Formule de calcul de la capacité de production d’air d’un compresseur d’air

Qu’est-ce que la capacité de production d’air d’un compresseur d’air?

La capacité de production d’air d’un compresseur d’air correspond généralement au volume d’air libre que celui-ci peut aspirer et refouler par unité de temps, exprimé le plus souvent en mètres cubes par minute. Cette donnée détermine la capacité de l’équipement à répondre aux besoins en air comprimé et constitue un paramètre fondamental pour le dimensionnement, l’évaluation de la consommation énergétique ainsi que le diagnostic des pannes.

Formule de calcul de la quantité théorique de gaz produit

Pour les compresseurs d’air à piston alternatif couramment utilisés, il est tout d’abord possible d’estimer le débit théorique de production d’air en fonction des dimensions géométriques du cylindre et de la vitesse de rotation:

Cylindrée théorique d’un cylindre:q = π/4 × D² × S × n

Volume d’échappement théorique à plusieurs cylindres:Q = q × i

• D: diamètre du cylindre
• S: Course du piston
• n: vitesse de rotation du vilebrequin
• i: nombre de cylindres

Lorsque le diamètre et la course sont exprimés en mètres, et que la vitesse de rotation est donnée en tours par minute, le résultat peut généralement être converti en mètres cubes par minute. Pour un vérin à double effet, il convient de calculer séparément les volumes utiles de travail des deux faces.

Formule de correction du débit réel de gaz produit

La valeur théorique est généralement supérieure au débit d’échappement réel disponible, en raison de facteurs tels que le volume mort, les fuites, la résistance à l’admission et l’élévation de température. Le débit d’air effectivement produit peut être corrigé selon la formule suivante:

Quantité réelle de gaz produite = Quantité théorique de gaz produite × Rendement volumétrique

Le rendement volumétrique varie en fonction de la pression de refoulement, de la configuration de l’équipement, de l’état d’étanchéité et de l’entretien. En cas d’entretien insuffisant, d’usure des organes de commande ou d’obstruction du filtre, le débit réel de gaz produit peut diminuer sensiblement.

Estimation du volume de gaz à produire en fonction des besoins en gaz.

Dans le cas du dimensionnement d’un compresseur d’air, il est également possible de déterminer le débit d’air requis en partant de l’extrémité consommatrice.

Quantité d’air à produire requise = Somme des consommations d’air de tous les équipements utilisant de l’air × Coefficient d’utilisation simultanée × Coefficient de marge

• Consommation d’air des équipements pneumatiques: quantité d’air consommée par un équipement unique à sa pression nominale.
• Coefficient d’utilisation simultanée: prise en compte de la possibilité que plusieurs équipements fonctionnent en même temps.
• Coefficient de marge: prise en compte des fuites du réseau, des pertes de charge et des extensions futures.

En l’absence de paramètres précis, il convient de procéder à une évaluation globale en s’appuyant sur la documentation technique de l’équipement, les données historiques de consommation de gaz et les mesures effectuées sur site, afin d’éviter d’augmenter arbitrairement la taille du dispositif.

Facteurs clés influençant la quantité de gaz produit

• État d’admission:La température, l’humidité et l’altitude influencent la densité de l’air ainsi que le volume d’air inhalé.
• Pression de refoulement:Plus la pression de consigne est élevée, plus l’efficacité volumétrique et le débit d’air réel peuvent être faibles.
• Vitesse de rotation et transmission:Les variations de vitesse de rotation influencent directement le débit d’air théorique.
• État de maintenance:Les joints d’étanchéité, le filtre à air, les clapets et l’état des conduites influencent tous la puissance de sortie réelle.

Conseils d’utilisation

Le calcul par formule convient aux estimations préliminaires et aux vérifications sur site. Lors de la sélection définitive ou de la réception, il est recommandé d’effectuer une évaluation globale en prenant en compte la capacité nominale de débit indiquée sur la plaque signalétique, les pointes de consommation, le volume du réservoir d’air comprimé, les pertes de charge dans la tuyauterie ainsi que les résultats des essais effectués sur le terrain.