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提問(wèn)

    上海某柴油機(jī)股份公司3個(gè)空壓站共14臺(tái)空壓機(jī)，每臺(tái)機(jī)出口均裝有孔板流量計(jì)，早期因不帶溫度壓力補(bǔ)償，誤差較大。1997年改造中，差壓變送器改用，流量演算器改用FC6000型，技術(shù)水平有了提高，宙但懷疑計(jì)量結(jié)果有問(wèn)題。

①測(cè)量得到的空壓機(jī)排氣量，夏季比空壓機(jī)銘牌數(shù)據(jù)略小，但冬季比銘牌數(shù)據(jù)大得多。

②這些空壓機(jī)大多已是使用40年的老機(jī)器，排氣量如此大不可能。

分析

    空壓機(jī)排氣量為什么冬季比夏季大?原因主要有兩個(gè)，一是冬季空氣密度大，二是夏季大氣含水率高。

①空氣密度與溫度的關(guān)系

往復(fù)式壓縮機(jī)屬于一種正排量(Positive displacement)壓縮機(jī)，即活塞的行程是固定的，(一段氣缸內(nèi))活塞每往復(fù)一次就有恒定體積的氣體被吸入，送到其出石。而吸入氣體的密度卻是隨沮度而變化的，它們之間的關(guān)系在忽略了壓縮系數(shù)的影響之后，可用式(3.1)表示:

式中  ρf—當(dāng)前狀態(tài)氣體密度，kg/m3 ;

      Pf—工作狀態(tài)流體壓力，MPa;

      Pf標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)流體壓力，MPa (pn=0.101325MPa);

      Tn—標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)熱力學(xué)溫度，K(Tn=293.15K);

      Tf—使用狀態(tài)熱力學(xué)溫度，K;

      ρn標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)氣體密度，kg/m3

    下面舉例說(shuō)明。夏季溫度以30℃計(jì).冬季溫度以0℃計(jì)。

    令Pf = Pn，在Tf= Tn(相當(dāng)于20℃)時(shí)，ρf=ρn;

    在夏季，令Pf = PR，則Tf=30℃=303.15K，代入式(3.1得

式中式中ρo-0℃時(shí)空氣密度，kg/m3。

    將式(3-3)除以式(3.2)得

由此可見(jiàn)，冬季大氣密度比夏季空氣密度大10%以上。

空氣密度增大，活塞往復(fù)一次吸入氣體的質(zhì)量流量也相應(yīng)增大，壓縮機(jī)出口質(zhì)量流量也相應(yīng)增大，換算到標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的體積流量也成正比地增大。

②夏季大氣含水率高

  大氣中的飽和水含量是大氣溫度的函數(shù)（見(jiàn)表3.1）溫度越高，飽和分壓越高。盡管大氣中的實(shí)際含水率不一定達(dá)到飽和程度，但在體積被壓縮到原來(lái)的幾分之一到十幾分之一后，一般都要達(dá)到飽和程度。這時(shí)，空壓機(jī)出口的空冷器出口就有很多水被疏出，于是，安裝在空冷器后面的空氣流量計(jì)測(cè)量出的流量，就比空壓機(jī)的大氣吸入口流量少一塊。從表3.1可看出，嚴(yán)重的時(shí)候可高達(dá)3%左右。

討論

    空氣壓縮機(jī)畢竟不是計(jì)量器具，它沒(méi)有準(zhǔn)確度的概念，它的銘牌上給出的額定排氣量也有-5%-+15%的允許誤差。所以，流量計(jì)在冬季給出的流量值高于銘牌數(shù)據(jù)是正常的。

反饋信息

    上述分析，提問(wèn)者接受了。

壓縮空氣流量計(jì) 壓縮機(jī)空氣流量計(jì) 空氣流量計(jì)