数据必修课2-简单步骤判断气动隔膜泵浦的耗气量区间

「我设定流量是100LPM的条件下，大概会有多少耗气量呢?」
「知道耗气量后要选择多少马力(HP)的空压机呢?」
以上问题是不是也常常困扰你呢?
来来来，让我们一探什么是耗气量吧！

气动隔膜泵浦是一种利用压缩空气作为动力源，通过隔膜往复运动来抽送液体的泵浦。
在气动隔膜泵浦（AODD Pump）的性能曲线表中，除了流量和垂直扬程外，耗气量（air consumption）也是一个重要的性能参数，空压机是否能达到泵浦需求的耗气量，将会影响泵浦的效能稳定性，当空压机的供气量无法大于泵浦的耗气量时，泵浦效能将会降低。以下我们来教您理解如何从性能曲线表中读取耗气量。

1.理解性能曲线图的结构：

性能曲线以XY图表形式展示，横轴(X轴)表示流量，单位为升/分钟(LPM)或美制加仑/分钟(GPM)。
纵轴(Y轴)表示管路末端之垂直扬程或工作压力(负压)，垂直扬程以米或英尺为单位，工作压力以Bar或psi为单位。
图中实线之曲线代表不同的气压驱动压力，单位为Bar，虚线则是代表泵浦于该条件下的耗气量，单位为升/分钟(LPM)。

2. 设定已知条件：

从垂直扬程(工作压力)、输入气压源压力及流量数值三项条件的其中两项，可以推算出该型号泵浦之预估耗气量数值区间。

3.从设定条件找出对应耗气量数值区间：

a.已知垂直扬程(工作压力)与输入气压源压力：从Y轴找出设定之垂直扬程(工作压力)位置，然后向X轴方向延伸并相交于所选择之气压源曲线，从相交点的位置找出相对应的耗气量数值区间。
b. 已知垂直扬程(工作压力)与流量数值：从Y轴找出设定之垂直扬程(工作压力)位置点，X轴找出流量数值位置点，然后两点各向X轴与Y轴方向延伸并相交于一点，从相交点的位置找出相对应的耗气量数值区间。
c. 已知输入气压源压力与流量数值：找出输入气压源压力曲线，再从X轴找出流量数值位置点，然后将X轴的流量数值位置点沿Y轴方向延伸并与气压源压力曲线相交于一点，从相交点的位置找出相对应的耗气量数值区间。

4. 交叉参考：

性能曲线图还提供相对应流量数值，可以根据这些数据进行交叉参考，找出最有效率的操作设定条件。

5.确定泵浦适用的尺寸

为了确保气动隔膜泵浦在正常的运作下，可以获得最大的使用效率与最长的使用寿命，通常会建议最稳定的操作压力使用在1.5~3.5 Bar，因为低压时止漏环与对手件之摩擦力小，可使泵浦寿命更长更耐用。
例如：需求流量为40LPM，1/2英吋泵浦最大流量为48LPM、3/4英吋泵浦最大流量为85LPM，这时会选择3/4英吋的隔膜泵浦，虽然1/2英吋泵浦可以达到需求流量，但是会需要较大的操作压力，因而影响泵浦的使用寿命与效率，故会建议选择较大尺寸的气动隔膜泵浦。

※注意：性能曲线图是以水、低负压与低管阻的条件下测量，实际状况仍需要考虑到流体密度、黏度、管阻、管径、阀门、空压源距离与空压机规格等因素，皆会影响实际出口流量及压力数值。

范例一：在工作压力4 Bar，流量为56 LPM时的耗气量为多少呢?

1.找到代表4 Bar气源压力的曲线。
2.在横轴上找到56 LPM的流量数值位置点。
3.从56 LPM点垂直沿Y轴方向向上移动，直到与4 Bar曲线相交于一点。
4.从相交点位置，读取虚线的耗气量数值区间，可得到耗气量应介于500LPM~750LPM之间。
※通过这些步骤，你可以从性能曲线表中准确地读取在特定操作条件下的耗气量。了解这些数据有助于更有效地运行泵浦，并计算操作成本和能源消耗。

范例二：我应该要选多少马力(HP)的空压机呢?( 以范例一的数据来换算)

1. 根据范例一的方法找出耗气量数值(取最大值：750LPM)。
2. 将数据代入空压机马力(Horsepower, HP)换算公式：HP=(PxQ)/(1714xη)
P=耗气量测试额定压力(psi), 1 Bar≒14.504 psi。
Q=耗气量(Scfm), 100 LPM≒3.531 Scfm。
η=空压机效率常数，通常在0.7~0.9之间，取平均值0.8。
3. 耗气量测试额定压力皆为8 Bar，数据代入后得HP=(116.032x26.4825)/(1714x0.8)=3072.81744/1371.2≒2.241；另外考量空压机持续运转可能负载过热的状况，将数据乘以1.3倍加乘≒2.9133，因此建议至少选择3HP以上空压机规格。

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