空压机的风量(排气量),计算
空压机流量单位基准与换算
空压机的风量(排气量),计算标准因国家地区而异.由于空气的特性,体积流量随着所处压力,温度和湿度的不同,会产生极大的变化.另外,使用的单位也不统一,不利于横向比较.一般都需要换算,统一度量衡.以下是设计选型时,常用到的空压机:风量表示法.
一体积流(单位时间的排气体积)
1).StandCubicFeetperMinute英制:用压力14.7Pisa,气温60℉,相对湿度0%RH干燥空气来衡量风量.单位SCFM(立方英尺/分钟)
2).InletCubicFeetperMinute英制:用进气状态的压力与温度湿度计算风量.单位ICFM(立方英尺/分钟)
3).ActualCubicFeetperMinute英制:用实际进气状态的压力与温度计算风量.单位ACFM(立方英尺/分钟)（14.4psi,35℃,60%RH）
4).OperatingCubicFeetperMinute英制:用操作状态的压力与温度计算风量.单位OCFM(立方英尺/分钟)
5).NormalcubicMetersperMinute用标准状况(1atm,0℃)0%RH的干燥空气计算衡量风量.单位Nm3/Min(立方米/分钟)
6).FreeAirvolumeDelivered进气状态的压力与温度单位m3/Min(立方米/分钟)
二质量流(单位时间的排气质量)
1).PoundsperMinute进气状态的干(0%RH)空气磅重,单位lb/Min(磅/分钟)
2).KilogramsperMinute进气状态的干空气重量,单位Kg/Min(千克/分钟)
三.物质的量流(单位时间排气的莫耳量)
MolesperMinute进气状态的干空气莫耳重量,单位mole/Min(莫耳/分钟)基于理想气体方程和波义尔—查理定律,可以进行换算.在换算过程中,不能简单只统一单位,更要注意换算时前后状态的差异,简单地说,压力不变,气体热胀冷缩的现象是很明显
例:10Nm3/Min=353SCFM吗?
分析:1)统一单位
14.7Psia=1atm=1.033kg/cm260℉=15.6℃
353CFM=10m3/Min
2)明确二者所处状态
10Nm3/Min中N表示Normal,即标准状态1atm(1.033kg/cm2)0℃0%RH，
353SCFM中S表示Stand即英制标准状态14.7Psia60℉0%RH
解:把353SCFM转为公制Nm3/Min
由波意耳定律有V=(Po/P)x(T/To)xVo
=10.6Nm3/Min
显然,但统一单位353CFM=10m3/Min,由此判定10Nm3/Min=353SCFM,那就错了,还应看基准状态;两种基准不同的风量,数值差异是明显的,相差了6%.公制标况下10m3/Min的风量,在英制标况下10.6m3/Min;同样,在英制标况下353CFM的风量,在公制标况下是334CFM.
我们汉锺所采用的是进气状态下的风量即FAD,单位m3/Min.若
客户要求的排气量是15(Nm3/Min),环境大气压力是98kPa,20℃,相对湿度60%RH,我公司提供的空压机风量应为多少?
解:已知Po=101.325kPa,To=273k,Vo=15Nm3/Min
P=98kPa,T=20+273=293k,Φ=60%RH,Ps=4.25kPa
可得V=PoVoT101.325×15×293==17.09m3/Min(P−ΦPs)To(98-4.25×0.6)×273
显然,基准状态不同,数值上就不同了.
机种换算方法
1.进气状态的进气量(FAD)转换为英制(SCFM)和公制(Nm3/Min)基准的风量V=PoVoT
(P−ΦPs)To
式中,Po,Vo,To为标况下的气体参数.P,V,T为FAD状态的参数,Φ为吸入状态之下的空气相对湿度,Ps吸入温度下之饱和蒸汽压。
2.把标准状态下的风量换算为进气状态下的风量
PoVoV(P−ΦPs)=ToT
3.英制(SCFM)和公制(Nm3/Min)基准之间的换算
PsVsPnVn=TsTn
4.进气状态的质量流计算
查表可得饱和空气压Ps,
M=Vυ
其中M表示质量流量，V表示体积流量，υ表示当前空气的比容积。χ=水蒸氣質量MwφPs==0.622×乾空氣質量MαP-ϕPs
M=Mw+Maυ=（0.622+χ）T
100
干空气质量Ma=MMχ，水重Mw=，其中Φ,Ps,P都是已知量。1+χ1+χ
5.标况下风量质量流与莫耳流的换算
取空气的平均分子量=29,把质量流除以29即可换算得莫耳流量.ISO1217对于标准状态的规定：
若未于和约上规定空气的标准吸气条件，则一律以自由大气（Freeatmosphere）为准，一般可设定为：
干燥空气，测试时之吸气温度，绝对压力0.1Mpa（1bar）若采购者要一定的空气质量，则可指明在单位时间内的标准风量（STDm3）(StandardcubicMetres)或基准风量（NORMm3）(NormalCubicmetres).
（技术部李庆飞）