2.2.9 容积流量、排气压力、功率三者的关系
除了部分变转速压缩机和变容压缩机外,容积流量、排气压力、功率这3个参数是在设备制造厂经过工程师们的设计、试验并定型的。三者均属于空气压缩机最重要的选型参数,它代表的是该设备在允许工况下正常运行所能达到的技术性能。
对照各个企业的量产空气压缩机的选型参数表就会发现,中型、小型、微型空气压缩机绝大部分都是按照功率来分档划分机型的(大型压缩机往往涉及满足项目需求的定制化生产,因此对流量和压力的要求都放在首位)。
按功率来划分机型最为便利,这是因为中型、小型、微型压缩机的驱动原动机基本都采用电动机(少部分采用柴油机),电动机的功率分档(型谱)是有国家标准的,依此来划分空气压缩机的规格非常便利,也方便比较不同产品的性能优劣。
在确定了功率分档后,排气压力也可以人为设定分档(例如,容积式的一般用空气压缩机的排气压力常用分档:0.2MPa、0.25MPa、0.3MPa、0.4MPa、0.5MPa、0.7MPa、0.8MPa、1.0MPa、1.25MPa。其中 0.7MPa、0.8MPa 最为普遍),于是可以衍生各种不同规格的机型。
当你观察各厂商的选型参数表时,你会发现:
(1)当排气功率相同时,排气压力越大,容积流量越小;
(2)当排气压力相同时,功率越大,容积流量越大;
(3)当容积流量相同时,排气压力越大,功率越大。
三者与转速(这里的转速指的是压缩机主机的转速,不是驱动原动机的转速,排除增/减速机构)的关系如下:
(1)当功率相同时,排气压力越大,转速越低,容积流量越小;
(2)当压力相同时,转速越高,容积流量越大,所需功率越大。
因此,对于容积式空气压缩机来讲,单纯地改造空气压缩机的转速以达到更高的容积流量和更高的压力是不可行的,二者只能取其一:降低转速、增大排气压力,则容积流量减小;提高转速、增大容积流量,则排气压力必须减小。
小贴士
空气压缩机的排气压力、排气量和功率三者之间的关系,我们可以用汽车来打个比方,一台汽车的发动机的最大功率和一台空气压缩机的电机功率一样都是确定的,汽车的扭矩和速度的关系就相当于空气压缩机的排气压力和排气量的关系。当汽车在平路上行驶时,速度越快,扭矩越小。当汽车爬坡时,需要增大扭矩(有劲),此时汽车的速度必然降低。完成扭矩和速度变换的是变速箱,低档位对应大扭矩、低速,高档位对应小扭矩、高速。但对空气压缩机来讲,由于没有变速箱,不能实现扭矩的自由调节,因此只能在一个功率下分成很多种压力的机型。相同功率下,高压力机型则排气量小,低压力机型则排气量大。