Önce gaz gücünü tahmin edin, ardından kompresör ve motor kayıplarını ayrı ayrı hesaplayın.
Faydalı bir güç tahmini, kW'ı basıncın doğrudan bir fonksiyonu olarak ele almak yerine, gaz modelini, giriş koşulunu, basınç oranını ve verimliliği belirtir.
Azot kompresörünün gücü termodinamikten tahmin edilebilir, ancak sonuç yalnızca akış temeli ve verimlilik varsayımları açık olduğunda anlamlıdır. Yaygın bir ilk geçiş hesaplaması, azotu ideal bir gaz olarak ele alır ve izentropik sıkıştırma işini giriş mutlak basıncından, gerçek giriş hacimsel akışından, özgül ısı oranından ve basınç oranından tahmin eder. Bir formu W = [k/(k-1)] × P1 × Q1 × [(P2/P1)^((k-1)/k) – 1] / eta'dır ve tutarlı SI birimlerine sahiptir. Burada eta, seçilen tahmin seviyesi için varsayılan genel sıkıştırma verimliliğidir. Denklem, yüksek basınç oranının neden işi artırdığını ve ara kademe soğutmanın neden çok kademeli sıkıştırmanın işini azaltabileceğini gösterir. Bir kompresör tedarikçisinin performans tahmininin yerini almaz. Gerçek güç, hacimsel verimliliğe, mekanik kayıplara, valf kayıplarına, soğutmaya, sızıntıya, motor verimliliğine ve kontrol moduna bağlıdır. Alternatifleri elemek ve hassasiyeti test etmek için formülü kullanın; motor seçimi ve sözleşme garantileri için satıcı verilerini kullanın.
Güç hesaplama değişkenleri
- izentropik güç
- Gerçek makine kayıpları eklenmeden önce, tersinir adyabatik sıkıştırma için gereken gücün termodinamik tahmini.
- özgül ısı oranı
- İlgili koşuldaki gaz için k = cp/cv oranı; nihai mühendislik için uygun azot özellik verilerini kullanın.
- giriş basıncı
- Termodinamik güç ilişkisinde kullanılan mutlak kompresör emme basıncı.
- giriş hacimsel akışı
- Belirtilen emme basıncı ve sıcaklığında, birim zamanda kompresöre giren gerçek gaz hacmi.
- basınç oranı
- Mutlak deşarj basıncının mutlak emme basıncına bölünmesi.
- genel verimlilik
- İdeal gaz gücünü gerçekçi bir kompresör tahmini haline dönüştürmek için kullanılan, açıkça tanımlanmış bir verimlilik faktörü.
1. Akışı gerçek giriş durumuna dönüştürün.
Tesis normalize edilmiş akış veriyorsa, giriş koşullarında Q1 bekleyen bir denklem kullanmadan önce bunu gerçek emme hacmine dönüştürün. Alternatif olarak, kütle için formüle edilmiş bir termodinamik ilişkiyle kütle akışından yola çıkın. Nm3/h değerini, birkaç bar emme basıncında gerçek m3/h değeriymiş gibi doğrudan girmeyin. Emme sıcaklığını kaydedin çünkü bu, yoğunluğu ve hesaplamada kullanılan gaz özelliklerini etkiler. Bir takviye ünitesi için, pozitif giriş basıncı, atmosferik emmeli bir makineye kıyasla hem gerçek hacmi hem de basınç oranını önemli ölçüde değiştirebilir.
2. Mutlak basınç ve tutarlı birimler kullanın.
P1 ve P2 mutlak değerler olmalıdır. SI hesaplamalarında, paskal cinsinden basınç, saniyede metreküp cinsinden hacimsel akışla çarpıldığında temel basınç-akış teriminde watt değerini verir. Akış m³/h cinsinden başlıyorsa, saati saniyeye çevirin. Formülün yanına bir birim satırı ekleyin, böylece bar-paskal veya saat-saniye hatası bir elektronik tabloda gizlenemez. Sonuç inanılmaz derecede küçük veya büyük görünüyorsa, verimlilik varsayımını değiştirmeden önce birimleri kontrol edin. Boyutsal disiplin, güç tahmininde en hızlı kalite kontrolüdür.
