Công thức và nguyên lý tính toán máy nén khí!
Là một kỹ sư máy nén khí thực hành, ngoài việc hiểu hiệu suất sản phẩm của công ty mình, một số phép tính trong bài viết này cũng rất cần thiết, nếu không, kiến thức chuyên môn của bạn sẽ rất hạn chế.
1. Cách quy đổi đơn vị “bình phương chuẩn” và “lập phương chuẩn”
1Nm3/phút (bình phương chuẩn) ≈ 1,07m3/phút
Vậy, cách quy đổi này được thực hiện như thế nào? Về định nghĩa của bình phương chuẩn và lập phương chuẩn: pV=nRT
Trong hai trạng thái, áp suất, lượng vật chất và các hằng số là như nhau, chỉ khác nhau ở nhiệt độ (nhiệt độ nhiệt động học K) được suy ra: V1/Ti=V2/T2 (tức là định luật Gay-Lussac)
Giả sử: V1, Ti là lập phương chuẩn, V2, T2 là lập phương chuẩn
Khi đó: V1: V2=Ti: T2
Tức là: V1: V2=273: 293
Vậy: V1: V2 = 1,07V2
Kết quả: 1Nm3/phút ≈ 1,07m3/phút
2. Hãy thử tính toán mức tiêu thụ nhiên liệu của máy nén khí.
Với máy nén khí có công suất 250kW, trọng lượng 8kg, lưu lượng 40m³/phút và hàm lượng dầu 3ppm, về mặt lý thuyết, máy sẽ tiêu thụ bao nhiêu lít dầu nếu hoạt động trong 1000 giờ? Đáp án:

• Lượng tiêu thụ nhiên liệu trên mỗi mét khối mỗi phút: 3 x 1,2 = 36 mg/m³
  
• Lượng tiêu thụ nhiên liệu trên 40 mét khối mỗi phút: 40 × 3,6 / 1000 = 0,144 g
  
• Lượng tiêu thụ nhiên liệu sau khi hoạt động 1000 giờ: 1000 x 60 x 0,144 = 8640 g = 8,64 kg
  
• Chuyển đổi sang thể tích: 8,64 / 0,8 = 10,8 lít (Độ cần thiết của dầu bôi trơn khoảng 0,8)
  

Trên đây chỉ là lượng tiêu thụ nhiên liệu lý thuyết, trên thực tế sẽ lớn hơn (lõi lọc tách dầu tiếp tục bị hao mòn), nếu tính toán dựa trên 4000 giờ, một máy nén khí 40 mét khối sẽ tiêu thụ ít nhất 40 lít (hai thùng) dầu. Thông thường, khoảng 10-12 thùng (18 lít/thùng) được tiếp nhiên liệu cho mỗi lần bảo dưỡng máy nén khí 40 mét khối, và lượng tiêu thụ nhiên liệu khoảng 20%.
3. Tính toán thể tích khí trên cao nguyên
Tính toán lưu lượng khí của máy nén khí từ vùng đồng bằng lên cao nguyên:
Công thức tham khảo: V1/V2 = R2/R1
V1 = thể tích khí ở vùng đồng bằng, V2 = thể tích khí ở vùng cao nguyên
R1 = tỷ số nén ở vùng đồng bằng, R2 = tỷ số nén ở vùng cao nguyên
Ví dụ: Máy nén khí có công suất 110kW, áp suất khí thải là 8 bar, lưu lượng khí là 20 m3/phút. Lưu lượng khí của máy này ở độ cao 2000 mét là bao nhiêu? (Tham khảo bảng áp suất khí quyển tương ứng với độ cao)Giải:
 Theo công thức V1/V2 = R2/R1 (ký hiệu 1 là vùng đồng bằng, 2 là vùng cao nguyên)
V2 = V1/R2 R1 = 9/1 = 9
R2 = (8 + 0.85)/0.85 = 10.4
V2 = 20 × 9/10.4 = 17.3 m3/phút
Như vậy: lưu lượng khí thải của model này là 17,3 m³/phút ở độ cao 2000 mét, điều này có nghĩa là nếu máy nén khí này được sử dụng ở vùng cao nguyên, lưu lượng khí thải sẽ bị giảm đáng kể. Do đó, nếu khách hàng ở vùng cao nguyên cần một lượng khí nén nhất định, họ cần chú ý xem lưu lượng khí của máy nén khí của chúng tôi có đáp ứng được yêu cầu sau khi giảm thiểu ảnh hưởng của độ cao hay không. Đồng thời, nhiều khách hàng đưa ra yêu cầu của họ, đặc biệt là những yêu cầu được thiết kế bởi các viện thiết kế, thường thích sử dụng đơn vị Nm³/phút, và họ cần chú ý đến việc chuyển đổi đơn vị trước khi tính toán.
4. Tính toán thời gian nạp khí của máy nén khí

• Mất bao lâu để máy nén khí nạp đầy bình chứa? Mặc dù phép tính này không thực sự hữu ích, nó khá không chính xác và chỉ có thể là một ước tính gần đúng. Tuy nhiên, nhiều người dùng vẫn sẵn sàng thử phương pháp này vì nghi ngờ về lưu lượng thực tế của máy nén khí, vì vậy vẫn có nhiều trường hợp sử dụng phép tính này.
• Đầu tiên là nguyên tắc của phép tính này: thực chất đó là sự chuyển đổi thể tích giữa hai trạng thái khí. Thứ hai là lý do dẫn đến sai số tính toán lớn: thứ nhất, không có điều kiện để đo một số dữ liệu cần thiết tại chỗ, chẳng hạn như nhiệt độ, vì vậy chỉ có thể bỏ qua; thứ hai, khả năng vận hành thực tế của phép đo không thể chính xác, chẳng hạn như chuyển sang trạng thái Nạp. Tuy nhiên, ngay cả như vậy, nếu có nhu cầu, chúng ta vẫn cần biết phương pháp tính toán nào:
• Ví dụ: Mất bao lâu để máy nén khí 10m3/phút, 8 bar nạp đầy bình chứa khí 2m3? Giải thích: Thế nào là đầy? Nói cách khác, máy nén khí được kết nối với bình chứa khí 2 mét khối, và van xả khí của bình chứa được đóng lại cho đến khi máy nén khí đạt áp suất 8 bar để xả, và áp suất đo được trong bình chứa khí cũng là 8 bar. Thời gian này mất bao lâu? Lưu ý: Thời gian này cần được tính từ khi bắt đầu nạp khí vào máy nén khí, và không bao gồm quá trình chuyển đổi sao-tam giác trước đó hoặc quá trình nâng tần của biến tần. Vì vậy, thiệt hại thực tế xảy ra tại chỗ không thể chính xác. Nếu có đường ống dẫn khí phụ nối với máy nén khí, sai số sẽ nhỏ hơn nếu máy nén khí được nạp đầy và nhanh chóng chuyển sang đường ống để nạp khí vào bình chứa.