持在4kg/cm2·g，但工作需要
维持在7kg/cm2·g 方能顺利工作，问须使用风量多大之空压机才能符合上述要求？
解：已知1HP 在7kg/cm2·g 时实际排气量为110 l/min
Os=110×(7+1.033)/(4+1.033)=176 l/min
※即一台空压机若其实际排气量大于176 l/min，即可保证系统压力维持在7 kg/cm2·g。
 
11.气压缸之空气消耗量计算：
Q=﹝(A1+A2)×L×(P+1)N﹞/1000×e(L/min)
Q=单支气缸之空气消耗量(L/min)
A1=头端活塞有效面积(c ㎡)
A2=杆端活塞有效面积(c ㎡)
L=冲程(cm)
P=使用压力数(kg/c ㎡)
N=每分钟往复数
e=系数1.5－2
例题：100φmm 之气压缸，冲程300mm，每分钟往复式10 次，
使用压力5kg/c ㎡。
解：依下图(比依上列公式计算较方便)找出粗线所示，自5kg/c ㎡纵线往上
看，与100φmm 曲线之交点，向左相对之耗气量即为0.9 l/min(冲程
100mm，每往复一次)。
因冲程为300mm，每分钟往复10 次，故耗气量
Q=0.9×(300/10)×10=270 l/min
270 l/min×1.5(消耗系数)=405 l/min
 

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