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上海某柴油機股份公司3個空壓站共14臺空壓機，每臺機出口均裝有孔板流量計，早期因不帶溫度壓力補償，誤差較大。1997年改造中，差壓變送器改用，流量演算器改用FC6000型，技術水平有了提高，宙但懷疑計量結果有問題。
①測量得到的空壓機排氣量，夏季比空壓機銘牌數據略小，但冬季比銘牌數據大得多。
②這些空壓機大多已是使用40年的老機器，排氣量如此大不可能。
分析
空壓機排氣量為什么冬季比夏季大?原因主要有兩個，一是冬季空氣密度大，二是夏季大氣含水率高。
①空氣密度與溫度的關系
往復式壓縮機屬于一種正排量(Positive displacement)壓縮機，即活塞的行程是固定的，(一段氣缸內)活塞每往復一次就有恒定體積的氣體被吸入，送到其出石。而吸入氣體的密度卻是隨沮度而變化的，它們之間的關系在忽略了壓縮系數的影響之后，可用式(3.1)表示:
式中 ρf—當前狀態氣體密度，kg/m3 ;
Pf—工作狀態流體壓力，MPa;
Pf標準狀態流體壓力，MPa (pn=0.101325MPa);
Tn—標準狀態熱力學溫度，K(Tn=293.15K);
Tf—使用狀態熱力學溫度，K;
ρn標準狀態氣體密度，kg/m3
下面舉例說明。夏季溫度以30℃計.冬季溫度以0℃計。
令Pf = Pn，在Tf= Tn(相當于20℃)時，ρf=ρn;
在夏季，令Pf = PR，則Tf=30℃=303.15K，代入式(3.1得
式中式中ρo-0℃時空氣密度，kg/m3。
將式(3-3)除以式(3.2)得
由此可見，冬季大氣密度比夏季空氣密度大10%以上。
空氣密度增大，活塞往復一次吸入氣體的質量流量也相應增大，壓縮機出口質量流量也相應增大，換算到標準狀態的體積流量也成正比地增大。
②夏季大氣含水率高
大氣中的飽和水含量是大氣溫度的函數（見表3.1）溫度越高，飽和分壓越高。盡管大氣中的實際含水率不一定達到飽和程度，但在體積被壓縮到原來的幾分之一到十幾分之一后，一般都要達到飽和程度。這時，空壓機出口的空冷器出口就有很多水被疏出，于是，安裝在空冷器后面的空氣流量計測量出的流量，就比空壓機的大氣吸入口流量少一塊。從表3.1可看出，嚴重的時候可高達3%左右。
空氣溫度t/℃ | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 | 80 |
飽和水蒸汽壓力Ps/kPa | 0.6080 | 1.2258 | 2.3340 | 4.2463 | 7.3746 | 12.337 | 19.917 | 31.156 | 47.356 |
飽和水蒸汽密度ρ/(kg/m3) | 0.0048 | 0.0094 | 0.0173 | 0.0304 | 0.0512 | 0.083 | 0.1302 | 0.1982 | 0.2934 |
討論
空氣壓縮機畢竟不是計量器具，它沒有準確度的概念，它的銘牌上給出的額定排氣量也有-5%-+15%的允許誤差。所以，流量計在冬季給出的流量值高于銘牌數據是正常的。
反饋信息
上述分析，提問者接受了。
壓縮空氣流量計 壓縮機空氣流量計 空氣流量計
