فكرة حساب كفاءة ضاغط الهواء
لا يُعبَّر عادةً عن كفاءة ضاغط الهواء بقيمة واحدة، بل تُختار المعايير المناسبة وفقًا للاستخدام. ومن الطرق الشائعة للتقييم مقارنة قدرة الضغط النظرية بالقدرة المدخلة الفعلية، وقياس القدرة المستهلكة لكل وحدة من حجم التدفق الخارج، وكذلك تقدير الانحراف بين حجم التدفق الفعلي والحجم النظري. وينبغي قبل إجراء الحسابات تحديد الضغط وحجم التدفق والقدرة ودرجة الحرارة وظروف التشغيل بدقة؛ وإلا فقد تكون النتائج مشوهة.
مؤشرات الكفاءة الشائعة
- كفاءة الإنتروبيا:يُستخدم لمقارنة مدى قرب عملية الضغط من الضغط الأديباتي المثالي.
- كفاءة الحجم:يُستخدم لتقييم الفارق بين الحجم الفعلي للطرد وحجم الطرد النظري.
- القدرة النوعية:يُستخدم لقياس القدرة المُستهلكة لكل وحدة من حجم العادم، وهو مؤشر شائع الاستخدام في تقييم كفاءة الطاقة لمضخات الهواء.
- كفاءة استرداد الحرارة:يُستخدم لتقييم نسبة الاستفادة الفعّالة من الحرارة الناتجة عن الضغط.
كيف يتم حساب الكفاءة الإيزوتروبية؟
يمكن فهم الكفاءة الإيزوتروبية على أنها نسبة القدرة الناتجة عن الضغط الإيزوتروبي النظري إلى القدرة الفعلية على العمود أو القدرة المدخلة. ويُعبَّر عنها أساسًا بالصيغة التالية:الكفاءة الإيزوتروبية = القدرة الإيزوتروبية النظرية ÷ القدرة الفعلية المستهلكةيمكن حساب القدرة النظرية المتساوية الإنتروبية استنادًا إلى ضغط السحب، وضغط العادم، ودرجة حرارة السحب، وخصائص الغاز. أما القدرة الفعلية المستهلكة فتُستمد عادةً من قدرة العمود أو من قدرة الدخل للمحرك. فإذا استُخدمت قدرة الدخل للمحرك، فإن النتيجة ستشمل خسائر المحرك وفقدان التروس؛ أما إذا استُخدمت قدرة العمود، فإن النتيجة تكون أقرب إلى أداء وحدة الضغط نفسها.
كيف يتم حساب كفاءة السعة؟
يعكس الكفاءة الحجمية العلاقة بين كمية الهواء الفعلية المخرجة من الضاغط في وحدة الزمن والكمية النظرية له. ويُعبَّر عنها بشكل أساسي على النحو التالي:كفاءة الحجم = حجم العادم الفعلي ÷ حجم العادم النظرييمكن حساب السعة التصريفية النظرية استنادًا إلى معايير مثل سعة الأسطوانة وسرعة الدوران وعدد غرف الضغط. أما السعة التصريفية الفعلية فيجب قياسها في ظروف ثابتة من حيث الضغط ودرجة الحرارة. وتؤدي التسربات، وحجم الفراغ المتبقي، ومقاومة دخول الهواء، وارتفاع درجة الحرارة جميعًا إلى خفض الكفاءة الحجمية.
كيف يتم حساب القدرة النوعية؟
تُستخدم القدرة النوعية عادةً لتقييم أداء استهلاك الطاقة للجهاز بأكمله، وتعبّر عنها بشكل أساسي على النحو التالي:القدرة النوعية = القدرة الداخلة ÷ سعة الشحنيمكن التعبير عن الوحدة الشائعة بعدد الكيلووات المستهلكة لكل متر مكعب في الدقيقة من معدل تدفق العادم. وكلما انخفضت القدرة النوعية، دلّ ذلك على أن استهلاك الطاقة يكون أقل عند نفس معدل تدفق العادم. وعند إجراء الحسابات، يجب التأكد من أن معدل تدفق العادم والقدرة يتوافقان مع نفس ظروف التشغيل، مثل ضغط العادم نفسه، ودرجة حرارة المحيط، وظروف التبريد، وحالة التحميل.