3. Verimlilik, etiketlenmesi gereken bir varsayımdır.
Verimlilik terimi, farklı kaynaklarda farklı anlamlara gelebilir: izentropik verimlilik, politropik verimlilik, mekanik verimlilik veya bunların birleşik bir tahmini. Tam olarak ne kullandığınızı belirtin. Alakasız bir kompresörden uygun bir verimlilik değeri seçip, elde edilen gücü garantili olarak sunmayın. Projenin erken aşamalarında, muhafazakar ve iyimser varsayımlar kullanarak bir aralık hesaplayın. Tedarikçi teklifleri geldiğinde, varsayılan değeri, tedarikçinin gerçek makine için tahmin ettiği şaft ve motor gücüyle değiştirin. Orijinal hesaplama, bağımsız bir makuliyet kontrolü olarak yararlı olmaya devam eder.
Arazi koşullarını doğruladıktan sonra, sahanın özelliklerini gözden geçirin. azot kompresörü güç hesaplaması Gereksinimi gerçekçi bir kompresör ailesiyle eşleştirmek için kaynak. Buradaki çapraz kontrol, n2 kompresörünün tahmini güç tüketimiyle ilgilidir.
4. Çok aşamalı sıkıştırma hesaplamayı değiştirir.
Birden fazla kademe için, tüm orana tek bir kademe denklemi uygulamak yerine, her kademenin giriş basıncı ve sıcaklığını kullanarak kademe kademe iş hesaplaması yapın. Ara soğutma, bir sonraki kademeye giren sıcaklığı düşürür ve toplam işi azaltabilir. Soğutucular ve ayırıcılar yoluyla basınç düşüşü, bir sonraki kademenin kaybedilen basıncı geri kazanması gerektiğinden işi artırır. İdeal eşit oranlı, mükemmel şekilde ara soğutulmuş bir hesaplama yararlı bir alt sınır karşılaştırmasıdır, ancak gerçek paketlerde ideal olmayan basınç dağılımları ve sonlu soğutucu yaklaşım sıcaklıkları vardır. Güç ticari olarak önemliyse, kademe koşullarını isteyin.
5. Motor girişi, gaz sıkıştırma gücüyle aynı değildir.
Proses gazı, motor terminallerinde çekilen elektrik gücünün yalnızca bir kısmını alır. Mekanik sürtünme, yardımcı ekipmanlar, motor kayıpları, fanlar, pompalar ve kontrol sistemleri, tesisin elektrik yüküne katkıda bulunur. Tersine, bir üretici şaft gücünü belirtirken, elektrik mühendisi motor girişine veya tam yük akımına ihtiyaç duyabilir. Teklif sekmesindeki her sayının sınırını netleştirin. Enerji maliyeti tahminleri için, beklenen çalışma yükünde ölçülen veya tedarikçi tarafından tahmin edilen elektrik girişini kullanın ve ayrı olarak sağlanıyorsa yardımcı soğutma gücünü de dahil edin.
6. Kısmi yükte çalışma, yıllık enerji tüketiminde baskın rol oynayabilir.
En yüksek talep için boyutlandırılmış bir kompresör, yılın büyük bölümünü kısmi yükte geçirebilir. Yıllık enerji modeli, makinenin kapasiteyi nasıl kontrol ettiğini yansıtmalıdır: değişken hız, boşaltma, geri dönüşüm, başlatma-durdurma veya çoklu ünite sıralaması. Bir geri dönüşüm valfi, prosesin ihtiyaç duymadığı gazı hareket ettirmek için önemli miktarda güç tüketirken kompresörü mekanik olarak stabil tutabilir. Değişken hızlı bir makine, verimi düşürebilir, ancak yalnızca onaylanmış hız aralığı içinde. Basit bir yük-süre profili oluşturun ve her durumda beklenen giriş gücünü yıllık saatlerle çarpın. Bu, yalnızca tam yük kW'larını karşılaştırmaktan daha faydalıdır.
