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壓縮空氣基本理論(4)
功率及比功率
(能耗比、容積比能)

1、壓縮機效率

容積效率是壓縮機的實際氣量和理論氣量容積之比,用百分比表示。
壓縮效率是壓縮給定量氣體實際所需的功率與理論功率之比。理論功率可按等溫工況或絕熱工況來計算。相應的壓縮效率可用百分比來確定和表示。就蒸汽驅動或內燃機驅動的壓縮機而言,機械效率是指壓縮機的指示功分馬力和在軸上的制動分馬力之比。就電動機驅動的壓縮機而言,機械效率是指壓縮氣缸內的指示功率同壓縮機的軸功率之比。用百分比來表示。

2、總體效率

總體效率是壓縮機的壓縮效率和機械效率的總和。
壓縮機軸功率(制動功率)包括:氣體壓縮功—指示功,摩擦功
                Ni
機械效率ηm=  --------
                Nad
粗算:Nad=1.634PjVm(k/k-1)[ε(k-1/k)-1]   Kw
N電機=N軸/η傳, η傳(皮帶:0.92~0.98,齒輪:0.97~0.99)
螺桿壓縮機中,風冷壓縮機的軸功率要加上風扇電機的功率。

3、容積比能

容積比能是指壓縮機在單位時間內吸入單位氣量所消耗的功率,通常用Kw/M3/min表示,在相同的排氣壓力下容積比能越小。即耗功少。該壓縮機效率就是壓縮機的真實效率的衡量。

比功率:規定工況:Pj=1bar(A),tj=20℃, ψ=0, t水=15℃
                 Pc =7bar(表), 水量≤2.5L/M3
功率是單位時間所做的功,諸如馬力(千瓦)被定為76Kg-m/小時
功率是能源的轉換中衡量的指標。
為了得到功率的成本,我們也必須包括時間,例如:耗費金錢不是千瓦而是千瓦小時。
取馬力并把其轉換成耗費用戶的成本,我們要用以下的公式:
        電機制動馬力×0.746 (轉換成千瓦)×年運行小時×功率成本
年成本= ---------------------------------------------------
                            電機效率


 噪音和聲音評估

噪音被認為是令人討厭或干擾的聲音。
用戶完全愿意整夜坐在迪斯科舞廳,邊抽煙邊欣賞高達95分貝的迪斯科音樂,但是不可思議的是他竟無法容忍第二天早上的65分貝的復印機噪音。用戶喜歡迪斯科的噪音而不喜歡復印機的噪音。典型的雞尾酒會噪音值為90分貝,搖滾樂隊的噪音為100到138分貝之間。
那么什么是分貝呢?

分貝的定義可以解釋為對兩種能量比值的對數(以10為底)后乘以10。

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

增加10分貝表示能量的增加10:1,增加20分貝表示能量增加100:1,增加30分貝則增加1000:1。
對我們的應用來說,我們是討論聲功率級-設定的W1參照值為10-12,其公式就變成了:

PWL(dB)=10log W/10-12
例如,如果我們有一個聲源,發出一個10-5瓦特的功率級,那聲功率是:
           10-5
PWL=10log -------  = 70dB
           10-12
當耳朵背對著噪音,人們發現耳朵就自動地“聽不到”低頻的噪聲,非常類似下面的“A”級網絡。
為此,對工業噪聲的測量選擇的標準是“A”級噪聲水平,并使用dBA術語。
由于反射的噪聲能容易地被測試探頭捕獲,所以設置另一個標準。該標準要求所有噪聲測量就在“空曠野外條件”下進行。
測量氣體設備聲音的ANSIS51規則指出:噪聲應該在離機器一米遠,一點五米高處測量。
因此,這里我們確定了測試探頭位置和測量地點并且以“A”級網絡測量噪聲。
所有制造商使用這些相同的基本規定測量噪聲。
如果兩臺同樣噪聲水平的機器并排運行,噪聲水平的結果將增加了3dBA(兩倍)
 
例如:在我們原來的公式:     
            10-5
PWL=10log ------- = 70dB
            10-12
如果,我們加倍我們聲音功率水平到2×10-5
            2×10-5
PWL= 10log --------- = 73 dB
              10-12

一個壓縮機制造商聲明:噪聲水平擔保為+3dBA是指其噪聲水平將是其所聲明的噪聲水平的兩倍或二分之一。
兩臺以不同速度運轉的機組,可能有同樣的噪聲水平,但聽起來完全不同。一臺可能比另一臺更刺耳。這是因為噪聲是根據把頻譜中所有的頻率相加得出的一個數目來形成dBA。
為測量噪聲水平,將測量到每一個音階帶的噪聲,以“A”反評定并對比相加以得出答數(dBA)。

所有這些意味著什么:
 
1、這意味著,由于反射我們不能將一臺壓縮機安置在房間里,然后期望有和在空曠野外條件下相同的噪聲水平。

2、我們不能光憑兩臺不同的機組(以不同的速度,不同的驅動,不同的組件和不同的外殼)就能對噪聲水平做出一個聰明的猜測。測量噪聲的唯一方法是使用一臺聲音測量設備。
        
我們怎樣克服噪聲水平中明顯的差異?

1、通過準確測量噪聲水平
2、通過知道噪聲水平是怎樣構成的來理智地指定頻率的差別和刺耳的因素。
3、知道兩個有相同噪聲水平,然而不同頻率特性的機組噪聲對耳朵的傷害是相同的,即使其中一個確實“聽起來”更輕一些。
 
我們怎樣才能進一步降低噪聲?
1、保機體中的所有接頭是安全的,叉車孔關閉,機組在地面的基體是固封住的。
2、通過管道輸送進氣和排氣。
3、減少反射噪聲。

聲音和噪聲測量充其量只不過是一種非常不精確的科學。對于這個課題的討論希望能避免野外問題,野外修正的大量費用和用戶的不滿意。

1、所有噪聲水平測量使用ANSLS51標準。這是一個工業標準。我們應該通過這個標準的參考了引用所用的噪聲水平。簡短的說,該標準要求空曠野外測量(無反射墻和屋頂),機組周圍的多點測量,并對測量值取平均值。應該在機組一米以外,地面和基礎水平上的一點五米處測量。任何單點測量可以起過引用的A噪聲水平。只要平均讀數能滿足或低于引用水平。此外,所采用的測量是所衡量噪聲的應該寬頻帶的平均值。當要求或給予應該頻率帶分析時,一些中頻帶的讀數能而且通常確實比噪聲衡量平均值更高。再一次指出,這是標準所接受的。

2、在標準結構中 沒有給予和適用的公差

3、沒有真正的在野外安置的機組應寫上“空曠野外”安置。實際上規則地點的噪聲水平總是要更高一些,因為從附近墻壁和或屋頂以及附近設備分布的反射。

4、可能提交的噪聲水平數據是當測量應該特定壓縮機時采用實際的測量得到的并在一個同類型壓縮機在同樣的條件下重復運行可被解釋為典型的噪聲水平。

  注   意

對于任何多點測量或重復壓縮機測量時,有一定的誤差聯系。這些誤差指出了為了擔保噪聲水平對一個特定壓縮機的問題,應該在總的dBA衡量值上加上3分貝。當給予一個用戶噪聲水平擔保時,服從以上要求是絕對必要的。

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