كيف يتم حساب كفاءة استرداد الحرارة؟
عند تشغيل ضاغط الهواء، تتحول كمية كبيرة من الطاقة الكهربائية إلى حرارة؛ وإذا تم تركيب نظام لاستعادة الحرارة، يمكن تقييم مدى استفادة هذه الحرارة. ويمكن التعبير عن ذلك بشكل أساسي كما يلي:كفاءة استرداد الحرارة = كمية الحرارة المستردة الفعّالة ÷ الطاقة المدخلةيمكن تقدير الحرارة المُسترجَعة الفعّالة من خلال تدفق الوسيط، وفرق درجة الحرارة، والسعة الحرارية النوعية. عادةً ما يُؤخذ الطاقة الداخلة على أنها كمية الطاقة الكهربائية أو العمل المحوري المستهلكة أثناء تشغيل ضاغط الهواء. وينبغي عند إجراء الحسابات تحديد فترة الاسترجاع بوضوح وتحديد حدود النظام، لتجنب احتساب الحرارة غير المستغلة ضمن الجزء المُسترجَع فعّالًا.
خطوات الحساب والاحتياطات
- ابدأ بتحديد كائن الحساب: المضيف، الجهاز الكامل، أم نظام استرداد الحرارة.
- تسجيل ضغط العادم، ودرجة حرارة السحب، ودرجة الحرارة المحيطة، وحالة التبريد بالماء أو بالتبريد الهوائي.
- قياس السعة الفعلية للعادم، مع مراعاة استخدام بيانات مرحلة التشغيل المستقرة قدر الإمكان.
- قراءة قدرة الدخل أو قدرة العمود، مع مراعاة دقة العداد ودورة أخذ العينات.
- تختلف كفاءة الجهاز نفسه باختلاف الضغط ومعدل الحمل ودرجة حرارة البيئة، لذا ينبغي توحيد ظروف المقارنة.
العوامل الرئيسية المؤثرة في الكفاءة
تشمل العوامل المؤثرة في كفاءة ضاغط الهواء إعداد ضغط العادم، ومقاومة تصفية الهواء الداخل، وفعالية التبريد، والتسربات الداخلية، والاحتكاك الميكانيكي، ومعدل الحمل، وفقدان الضغط في الأنابيب. وقد يؤدي رفع إعداد الضغط بشكل مفرط، أو انسداد خرطوشة الفلتر، أو سوء التبريد، أو التكرار الشديد في التشغيل والإيقاف، إلى ارتفاع استهلاك الطاقة الفعلي. ولتقييم فرص توفير الطاقة، يُنصح بتسجيل وقت التشغيل، ووقت التحميل، ووقت التشغيل بدون حمل، بالإضافة إلى نطاق تقلبات الضغط.
طريقة بسيطة للحكم
إذا لم تتوافر ظروف الاختبار الكاملة، يمكن البدء بإجراء تقييم مقارن باستخدام قدرة الوحدة على أساس كل وحدة وزن: في ظل نفس الضغط ونفس كمية التدفق الخارجي، يتم مقارنة ما إذا كانت القدرة المدخلة تتناسب مع كمية التدفق. فإذا انخفضت كمية التدفق دون أن تنخفض القدرة بالقدر نفسه، أو ارتفع الضغط مما أدى إلى زيادة ملحوظة في القدرة، يتعين حينئذٍ فحص التسريبات، وانخفاض الضغط، وحالة الصيانة، ومتغيرات التشغيل. ومن خلال تسجيل البيانات على المدى الطويل، يمكن تحديد اتجاهات تغيّر الكفاءة بدقة أكبر.
لا تعليق حتى الآن ، مرحبا بكم في الاستيلاء على الأريكة ~