【壓縮機網(wǎng)】自壓縮空氣系統節能服務(wù)受到重視以來(lái)，對降低壓縮空氣輸送過(guò)程中壓力降（壓損）所造成的能耗浪費，被視為節能改造與優(yōu)化的一個(gè)重要組成部分。在實(shí)際節能改造過(guò)程，80%以上的節能服務(wù)都進(jìn)行了或多或少的管道改造，以降低管道壓力降對能耗的影響。有時(shí)這樣的改造后，節能效果是顯著(zhù)的（詳見(jiàn)筆者《淺析如何選用壓縮空氣輸氣管道的直徑》一文），但對于因管道壓力降低對后端氣動(dòng)設備的影響，我們關(guān)注的比較淺顯與不夠深入。比如：只關(guān)注到壓力實(shí)在過(guò)低，設備動(dòng)不了所帶來(lái)大的麻煩，而對于壓力降低到接近氣動(dòng)設備用氣壓力的臨界值時(shí)，對氣動(dòng)設備的影響情況，不甚了解。為此，本文將簡(jiǎn)要分析壓縮空氣輸氣管道壓力降對氣動(dòng)機械及噴涂生產(chǎn)工藝的影響。

　　一個(gè)理想的壓縮空氣管道網(wǎng)絡(luò )應將壓縮空氣無(wú)損地輸送到用氣末端，但由于受到各種條件的限制與各種情況的影響，壓縮空氣在實(shí)際輸送過(guò)程中會(huì )有種種損失，包括壓力損失、溫度損失和流量的泄露損失等。而氣動(dòng)系統必須在額定氣壓下才能發(fā)揮最佳效益，那這種壓力降低到底會(huì )帶氣動(dòng)系統帶來(lái)什么樣的影響呢？以氣動(dòng)馬達為例：

　　1、當壓縮空氣壓力降低時(shí)，氣動(dòng)馬達轉速降低，可用下列公式進(jìn)行估算：

　　式中

　　n--實(shí)際供給空氣壓力下的轉速，r/min；

　　Ne--額定空氣壓力下的轉速，r/min；

　　P--實(shí)際供給的氣源壓力，MPa；

　　Pe--設額定供給的標準氣源壓力，MPa；

　　例：假定設計的標準空氣壓力為0.6MPa，轉速為10000r/min，而實(shí)際供給的空氣壓力為0.55MPa，則氣動(dòng)馬達的實(shí)際轉速為：

　　2、氣動(dòng)馬達的扭矩與隨空氣壓力成比例升降，可用下列公式進(jìn)行估算：

　　式中：

　　M--實(shí)際供給空氣壓力下的扭矩，N·m；

　　Me--額定氣源壓力下的扭矩，N·m；

　　3、氣動(dòng)馬達功率與供氣壓力的關(guān)系：

　　式中：M--扭矩

　　N--轉速

　　供氣壓力與氣動(dòng)設備機械特性間的關(guān)系實(shí)際上是很復雜的，并且隨著(zhù)各種機械的結構不同而有差異。在一般工程計算中可用下式來(lái)估算壓力降對氣動(dòng)設備輸出功率的影響：

　　式中：△P--氣動(dòng)設備功率下降值，%；

　　Pe--氣動(dòng)設備的額定工作壓力（絕對值），Pa；

　　△p--輸入壓縮空氣的壓力降，Pa。

　　例：某氣動(dòng)設備的額定工作壓力是0.6MPa(表壓)，那么0.55MPa的壓力降，可使氣動(dòng)設備的出力減少：

　　依據經(jīng)驗數據得出：每降低0.01MPa壓力降，氣動(dòng)設備或工具的功率下降2.5%。如果想補償功率損失，那就必須提高空氣壓縮機的排氣壓力或增加輸氣管道直徑，但這兩種辦法都意味著(zhù)成本的增加。

　　4、實(shí)例1^[1]：氣動(dòng)鑿巖機以壓縮空氣作為動(dòng)力，工作壓力對性能參數構成直接的影響，是其重要的工作參數。

　　沖擊功率：是由沖擊能量和沖擊頻率計算得出：

　　式中：

　　N--沖擊功率，kW

　　--沖擊頻率，鑿巖機活塞每秒的沖擊次數，=8.33×   （式中，m為活塞質(zhì)量）

　　E--沖擊能量，J，E=KePSA×10^-3

　　式中：

　　P--工作壓力，MPa；

　　A--沖程活塞有效受壓面積，mm²；

　　S--活塞行程，mm；

　　為了以上經(jīng)驗數據（每降低0.01MPa壓力降，氣動(dòng)設備或工具的功率下降2.5%。如果想補償功率損失），我們直接從參考資料中拿出測試數據（如下表），予以驗證：

　　即機號1，壓力為0.60MPa時(shí)，沖擊功率為2.92kW，當壓力下降到0.50MPa時(shí)（下降了0.1MPa），沖擊功率為2.15kW，則功率下降為                               

       正好與壓力每降低0.01MPa，功率下降約2.5%相符。

　　同時(shí)，從公式與上表中還可看到，是因為壓力下降導致沖擊能量和沖擊頻率下降，最終沖擊功率下降，可見(jiàn)壓力降低將造成鑿巖機的使用性能降低。

　　實(shí)例2：壓縮空氣壓力對涂裝效果的影響。

　　在涂裝作業(yè)中所使用的噴涂氣壓達不到要求的標準時(shí)，會(huì )出現一些噴涂上的缺陷，比如會(huì )使漆膜出現桔皮紋理。

　　總之：不管是從成本角度，還是從節約能源角度，壓縮空氣系統輸氣管道中的壓力降都應該盡量減少。否則，不僅因為管道壓力降太大，需提升前端空壓機產(chǎn)氣壓力的供應，從而造成浪費能源，還會(huì )因壓力不夠造成末端氣動(dòng)設備動(dòng)力不足，影響設備的正常工作和產(chǎn)品質(zhì)量，甚至加速設備的性能衰減。

 

　　參考文獻

　　[1]徐卸南、何興齡《工作壓力對氣動(dòng)鑿巖機性能參數的影響》，鑿巖機械氣動(dòng)工具，2015（4）.

　　1)淺析如何選用壓縮空氣輸氣管道的直徑——輸氣管道系列1-3

　　2)淺析壓縮空氣輸氣管道壓力降對氣動(dòng)機械與生產(chǎn)工藝的影響——輸氣管道系列2-3

　　3)淺析壓縮空氣輸氣管道壓力降對氣動(dòng)機械的影響——輸氣管道系列3-3

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