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。
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。
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。
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。
| 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% |
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
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。