提问

    上海某柴油机股份公司3个空压站共14台空压机，每台机出口均装有孔板流量计，早期因不带温度压力补偿，误差较大。1997年改造中，差压变送器改用，流量演算器改用SPXTMA-9000型，技术水平有了提高，宙但怀疑计量结果有问题。

①测量得到的空压机排气量，夏季比空压机铭牌数据略小，但冬季比铭牌数据大得多。

②这些空压机大多已是使用40年的老机器，排气量如此大不可能。

分析

    空压机排气量为什么冬季比夏季大?原因主要有两个，一是冬季空气密度大，二是夏季大气含水率高。

①空气密度与温度的关系

往复式压缩机属于一种正排量(Positive displacement)压缩机，即活塞的行程是固定的，(一段气缸内)活塞每往复一次就有恒定体积的气体被吸入，送到其出石。而吸入气体的密度却是随沮度而变化的，它们之间的关系在忽略了压缩系数的影响之后，可用式(3.1)表示:

式中  ρf—当前状态气体密度，kg/m3 ;

      Pf—工作状态流体绝对压力，MPa;

      Pf标准状态流体绝对压力，MPa (pn=0.101325MPa);

      Tn—标准状态热力学温度，K(Tn=293.15K);

      Tf—使用状态热力学温度，K;

      ρn标准状态气体密度，kg/m3

    下面举例说明。夏季温度以30℃计.冬季温度以0℃计。

    令Pf = Pn，在Tf= Tn(相当于20℃)时，ρf=ρn;

    在夏季，令Pf = PR，则Tf=30℃=303.15K，代入式(3.1得

式中式中ρo-0℃时空气密度，kg/m3。

    将式(3-3)除以式(3.2)得

由此可见，冬季大气密度比夏季空气密度大10%以上。

空气密度增大，活塞往复一次吸入气体的质量流量也相应增大，压缩机出口质量流量也相应增大，换算到标准状态的体积流量也成正比地增大。

②夏季大气含水率高

  大气中的饱和水含量是大气温度的函数（见表3.1）温度越高，饱和分压越高。尽管大气中的实际含水率不一定达到饱和程度，但在体积被压缩到原来的几分之一到十几分之一后，一般都要达到饱和程度。这时，空压机出口的空冷器出口就有很多水被疏出，于是，安装在空冷器后面的空气流量计测量出的流量，就比空压机的大气吸入口流量少一块。从表3.1可看出，严重的时候可高达3%左右。

讨论

    空气压缩机毕竟不是计量器具，它没有准确度的概念，它的铭牌上给出的额定排气量也有-5%-+15%的允许误差。所以，流量计在冬季给出的流量值高于铭牌数据是正常的。

反馈信息

    上述分析，提问者接受了。