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压缩空气基本理论(4)
功率及比功率
(能耗比、容积比能)

1、压缩机效率

容积效率是压缩机的实际气量和理论气量容积之比,用百分比表示。
压缩效率是压缩给定量气体实际所需的功率与理论功率之比。理论功率可按等温工况或绝热工况来计算。相应的压缩效率可用百分比来确定和表示。就蒸汽驱动或内燃机驱动的压缩机而言,机械效率是指压缩机的指示功分马力和在轴上的制动分马力之比。就电动机驱动的压缩机而言,机械效率是指压缩气缸内的指示功率同压缩机的轴功率之比。用百分比来表示。

2、总体效率

总体效率是压缩机的压缩效率和机械效率的总和。
压缩机轴功率(制动功率)包括:气体压缩功—指示功,摩擦功
                Ni
机械效率ηm=  --------
                Nad
粗算:Nad=1.634PjVm(k/k-1)[ε(k-1/k)-1]   Kw
N电机=N轴/η传, η传(皮带:0.92~0.98,齿轮:0.97~0.99)
螺杆压缩机中,风冷压缩机的轴功率要加上风扇电机的功率。

3、容积比能

容积比能是指压缩机在单位时间内吸入单位气量所消耗的功率,通常用Kw/M3/min表示,在相同的排气压力下容积比能越小。即耗功少。该压缩机效率就是压缩机的真实效率的衡量。

比功率:规定工况:Pj=1bar(A),tj=20℃, ψ=0, t水=15℃
                 Pc =7bar(表), 水量≤2.5L/M3
功率是单位时间所做的功,诸如马力(千瓦)被定为76Kg-m/小时
功率是能源的转换中衡量的指标。
为了得到功率的成本,我们也必须包括时间,例如:耗费金钱不是千瓦而是千瓦小时。
取马力并把其转换成耗费用户的成本,我们要用以下的公式:
        电机制动马力×0.746 (转换成千瓦)×年运行小时×功率成本
年成本= ---------------------------------------------------
                            电机效率


 噪音和声音评估

噪音被认为是令人讨厌或干扰的声音。
用户完全愿意整夜坐在迪斯科舞厅,边抽烟边欣赏高达95分贝的迪斯科音乐,但是不可思议的是他竟无法容忍第二天早上的65分贝的复印机噪音。用户喜欢迪斯科的噪音而不喜欢复印机的噪音。典型的鸡尾酒会噪音值为90分贝,摇滚乐队的噪音为100到138分贝之间。
那么什么是分贝呢?

分贝的定义可以解释为对两种能量比值的对数(以10为底)后乘以10。

           W2
dB=10log -------
           W1

增加10分贝表示能量的增加10:1,增加20分贝表示能量增加100:1,增加30分贝则增加1000:1。
对我们的应用来说,我们是讨论声功率级-设定的W1参照值为10-12,其公式就变成了:

PWL(dB)=10log W/10-12
例如,如果我们有一个声源,发出一个10-5瓦特的功率级,那声功率是:
           10-5
PWL=10log -------  = 70dB
           10-12
当耳朵背对着噪音,人们发现耳朵就自动地“听不到”低频的噪声,非常类似下面的“A”级网络。
为此,对工业噪声的测量选择的标准是“A”级噪声水平,并使用dBA术语。
由于反射的噪声能容易地被测试探头捕获,所以设置另一个标准。该标准要求所有噪声测量就在“空旷野外条件”下进行。
测量气体设备声音的ANSIS51规则指出:噪声应该在离机器一米远,一点五米高处测量。
因此,这里我们确定了测试探头位置和测量地点并且以“A”级网络测量噪声。
所有制造商使用这些相同的基本规定测量噪声。
如果两台同样噪声水平的机器并排运行,噪声水平的结果将增加了3dBA(两倍)
 
例如:在我们原来的公式:     
            10-5
PWL=10log ------- = 70dB
            10-12
如果,我们加倍我们声音功率水平到2×10-5
            2×10-5
PWL= 10log --------- = 73 dB
              10-12

一个压缩机制造商声明:噪声水平担保为+3dBA是指其噪声水平将是其所声明的噪声水平的两倍或二分之一。
两台以不同速度运转的机组,可能有同样的噪声水平,但听起来完全不同。一台可能比另一台更刺耳。这是因为噪声是根据把频谱中所有的频率相加得出的一个数目来形成dBA。
为测量噪声水平,将测量到每一个音阶带的噪声,以“A”反评定并对比相加以得出答数(dBA)。

所有这些意味着什么:
 
1、这意味着,由于反射我们不能将一台压缩机安置在房间里,然后期望有和在空旷野外条件下相同的噪声水平。

2、我们不能光凭两台不同的机组(以不同的速度,不同的驱动,不同的组件和不同的外壳)就能对噪声水平做出一个聪明的猜测。测量噪声的唯一方法是使用一台声音测量设备。
        
我们怎样克服噪声水平中明显的差异?

1、通过准确测量噪声水平
2、通过知道噪声水平是怎样构成的来理智地指定频率的差别和刺耳的因素。
3、知道两个有相同噪声水平,然而不同频率特性的机组噪声对耳朵的伤害是相同的,即使其中一个确实“听起来”更轻一些。
 
我们怎样才能进一步降低噪声?
1、保机体中的所有接头是安全的,叉车孔关闭,机组在地面的基体是固封住的。
2、通过管道输送进气和排气。
3、减少反射噪声。

声音和噪声测量充其量只不过是一种非常不精确的科学。对于这个课题的讨论希望能避免野外问题,野外修正的大量费用和用户的不满意。

1、所有噪声水平测量使用ANSLS51标准。这是一个工业标准。我们应该通过这个标准的参考了引用所用的噪声水平。简短的说,该标准要求空旷野外测量(无反射墙和屋顶),机组周围的多点测量,并对测量值取平均值。应该在机组一米以外,地面和基础水平上的一点五米处测量。任何单点测量可以起过引用的A噪声水平。只要平均读数能满足或低于引用水平。此外,所采用的测量是所衡量噪声的应该宽频带的平均值。当要求或给予应该频率带分析时,一些中频带的读数能而且通常确实比噪声衡量平均值更高。再一次指出,这是标准所接受的。

2、在标准结构中 没有给予和适用的公差

3、没有真正的在野外安置的机组应写上“空旷野外”安置。实际上规则地点的噪声水平总是要更高一些,因为从附近墙壁和或屋顶以及附近设备分布的反射。

4、可能提交的噪声水平数据是当测量应该特定压缩机时采用实际的测量得到的并在一个同类型压缩机在同样的条件下重复运行可被解释为典型的噪声水平。

  注   意

对于任何多点测量或重复压缩机测量时,有一定的误差联系。这些误差指出了为了担保噪声水平对一个特定压缩机的问题,应该在总的dBA衡量值上加上3分贝。当给予一个用户噪声水平担保时,服从以上要求是绝对必要的。

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