Почему одинаковые литры не всегда равны
Производительность компрессора описывает количество доставляемого газа за единицу времени. Однако объем газа меняется с давлением и температурой. Поэтому запись «1000 л/мин» без условий неоднозначна: это может быть объем на всасывании, приведенная подача либо объем уже сжатого воздуха в трубопроводе. При сравнении оборудования сначала выясняют определение величины, точку измерения и условия приведения. Геометрическая производительность поршней также не равна гарантированной полезной подаче.
FAD, фактический и нормальный объем
FAD, free air delivery, характеризует доставленную компрессором подачу, приведенную к оговоренным условиям свободного воздуха. Это не означает, что выходной поток находится под атмосферным давлением. Реальный объемный расход в магистрали относится к давлению и температуре именно в месте измерения. Нормальный или стандартный объем относится к заранее выбранным опорным условиям. Слова «нормальный» и «стандартный» без численных значений давления, температуры и влажности не обеспечивают сопоставимости.
| Запись | Какие данные обязательны | Типичная ошибка |
|---|---|---|
| FAD | Метод испытания, опорные условия, выходное давление | Считать объемом сжатого воздуха на выходе |
| Фактические м³/мин | Место, абсолютное давление, температура | Пропустить плотность потока |
| Нм³/ч | Принятая нормальная температура и давление | Считать все определения одинаковыми |
| Геометрические л/мин | Рабочий объем и частота вращения | Приравнять к полезной доставке |
Таблицу можно прокручивать по горизонтали →
Пересчет в учебном примере
Для сухого идеального газа при неизменном массовом расходе pQ/T постоянно. Все давления в этой зависимости абсолютные, температуры — в кельвинах. Пусть приведенный расход Q₁ = 1,00 м³/мин при p₁ = 1,00 бар абсолютного давления и T₁ = 293,15 К. В трубе p₂ = 8,00 бар абсолютного давления, T₂ = 313,15 К. Тогда Q₂ = Q₁ × p₁/p₂ × T₂/T₁ = 0,13352 м³/мин, то есть примерно 133,5 л/мин фактического объема.
Если расход той же массы требуется выразить при 273,15 К и 1,01325 бар абсолютного давления, получим Qн = 1,00 × 1,00/1,01325 × 273,15/293,15 = 0,91962 Нм³/мин, или 55,18 Нм³/ч. Здесь нормальные условия определены прямо в примере. Они не объявляются обязательными для любого поставщика. Использование 7 бар избыточного вместо 8 бар абсолютного в первой формуле дало бы систематическую ошибку.
Границы простой модели
Эти пересчеты предполагают сухой воздух и отсутствие потерь массы между точками. Если газ влажный, нужно различать сухую составляющую и водяной пар; после охлаждения часть воды может выпасть в конденсат. При значительном отклонении от идеальности вводят коэффициент сжимаемости Z. Учет высоты над уровнем моря также важен: местное атмосферное давление может существенно отличаться от принятого в условном расчете.
Паспортную FAD не получают простым умножением рабочего объема цилиндра на частоту вращения. На доставку влияют утечки, нагрев, клапаны и внутренние потери. Для объемных компрессоров CAGI указывает ISO 1217 как основу испытаний и предлагает сопоставимые листы данных. При оценке конкретной машины проверяют редакцию листа, исполнение пакета и давление, при котором заявлена подача.
Как записать требование
В техническом задании указывают требуемую подачу с единицей, условия приведения, минимальное давление у потребителя и характер нагрузки. Затем отдельно проверяют расходы на регенерацию осушителя и известные технологические продувки. Потребление инструмента и производительность компрессора должны быть приведены к одной базе. Такой порядок позволяет отличить физический недостаток воздуха от ошибки в трактовке единиц и не закладывать необоснованный запас мощности.
При передаче данных между проектировщиком и поставщиком полезно сохранять исходную запись расхода вместе с выполненным пересчетом. Тогда изменение исходной температуры или давления можно учесть без повторного угадывания того, что означала единица.