Güç tahmini denetimi
| Öğe | Mühendislik sorusu | Doğrulama veya karar sinyali |
|---|---|---|
| Akış girişi | Q1 gerçek giriş hacmi mi yoksa sürekli olarak kütle akışı mı kullanıldı? | Normalleştirilmiş akış, giriş hacmi formülüne tesadüfen eklenmez. |
| Basınç oranı | P1 ve P2 mutlak mıdır? | Termodinamik terim, gerçek sıkıştırma oranını yansıtır. |
| Yeterlik | Verimlilik tanımı ve kaynağı belirtilmiş mi? | Tedarikçi verileri geldiğinde tahmin güncellenebilir. |
| Enerji modeli | Yıllık tüketim, kısmi yük kontrolünü ve yardımcı ekipmanları da içeriyor mu? | Sahip olma maliyeti, kompresörün gerçekte nasıl çalışacağını yansıtır. |
| Nihai gerekçeyi teklif talebine, devreye alma dosyasına veya bakım kaydına kaydedin, böylece başka bir mühendis de kararı yeniden uygulayabilir. | ||
Proje doğrulama çalışma sayfası
“İşlem akışını gerçek giriş hacmine dönüştürün veya kütle akış formülasyonunu kullanın” adımındaki döngüyü, neden, yanıt ve kabulü belgeleyerek tamamlayın. “Termodinamik temeli tanımlayın” ile başlayın, izentropik gücün beklenen davranışını belirleyin ve aynı sonucu bağımsız olarak doğrulayabilecek giriş basıncını içeren ikinci bir gözlem seçin. Koruyucu cihazları devre dışı bırakmadan veya onaylanmış çalışma aralığını aşmadan kontrolü gerçekleştirin. İki sinyal uyuşmuyorsa, hangi bileşenin onarıma ihtiyacı olduğuna karar vermeden önce cihaz doğruluğunu, valf durumunu, basınç kaybını, kirlenmeyi, sızıntıyı veya kontrol mantığını araştırın. Kapatma veya değiştirmenin pahalı olacağı durumlarda bağımsız doğrulama değerlidir.
İlgili ekipman karşılaştırması için sitenin ilgili bölümünü inceleyin. azot gazı kompresörü Bu bölümde işletme varsayımlarını kontrol ederken seçenekleri değerlendirin. Buradaki çapraz kontrol, n2 kompresörünün tahmini güç tüketimiyle ilgilidir.
“İdeal gücü hesapla” inceleme maddesini kayıtlı bir kabul adımı haline getirin. Özgül ısı oranının nerede gözlemlendiğini, o anki çalışma durumunu ve giriş hacimsel akışını değiştirebilecek yukarı veya aşağı yönlü koşulları belirleyin. Temeli oluşturmak için kullanılan aleti, çizimi, veri sayfasını veya fiziksel incelemeyi kaydedin. Ardından, tekrarlanabilir bir koşul altında “Mutlak emme ve deşarj basınçlarını kullan” eylemini gerçekleştirin. Sonuç beklenen davranışla çelişiyorsa, tutarsızlık açıklanana kadar bir sonraki tasarım veya bakım kararını erteleyin. Bu, başka bir mühendise hafızaya veya belgelenmemiş bir varsayıma güvenmeden kontrolü yeniden üretmek için yeterli bağlam sağlar.
Giriş basıncını, “Özgül ısı oranı ve verimlilik varsayımlarını denklemin yanına yazın.” ifadesiyle bağlantılı bir saha kontrol noktası olarak kullanın. Ölçüm veya inceleme yerini, gaz durumunu, kompresör yükünü, ilgili valf konumlarını ve kabulü tanımlayan belgeyi not edin. Yerel bir belirtinin tüm sistem sorunuyla karıştırılmaması için aynı anda basınç oranını da kontrol edin. “Verimliliği uygula” kavramı, ancak gözlem net bir karara yol açtığında tamamlanır: kabul et, düzelt veya tedarikçi incelemesi için ilet. Herhangi bir düzeltmeden sonra kontrolü tekrarlayın ve önceki ve sonraki değerleri devreye alma veya bakım kaydıyla birlikte saklayın.
Giriş hacimsel akışı ve genel verimliliğin birlikte yorumlanabileceği kontrollü bir koşul oluşturarak “ara soğutmayı dikkate alın” ifadesini doğrulayın. Sistemi stabilize edin, ilgili basınç, sıcaklık, akış veya makine durumunu not edin ve belirtilen noktalarda kalibre edilmiş aletler veya doğrudan inceleme kullanın. “Ara soğutma önemli olduğunda kademeleri ayrı ayrı hesaplayın” ifadesini uygulayın ve hem beklenen hem de gözlemlenen yanıtı kaydedin. Modele özgü bir sınır gerekiyorsa, genel bir değer girmek yerine seçilen kompresör, tank, boru hattı, jeneratör veya proses dokümantasyonundan elde edin. Kayıt, nihai kararın teknik olarak neden savunulabilir olduğunu göstermelidir.
