空氣壓縮機計算公式

 1.波義目定律：假設溫度不變則某一定量氣體的體積與絕對壓力成反比。
V1/V2=P2/P1

2.查理定律：假設壓力不變，則氣體體積與絕對溫度成正比。
V1/V2=T1/T2

3.博伊爾－查理定律
（P1V1）/T1=（T2V2）/T2
P：氣體絕對壓力
V：氣體體積
T：氣體絕對溫度

4.排氣溫度計算公式
T2=T1×r（K-1/K）
T1=進氣絕對溫度
T2=排氣絕對溫度
r=壓縮比（P2/P）P1=進氣絕對壓力 P2=排氣絕對壓力
K=Cp/Cv 值空氣時K 為1.4（熱容比/空氣之斷熱指數）

5.吸入狀態(tài)風量的計算（即Nm3/min 換算為m3/min）
Nm3/min：是在0℃，1.033kg/c ㎡ absg 狀態(tài)下之干燥空氣量
V1=P0/（P1-Φ1·PD） （T1/T0）×V0 （Nm3/hr dry）
V0=0℃，1.033kg/c ㎡ abs，標準狀態(tài)之干燥機空氣量（Nm3/min dry）
Φa=大氣相對濕度
ta=大氣空氣溫度（℃）
T0=273（°K）
P0=1.033（kg/c ㎡ abs）
T1=吸入溫度=273＋t（°K）
V1=裝機所在地吸入狀態(tài)所需之風量（m3/hr）
P1：吸入壓力=大氣壓力Pa－吸入管道壓降P1 △=1.033kg/c ㎡ abs-0.033kg/c ㎡=1.000kg/c ㎡ abs
φ1=吸入狀態(tài)空氣相對濕度=φa×（P1/P0）=0.968φa
PD=吸入溫度的飽和蒸氣壓kg/c ㎡ Gabs（查表）=查表為mmHg 換算為kg/c ㎡ abs 1kg/c ㎡=0.7355mHg
例題: V0=2000Nm3/hr ta=20 φa=80% ℃
則V1=1.033/（1-0.968×0.8×0.024）×﹝（273+20）/273﹞×2000=2220

6.理論**計算
A 單段式HP/Qm3/min=﹝（P/0.45625）×K/（K-1）﹞×﹝（P2/P1）（K-1）/K-1﹞
B 雙段式以上HP/Qm3/min=﹝（P/0.45625）×nK/（K-1）﹞×﹝（P2/P1）（K-1）/nK-1﹞
P1=吸入絕對壓力（kg/c ㎡ Gabs）
P2=排氣絕對壓力（kg/c ㎡ Gabs）
K =Cp/Cv 值空氣時K 為1.4
n =壓縮段數
HP=理論**HP
Q=實際排氣量m3/min
 
7.理論功率計算
單段式 KW=（P1V/0.612）×K/（K-1）×﹝（P2/P1）（K-1）/K-1﹞
雙段式以上KW=（P1V/0.612）×nK/（K-1）×﹝（P2/P1）（K-1）/nK-1﹞
P1=吸入絕對壓力（kg/c ㎡ Gabs）
P2=排氣絕對壓力（kg/c ㎡ Gabs）
K =Cp/Cv 值空氣時K 為1.4
n =壓縮段數
KW=理論功率
V=實際排氣量m3/min
 
8.活塞式空壓機改變風量之馬達皮帶輪直徑及**之修正
Dm=Ds×（Qm/Qs）
Ds=馬達皮帶輪標準尺寸（mm）
Qs=標準實際排氣量（m3/min）
Qm=擬要求之排氣量（m3/min）
Dm=擬修改之馬達皮帶輪直徑（mm）
例題：本公司YM-18 型空壓機之馬達皮帶輪之標準為440mm，實際排氣量為7.56m3/min今假設客戶要求提高風量至8.7m3/min，應將馬達皮帶輪如何修改？
解：已知Ds=400mm，Qs=7.56 m3/min，Qm=8.7 m3/min。
Dm=Ds×（Qm/Qs）=400×8.7/7.56=460mm
Nm=Ns×（Qm/Qs）
Nm=修正后之馬力數（HP）
Ns=標準之**數（HP）
Qm、Qs 如上。
例題：馬達皮帶輪加大后，必須跟著加大使用馬達之**數，上例中之標準馬力數為75HP，排氣量提高為8.7 m3/min 后，所需**為何？
解：已知Qs=7.56 m3/min，Qm=8.7 m3/min，Ns=75HP
Nm=75×8.7/7.56≒86HP
 
9.空氣桶容積之計算
QA=（π/4）×D2×L×0.91
D=空氣桶直徑（cm）
L=空氣桶高度（cm）
例題：780φ×1524 mm之空氣桶容積為多少L。
解：已知D=78cm，L=152.4cm
Qa=（π/4）×782×152.4×0.91=728.223cm×0.91≒6621
 
10.現有空壓機風量不足，欲維持額定工作壓力之風量計算
Qs=Q×（P1+1.033）/（P2+1.033）
Qs=實際狀況下系統(tǒng)所需要之空壓機之排氣量（l/min）
Q=原使用空壓機之排氣量（l/min）
P1=原使用空壓機之工作壓力（l/min）
P2=實際狀況下系統(tǒng)所需之工作壓力（kg/cm2·g）
例題：一部一馬力之空壓機，現工作壓力僅能維持在4kg/cm2·g，但工作需要
維持在7kg/cm2·g 方能順利工作，問須使用風量多大之空壓機才能符合上述要求？
解：已知1HP 在7kg/cm2·g 時實際排氣量為110 l/min
Os=110×（7+1.033）/（4+1.033）=176 l/min
※即一臺空壓機若其實際排氣量大于176 l/min，即可保證系統(tǒng)壓力維持在7 kg/cm2·g。
 
11.氣壓缸之空氣消耗量計算：
Q=﹝（A1+A2）×L×（P+1）N﹞/1000×e（L/min）
Q=單支氣缸之空氣消耗量（L/min）
A1=頭端活塞有效面積（c ㎡）
A2=桿端活塞有效面積（c ㎡）
L=沖程（cm）
P=使用壓力數（kg/c ㎡）
N=每分鐘往復數
e=系數1.5－2
例題：100φmm 之氣壓缸，沖程300mm，每分鐘往復式10 次，
使用壓力5kg/c ㎡。
解：依下圖（比依上列公式計算較方便）找出粗線所示，自5kg/c ㎡縱線往上
看，與100φmm 曲線之交點，向左相對之耗氣量即為0.9 l/min（沖程
100mm，每往復一次）。
因沖程為300mm，每分鐘往復10 次，故耗氣量
Q=0.9×（300/10）×10=270 l/min
270 l/min×1.5（消耗系數）=405 l/min