空气压缩机概论

1、空氣壓縮機概論高壓空氣機械包括空氣壓縮機、真空泵及壓縮空氣機械 等。空氣壓縮機之功用與送風機相同，均為對氣髏施予機械能以轉換為 氣鹘之能量，提高氣鞭壓力，增加氣鞭之速度。二者之主要區別在於送 風機乃用在風壓低於1炬/ cm，者，而壓縮機則指提升之壓力大於1 kg /cm以上者。在送風機之使用上，因空氣之壓縮不大，故其溫度之變 化小，通常不需考慮到冷卻之問題。但在壓縮機之使用，因壓力之提升 大（可大3500 kg/cm=）,故溫度上升亦大，對長期使用之情況，均需 考慮其冷卻作用。空氣特性：基本式Pv = RT若為絕熱變化過程，則可以下式表 示：（P vk） = Constant式中，P：絕熱壓力

2、（kg / m2）（二大氣壓力+錶壓力）v：空氣於P及T狀態時之 比容（m3/kg）R：空氣之氣鹘常數（二）T：空氣絕對溫度（K二+ 空氣溫度C）k：空氣之比熱比（二）壓縮機之標準吸氣口狀態為空氣溫度20C,絕對壓力760 mmHg,相對濕度75%,此時lm的空氣重為kg。（二）往復式空氣壓縮機之特性衝程容積V。為活塞在整個衝程中之位移造成的容積， 設D為活塞直徑（m）, L為位移距離（m）,則衝程容積v。為v0 = Ji D: L / 4(m2)1理論排氣量Q：bQ：b 二 n- v0- N (m3/min) (1)式中， n：汽缸數v。：衝程容積(nf)N：活塞每分鐘往返次數(RPM)2容

3、積效率圖二，Vc為汽缸之餘隙容積(clearance volume),容積 效率定義為空氣吸入衝程容積與活塞之衝程容積v。之比值，餘隙比 (clearance ratio) 定義為餘隙容積v。與衝程容積v。之比，即e =v/ V。故容積效率可寫成由上式可知愈大，容積效率愈小，但因壓縮機之吸氣 與排氣閥門等裝置，餘隙容積不可能省略。3壓縮空氣之功率（1）等溫壓縮之功率L“若壓縮機之排氣量為Q5（m3/sec）,則等溫壓Liy = PsQsIn-ml s)PsQs . Pd 仆= In（卯102x60 Ps （2）式中，p八Pd:壓縮機吸入側與排出側之壓力（kg/ms）Qs：吸入側之流量（m3/

4、sec）（2）絕熱壓縮之功率Lad絕熱壓縮功率Lad為（3）多變壓縮之功率J多變壓縮功率J為Go?=彗-1W多變壓縮指數n值，可由多變過程中入口與出口狀態之 壓力與溫度之關係為：-iX由（5）式可求出n值Ts：壓縮機入口側溫度（即室溫）L：壓縮機出口側溫度4軸動力L壓縮機曲柄軸所需之動力，可由各種不同型別原動力機供 給，但因機械摩擦的關係，常大於上述各功率。若使用馬達，則馬達之 軸功動力可由馬達電功乘以馬達效率（約90%）求之。軸動力L二馬達電功率（kW） X馬達效率（%） （kW） （6）5各種效率（1）等溫壓縮效率二等溫壓縮功率/軸動力二J/L （7）（2）絕熱壓縮效率二絕熱壓縮功率/軸動

5、力二5/L （8）（3）多變壓縮效率二多變壓縮功率/軸動力二LP/L （9）（4）容積效率二吸氣狀態時之空氣流量/壓縮機之 衝程為移容積=Q= /Gk（10）式中，Q=：換算成吸氣狀態時的空氣流 量（n? / sec）Q,：壓縮機之 衝程位移體積率（nf/sec）6性能曲線壓縮機之性能曲線，係以輸出壓力P,為横座標，以空氣 流量Q、軸動力L及效率（絕熱效率n还容積效率X .）為縱座標， 繪製而成。（三）空氣流量測定法1文氏管流量計(12)；為文氏流量計所測得之質量流率(kg/min), Y稱為文氏管流 量計之膨脹修正係(Expansion correction factor )，隨管徑比D2/

6、 Dx 變化與壓力比(匕/P：)之函數。管路中測定空氣流量換算成吸氣口處 之流量率，設：大氣壓力Ps,吸氣口溫度Ts,吸氣口空氣密度則仇(13)(四) 壓縮空氣中水蒸汽所占鹘積之計算大氣(atmospheric air)為乾空氣與水蒸汽之混合物， 台灣為海島型氣候濕大，水蒸汽經壓縮易凝結為水，經過除水器排出或 沉積於儲氣筒中，故文氏流量計所測得之流量須加以修正。設大氣溫度 為T*相對濕度為管道出口量得溫度為匚 相對濕度為収，因壓縮 過程水蒸汽被除去之質量率為mw, 一般而言隨壓縮空氣壓力增加而 減小。(14)/w：除去水熬汽之質量流率文氏流量計所測得之質量流率(kg/min)w1：大氣溫濕度狀態之濕度比 (specifi