İş emrini kapatmadan önce, “Gaz gücü, şaft gücü, motor girişi ve yardımcı gücü ayırt edin” ifadesini kanıtlarla destekleyin. Basınç oranı için referans noktasını ve birimini veya fiziksel durumu kaydedin; izentropik güç için, sistemin tutarlı davrandığını doğrulayan karşılaştırma noktasını kaydedin. Her iki gözlemi de “şaft ve elektrik gücünü ayırın” ve gerçek yüke veya çalışma moduna bağlayın. Konum ve durum bilgisi olmayan bir değerin daha sonra yeniden kullanılması zordur. Kontrol bir uyumsuzluk ortaya çıkarırsa, buna neden olan kısıtlamayı, kontrol durumunu, bileşen durumunu veya tasarım varsayımını düzeltin, ardından aynı gözlemi tekrarlayın, böylece onarım varsayılmak yerine kanıtlanmış olur.
“Tedarikçi verilerine göre doğrulama” işlemini küçük bir devreye alma deneyi olarak ele alın. Başlangıç durumunu tanımlayın, genel verimliliği gözlemleyin, yalnızca onaylanmış test için gerekli olan değişkeni değiştirin ve özgül ısı oranındaki tepkiyi izleyin. “Beklenen yük-süre profilinden yıllık enerjiyi tahmin et” eylemi, başlangıç durumu, müdahale, son durum ve herhangi bir alarm veya kontrol tepkisinin kaydını tutmalıdır. Bu, birden fazla bileşenin aynı belirtiyi oluşturabileceği durumlarda faydalıdır. Her seferinde bir faktörü değiştirerek ve kompresörü onaylanmış sınırları içinde tutarak, ekip nedeni tesadüften ayırabilir ve sorumlu olmayan donanımı değiştirmekten kaçınabilir.
Sitenin özelliklerini kullanın. hava ayrıştırma için azot kompresörü Bu gereksinimi kompresör spesifikasyonuna çevirirken ikinci bir kontrol olarak kaynak kullanılır. Buradaki çapraz kontrol, n2 kompresörünün tahmini güç tüketimiyle ilgilidir.
Güvenlik ve doğrulama sınırı
Güç hesaplamaları, onaylı kompresör tasarımındaki motor, elektrik koruma veya mekanik değerlerin yerine asla kullanılmamalıdır. Motor başlatıcı, kablolar ve koruma cihazları, tedarikçinin elektrik verilerinden ve geçerli elektrik standartlarından seçilmelidir. Yüksek güç aynı zamanda önemli miktarda ısı atımı anlamına gelir; tüm elektrik girişinin tahliye gazı yoluyla dışarı atıldığını varsaymak yerine, soğutma sistemini ve oda havalandırmasını doğrulayın.
Güç hesaplama iş akışı
- Proses akışını gerçek giriş hacmine dönüştürün veya kütle akış formülasyonunu kullanın.
- Mutlak emme ve boşaltma basınçlarını kullanın.
- Denklemin yanına özgül ısı oranı ve verimlilik varsayımlarını yazın.
- Ara soğutmanın önemli olduğu durumlarda kademeleri ayrı ayrı hesaplayın.
- Gaz gücü, şaft gücü, motor girişi ve yardımcı güç arasındaki farkları açıklayın.
- Beklenen yük-süre profiline dayanarak yıllık enerji tüketimini tahmin edin.
Güç tahmini soruları
Nm3/h değerini basınçla çarparak kW değerini tahmin edebilir miyim?
Bu kısayol, gaz sıkıştırmasının, giriş durumunun ve verimliliğin logaritmik veya orana bağlı doğasını göz ardı eder. Termodinamik bir sıkıştırma ilişkisi ve açıkça tanımlanmış bir akış temeli kullanın.
Hangi verimlilik düzeyini varsaymalıyım?
Ön eleme için uygun bir aralık kullanın ve bunu bir varsayım olarak etiketleyin. Nihai motor veya yaşam döngüsü maliyeti kararlarından önce, seçilen kompresör için tedarikçi performansıyla değiştirin.
Daha yüksek emme basıncı neden gücü iki yönde değiştirebilir?
Sabit bir deşarj basıncı için basınç oranını düşürür ancak gaz yoğunluğunu ve potansiyel kütle debisini artırır. Net sürücü yükü, gerçek kapasite ve giriş koşullarında kontrol edilmelidir.
Güç tahmini kuralı
Şeffaf bir termodinamik temele dayanarak N2 kompresörünün gücünü tahmin edin: gerçek giriş gazı koşulları, mutlak basınç oranı, azot özellikleri ve belirtilen verimlilik. Ardından ideal gaz gücünü şaft, motor ve yardımcı tüketimden ayırın. Tahmini ön eleme ve doğrulama kontrolleri için kullanın, nihai elektrik tasarımı için ise tedarikçinin performansına güvenin.
