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自由空气排气量到底指什么

自由空气排气量是把排气折算到吸气状态下得到的体积流量,单位仍是 m³/min,但基准是进气压力与温度。铭牌流量往往偏乐观,选型必须按自由空气口径核算。

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技术百科空压机基础约 5 分钟

自由空气排气量是把排气折算到吸气状态下得到的体积流量,单位仍是 m³/min,但基准是进气压力与温度。铭牌流量往往偏乐观,选型必须按自由空气口径核算。

1、同一个单位背后的两个基准

空压机排出的气体已经被压缩,同样一台机器在 0.7 MPa 与 1.0 MPa 下排出的体积流量差别很大,因此行业引入自由空气排气量这个概念,把排出的气体按进气压力、进气温度换算回吸气状态下的体积,再以每分钟立方米计量。看到 m³/min 就要追问一句,这个数是排气状态还是自由空气状态。

自由空气排气量的工程含义是:把排出的压缩空气按质量守恒折算回进气状态下的体积。绝对压力要加上 0.1013 MPa 的大气压,例如排气压力 0.7 MPa 时绝对压力是 0.8013 MPa,与大气压之比约为 7.9,同质量气体在自由空气口径下的体积比在排气状态下大得多。

2、与铭牌流量的差距从哪来

铭牌流量通常是在标准进气条件(20 摄氏度、0.1013 MPa、相对湿度低)下标称的实验室值,用户现场往往做不到。车间机房温度到了 40 摄氏度,空气密度下降,同样的吸气体积所含质量减少,实际自由空气排气量会比铭牌低 10% 以上。

进气过滤器堵塞造成的压降同样会吃掉气量,压差每增加 0.01 MPa,排气量大约下降 0.8%~1%。高海拔地区大气压低,这个损失还要叠加。把这些因素加起来,现场实测值比铭牌低 15% 并不罕见,选型时按铭牌值打九折是常见的保守做法。

表:影响自由空气排气量的主要因素
因素典型变化排气量影响
进气温度20 升到 40 摄氏度下降约 7%
进气压降增加 0.01 MPa下降约 0.8%
海拔 1000 米大气压降约 10%下降约 10%
排气压力每升高 0.1 MPa折算量下降约 11%

3、现场怎么核对气量

最直接的办法是在储气罐出口装一台涡街或热式流量计,累计一段时间的用气量,再除以对应时间得到平均流量。另一种做法是记录空压机的加载时间占比,加载率乘以铭牌自由空气排气量,可以快速估算实际供气水平,误差一般在 10% 以内。

核对时还要统一口径,把所有折算都落到进气状态,否则几台机器的数据无法相加。若发现实测长期低于铭牌一成以上,应先排查进气过滤、冷却系统与排气压力设定,再考虑是否需要补机或扩容。

算法:实际自由空气量 = 铭牌流量 × 加载率 × 进气修正系数;进气修正系数按温度、海拔、滤芯压差三项连乘得出

4、选型时怎么用这个数

计算全站用气量时,所有用气点的耗气都要先折算到自由空气状态再相加,否则高压点位与低压点位的数据不能直接汇总。总需求确定后,机组的自由空气排气量要留出余量,常规做法是按总需求的 1.1~1.2 倍配置。

和供应商谈判时,把验收指标写成自由空气排气量而不是铭牌流量,是最有效的一条约束。验收工况写清楚进气温度、排气压力和允许偏差,能避免到货后在数字口径上反复扯皮。

相关问答

自由空气排气量和铭牌流量一样吗
不一定。铭牌流量多为标准进气条件下的标称值,现场进气温度升高、滤芯堵塞、海拔偏高都会让实际值下降,叠加后比铭牌低 10%~15% 很常见。签技术协议时应写明自由空气口径与进气条件。
为什么两台机器排气量一样气却不够用
多半是口径不同或折算基准被忽略了。一台按自由空气标注、一台按排气状态标注,直接相加会虚高。另外加载率不足、用气点同时使用也会让供气显得紧张,需要用流量计实测核对。
排气压力调高后气量会变少吗
会。排气压力升高后,主机内部泄漏回流增加、容积效率下降,自由空气量随之减少,每升高 0.1 MPa 大约下降 1%~3%;同时轴功率上升约 6%~7%,属于双重损失。

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