Производительность компрессоров

Компрессор предназначен для сжатия воздушных масс, применяется в промышленности, сфере ремонта и быту. Его определяющей характеристикой является производительность. Это параметр указывается в паспорте устройства и считается главным при выборе.

Определение производительности компрессоров

Существует множество разновидностей компрессоров. Чаще всего применяют поршневые и винтовые воздушные модели. Независимо от конструкции выбор должен основываться на эксплуатационных характеристиках. К ним относится способ нагнетания воздуха, продолжительность включения и производительность компрессора.
Последний параметр определяет объем сжатого воздуха (газа), вырабатываемого во время функционирования. Существует два способа измерения этого значения:

  • По выходу. Рассчитывают объем вырабатываемого сжатого воздуха за единицу времени;
  • По входу. Учитывается объем, всасываемый во входной патрубок.

Производительность может измеряться в л/мин или м³/мин. Это не влияет на выбор определенной модели воздушного компрессора. Сначала выполняется расчет этой величины, а затем проводятся испытания. Это делается при нормальном давлении (105 Па) и температуре +20°С. Изменение параметров скажется на характеристиках установки и ее фактических эксплуатационных качествах.
Методика измерения зависит от конструкции компрессора. Для поршневых необходимо применять способ по выходу, так как на входе это значение может быть больше в 1,5-2 раза. Некоторые недобросовестные производители пользуются этим и указывают объем всасываемого воздуха. Этот момент необходимо уточнить в технической документации оборудования или на сайте изготовителя.

Что влияет на производительность

Показатель не является постоянной величиной и может изменяться под воздействием внешних и внутренних факторов. Степень погрешности может быть незначительной, но для точного производственного процесса ее необходимо знать.
Прежде чем посчитать фактическую производительность поршневых воздушных компрессоров или их винтовых аналогов, необходимо учесть следующие факторы:

  • Температуру и влажность окружающего воздуха;
  • Степень изношенности установки;
  • Мощность. Определяет степень роста производительности во время работы компрессора.

На выбор методики расчета влияют конструктивные особенности системы. К ним относятся тип силовой установки, время срабатывания входного и выходного клапанов, а также фактическое потребление воздуха точками забора.

Поршневые компрессоры

Принцип работы поршневых моделей основан на подаче воздуха в ресивер при движении поршня. Нагнетание осуществляется синхронным действием клапанов. С помощью ресивера происходит накопление сжатого газа и его дальнейшая транспортировка по выпускному трубопроводу.
Фактическая производительность компрессора этого типа зависит от его конструкции:

  • Количество поршней и их суммарного поперечного сечения;
  • Расчетного коэффициента подачи.

Последняя величина определяется по формуле:
Λ=λ0*(1,01-0,02*(Р1/Р2))
Где λ0 – объемный коэффициент, равный 0,92;
Р1 и Р2 – начальное и конечное давление воздуха.
Рассчитав эти величины можно найти показатель производительности по следующей формуле:
Q=n*λ*z*F*s*n
Где n – количество поршней;
Λ – коэффициент подачи;
Z – число всасывающих сторон;
F – сечение поршней;
S – ход поршней;
N – скорость вращения вала.
Зная эти переменные можно сделать выбор оптимальной модели воздушного компрессора. Со временем диаметр поршней может уменьшиться из-за длительной эксплуатации. В результате этого показатель фактической производительности снизится по сравнению с расчетным.

Винтовые модели

Функционирование винтовых компрессоров происходит за счет вытеснения воздуха в результате вращения вала. Для этого в конструкции предусмотрены ведущий и ведомый валы. Зазор между ними минимальный, для обеспечения герметичности есть ограждающий корпус. При достижении максимального значения объема воздуха внутри камеры профили зубцов ведомого вала перекрывают входное отверстие. Одновременно с этим открывается выходной патрубок.
Самый простой способ определения производительности – паспортную величину умножить на КПД. Для моделей этого типа значение последнего равно 0,95, что является максимальным показателем для компрессоров. Для точных расчетов необходимо знать следующие параметры:

  • Время нагнетания нужного объема;
  • Периодичность открытия/закрытия входного канала;
  • Возможные потери давления из-за увеличения зазоров между валами.

Проверить фактическую производительность компрессора можно при подключении его к воздухосборнику. Время заполнения последнего определит показатели устройства. Эта же методика применима для поршневых моделей. Выбор воздухозаборника основывается на параметрах компрессорной установки.

Способы повышения производительности компрессоров

Увеличение объема сжатого воздуха из выходного патрубка возможно без нарушения целостности конструкции и соблюдения норм эксплуатации, описанных в технической документации. Чаще всего выполняют мероприятия по подготовке воздуха перед его подачей в компрессор.
При понижении температуры газа происходит уменьшение расхода удельной энергии. Еще одним фактором является влажность. Чем она выше – тем меньше показатель производительности. Для регулирования этих факторов необходимо сделать выбор холодильника-осушителя. С его помощью на выходе компрессора происходит подготовка воздушных масс для дальнейшего использования.
Кроме этого можно предпринять следующие меры для повышения объема воздуха на выходе устройства:

  • Изменение частоты вращения рабочего вала. Для этого рекомендуется выбрать и установить коллекторный электродвигатель вместо силовой установки переменного тока;
  • Монтаж дополнительных кинематических механизмов (мультипликаторов) для изменения передаточных чисел от вала электродвигателя к рабочему. Актуально для моделей с ременной передачей;
  • Покупка преобразователя частоты. Эго можно собрать самостоятельно, но с учетом фактических характеристик силовой установки.

После применения вышеописанных способов необходимо выполнить расчет производительности компрессора и сверить его с фактическими данными. Возможно появление негативных явлений – перегрев электродвигателя, повышение шума. Проверить это можно только после пробной эксплуатации.
Но самым оптимальным вариантом является выбор и приобретение воздушного компрессора с большей производительностью. Нужно помнить, что любое конструктивное изменение влечет за собой изменение характеристик и как следствие – скажется на износоустойчивости всей установки.

Comments are closed.