海拔高度对空压机排气量的影响！

今天，我们主要来研究压缩机排量跟进气口压强的关系，因进气口压强又跟海拔高度相关，即可将研究对象转化为海拔高度同排气量关系。

一台空压机在出厂前，都会进行严格的检测，额定排气量作为主要参数之一，在出厂前是必须测试的。

    图1     排量测试

影响空压机的排量大小主要分内因和外因：

内因

空压机排量跟机头型线设计主要相关（齿间容积、封闭容积、泄漏三角形大小、进油量、额定转速设计、内压缩比等），属于机头的固有属性。

外因

空压机排量同电机转速，外压缩比，进气口压强（海拔高度）等相关；属于外部因素对排量的影响。

一个机头设计固化了内因，整机设计也基本确定了最大转速，变量主要剩外压缩比，进气口压强，机头温度。

今天，我们主要来研究压缩机排量跟进气口压强的关系，因进气口压强又跟海拔高度相关，即可将研究对象转化为海拔高度同排气量关系。

图2    螺杆机头结构示意图

图2是螺杆机头的结构示意图，压缩方式属于容积式压缩，将低压的气体压缩为高压的气体，产生动力，供用气设备使用，排气压力越大，压差泄露越大，排量越小，以下是某空压机在额定频率时，不同排气压力下的排量：

    表1   不同压力对应排气量

从以上数据可以得出，在外压缩比增大的情况下，整机的排量是逐渐减小的，对于37KW的机器，平均压力比每上升1bar，排量减小0.2m³/min，一台设计好的机头，内因的影响就是固定的，那么，理论上压缩前后压比越大，泄露越大，排量就越小，但这里，我们暂时忽略压比对排量的影响，来分析压缩过程中排量同海拔高度的关系。

根据克拉伯龙方程式 PV=nRT=KT  可得，即单位 mol 的气体，温度不变，体积跟压力成反比，压强不变，体积跟温度成反比；

 P : 压强，Pa；

    V : 体积，单位 L；

    n : 物质的量，单位mol，标准大气压下，1mol =22.4L；

    T : 绝对温度，单位 k ；

    R : 常数，等于8.314，单位 Pa·m3/ mol·K；

等温压缩过程中，单位的气体，压缩前后，压力跟体积成反比关系，即：

空压机选定机头后，机头的齿间容积是恒定的，变量只有进气压强，压强越大，排量越大，进气压强越小，排量越小。

以下表格显示不同海拔高度的排量基于海平面海拔减小的百分比：

    表2    海拔高度同排气量的关系

结论一

忽略海拔高度对环境温度的影响，由以上统计数据可得：海拔高度在2000米以内，基于海平面，高度每上升100米，排气量减小约1.24%，2000米~3000米范围内，高度每上升100米，平均排量减小为1.59%，海拔在3000米~4000范围内；海拔每升高100米，排气量减小约1.81%。

结论二

忽略海拔高度对环境温度的影响，由上表可得，同标准大气压强下测试的排气量相比，在海拔1000米时，排量降低11.75%，在海拔为2000米时，排量降低22.11%，在海拔为3000米时，排气量降低约33.62%，在海拔为4000米时，排量降低约44.68%。