空氣壓縮機的氣量核算需綜合考慮額定參數、實際工況、運行模式及損耗因素，以下是詳細步驟和關鍵要點：

一、核心參數與單位

1. 額定氣量：
   • 制造商標注的自由空氣輸送量（FAD, Free Air Delivery），單位為Nm³/min（標準立方米每分鐘）或m³/min（實際工況立方米每分鐘）。
   • 標準狀態：通常指0°C（273.15K）、1個大氣壓（101.325kPa），此時1Nm³空氣體積固定。
   • 實際工況：需考慮進氣溫度、壓力、濕度對體積的影響。
2. 關鍵術語：
   • 容積流量（Displacement Volume）：壓縮機活塞或轉子每轉一圈的幾何排量（如20L/轉），需結合轉速計算理論氣量。
   • 實際輸出氣量：受容積效率、泄漏、壓力比等因素影響，通常低于理論值。

二、核算步驟

1. 確定額定氣量（FAD）

• 查閱說明書：直接獲取制造商標注的FAD值（如10Nm³/min）。
• 單位轉換：

  • 若標注為容積流量（如2m³/min @ 7bar），需通過理想氣體狀態方程轉換為FAD：

FAD（Nm³/min）=容積流量（m³/min）×P標準?×T實際?P實際?×T標準??

其中：  
- $P_{\text{實際}}$：排氣壓力（絕對壓力，如7bar=700kPa+101.325kPa=801.325kPa）  
- $T_{\text{實際}}$：進氣溫度（如25°C=298.15K）  
- $P_{\text{標準}}=101.325\text{kPa}$，$T_{\text{標準}}=273.15\text{K}$

• 示例：
  壓縮機標注2m³/min @ 7bar，進氣溫度25°C：

FAD=2×101.325×298.15801.325×273.15?≈14.7Nm³/min

2. 考慮實際工況修正

• 進氣溫度影響：溫度升高會導致空氣密度降低，實際輸出氣量下降。

  • 修正公式：

實際氣量=FAD×T實際?T標準??

（僅當壓力恒定時適用，復雜工況需綜合壓力溫度修正）

• 示例：
  FAD=10Nm³/min，進氣溫度40°C（313.15K）：

實際氣量=10×313.15273.15?≈8.72Nm³/min

• 壓力比影響：排氣壓力升高會降低容積效率，實際氣量減少。
  • 經驗修正：每增加1bar壓力，氣量約減少3%-5%（需參考壓縮機特性曲線）。

3. 運行模式與負載率

• 連續運行：總氣量=額定氣量×運行時間（如10Nm³/min×8h=80Nm³）。

• 間歇運行：需計算負載率（如滿載70%時間，空載30%時間）：

總氣量=額定氣量×負載率×運行時間

示例：10Nm³/min壓縮機，負載率70%，運行8h：

總氣量=10×0.7×8=56Nm³

4. 損耗因素

• 管道泄漏：通常損失5%-15%氣量，需通過壓力降或流量計測量修正。
• 后處理設備：干燥機、過濾器等可能造成額外壓降，影響末端氣量。
• 壓縮機效率衰減：長期運行后，容積效率可能下降5%-10%。

三、簡化核算方法

1. 理論容積流量法

• 公式：

理論氣量（m³/min）=排量（L/轉）×轉速（轉/min）÷1000

示例：排量50L/轉，轉速1000轉/min：

理論氣量=50×1000÷1000=50m³/min

• 實際氣量=理論氣量×容積效率（通常0.85-0.95）。

2. 經驗估算表

壓縮機類型	典型容積效率	氣量范圍（Nm³/min）
活塞式壓縮機	0.85-0.90	0.1-100
螺桿式壓縮機	0.90-0.95	1-500
離心式壓縮機	0.92-0.98	100-10000+

四、實際應用示例

場景：某工廠選用螺桿式壓縮機，標注FAD=20Nm³/min @ 7bar，進氣溫度30°C，每日運行16小時，負載率80%，管道泄漏率10%。
核算步驟：

1. 修正進氣溫度：

實際氣量=20×30+273.15273.15?≈18.4Nm³/min

2. 考慮負載率：

日輸出氣量=18.4×0.8×16≈235.5Nm³

3. 扣除泄漏損失：

末端可用氣量=235.5×(1−0.1)≈212Nm³

五、注意事項

1. 單位統一：確保壓力（kPa/bar）、溫度（°C/K）單位一致，避免計算錯誤。
2. 工況匹配：額定氣量需在相似壓力、溫度下比較，不同工況數據需轉換。
3. 動態監測：長期運行后，建議通過流量計實測氣量，驗證理論核算結果。
4. 能效評估：結合比功率（kW/m³/min）評估壓縮機效率，優化選型。

總結：空氣壓縮機氣量核算需以額定FAD為基礎，結合實際工況、運行模式、損耗因素進行修正。通過公式轉換、經驗估算或實測數據，可準確計算不同場景下的可用氣量，為設備選型和系統設計提供依據。