공기 압축기 배기량 계산 공식

공기 압축기 배기량의 기본 개념

공기 압축기의 배기량(배출량)은 공기 압축기의 작동 성능을 평가하는 핵심 기술 지표입니다. 배기량을 정확히 계산하고 평가하는 것은 설비 선정, 시스템 매칭 및 에너지 효율 분석에 있어 매우 중요합니다.

공기 압축기의 배기량은 일반적으로 다음과 같이 구분된다.이론적 변위과실제 배기량이론 배기량은 압축기가 이상적인 상태에서 단위 시간당 흡입하는 가스의 부피를 의미하며, 실제 배기량은 압축기가 실제 운전 조건 하에서 최종적으로 배출하는 가스를 흡기 상태로 환산한 부피를 나타낸다. 두 값 사이에는 차이가 존재하며, 이는 주로 압축기의 용적 효율에 의해 결정된다.

이론 배기량 계산 공식

이론 배기량은 주로 압축기의 기하학적 치수와 운전 속도에 따라 결정된다. 왕복식 공기압축기의 경우, 이론 배기량을 계산하는 공식은 다음과 같다:

V_th = (π / 4) × D² × S × n × Z × 10⁻⁶

• V_th: 이론 배기량, 단위는 입방미터/분입니다(m³/min）
• 디: 실린더 내경, 단위는 밀리미터입니다(mm）
• 에스: 피스톤 행정, 단위는 밀리미터입니다(mm）
• n: 압축기 주축의 회전수로, 단위는 분당 회전수(r/min）
• 지: 실린더 수

회전식 공기 압축기의 경우, 이론적 배출량은 로터의 형상 곡선에 따른 기하학적 치수와 로터 회전속도에 의해 결정되며, 계산 논리는 유사하여 모두 기하학적 용적과 회전속도의 곱으로 표현된다.

실제 배기량 계산 공식

실제 운전에서는 여유 용적, 가스 누설, 흡기 저항 및 가스 가열 등의 요인으로 인해 실제 배기량은 반드시 이론적 배기량보다 작아진다. 실제 배기량의 계산식은 다음과 같다:

V_act = V_th × λ

그중에서,V_행동실제 배기량을 위해(m³/min),람다배기 계수(용적 효율이라고도 함)는 1보다 작은 값으로, 일반적으로 제조업체가 실험을 통해 측정하여 제공합니다. 보통 왕복동식 공기 압축기의 배기 계수는 0.65에서 0.85 사이이며, 스크류식 공기 압축기는 대개 0.90 이상입니다.

공기 압축기의 배기량에 주로 영향을 미치는 요인들

배기량에 영향을 미치는 요인을 파악하면 일상적인 유지보수 과정에서 장비의 효율적인 운전을 유지하는 데 도움이 됩니다.

• 잔류 용적: 실린더 내 피스톤이 상사점에 도달한 후 남아 있는 고압 가스는 흡기 전에 팽창하여 일부 공간을 차지하므로, 흡기량을 감소시킨다.
• 누출 손실: 피스톤 링, 밸브 및 로터의 간극 부위에서 발생하는 가스 누설로 인해, 이미 흡입되었거나 압축된 가스의 일부가 손실된다.
• 흡기 저항과 가열흡기 밸브의 저항과 실린더 벽의 가열로 인해 흡입 기체의 온도가 상승하고 밀도가 감소하여, 실제 흡입되는 기체의 질량이 줄어든다.
• 회전수 변화: 구동기의 회전속도 변동은 이론 배기량에 직접적으로 비례하여 영향을 미친다.