روی پلاک هر کمپرسور و ابزار بادی چند عدد و چند واحد عجیب می‌بینید: CFM، PSI، بار، لیتر بر دقیقه، کیلووات. اگر معنی این‌ها روشن نباشد، مقایسه دو دستگاه یا فهمیدن اینکه کمپرسورتان از پس یک ابزار برمی‌آید یا نه، تقریباً غیرممکن است. این مقاله همه را ساده و با مثال توضیح میدهد.
- فشار نشان میدهد هوا با چه «زوری» بیرون می‌آید: بار، PSI یا کیلوپاسکال.
- هوادهی نشان میدهد در هر دقیقه «چقدر» هوا تحویل می‌گیرید: CFM، لیتر بر دقیقه یا متر مکعب بر دقیقه.
- هر بار حدود ۱۴٫۵ PSI است و هر CFM حدود ۲۸٫۳ لیتر بر دقیقه.
- عدد گیج کمپرسور «فشار نسبی» است، یعنی فشار بیشتر از هوای اطراف.
فشار و هوادهی: دو مفهومی که نباید قاطی شوند
یک شیلنگ آب را تصور کنید. اگر سر شیلنگ را با انگشت تنگ کنید، آب با فشار بیشتری بیرون می‌زند، اما مقدار آبی که در هر دقیقه خارج می‌شود لزوماً بیشتر نمی‌شود. هوای فشرده هم همین‌طور است. فشار تعیین میکند ابزار با چه قدرتی کار کند و هوادهی تعیین میکند ابزار چه مدت و چقدر پیوسته کار کند.
بیشتر مشکلات کارگاهی از کمبود هوادهی است، نه کمبود فشار. کمپرسوری که ۸ بار فشار می‌سازد ولی هوادهی کمی دارد، یک بکس بادی را برای چند ثانیه خوب می‌چرخاند، اما بعد فشار افت میکند و ابزار ضعیف می‌شود.
واحدهای فشار: بار، PSI و کیلوپاسکال
در ایران و اروپا فشار کمپرسور معمولاً با بار بیان می‌شود و در کاتالوگ‌های آمریکایی با PSI (پوند بر اینچ مربع). یک بار تقریباً برابر فشار هوای اطراف ما در سطح دریاست و برابر ۱۰۰ کیلوپاسکال و حدود ۱۴٫۵ PSI است.
| بار | PSI (تقریبی) | کجا با آن سروکار دارید |
|---|---|---|
| ۲ تا ۲٫۵ | ۲۹ تا ۳۶ | باد لاستیک خودروی سواری |
| ۶ | ۸۷ | فشار کاری بسیاری از ابزارهای بادی |
| ۶٫۲ | ۹۰ | فشار مرجعی که مصرف ابزارها معمولاً با آن اعلام می‌شود |
| ۷ | ۱۰۱٫۵ | فشار رایج شبکه هوای کارگاه |
| ۸ | ۱۱۶ | حداکثر فشار رایج کمپرسورهای کارگاهی |
| ۱۰ | ۱۴۵ | کمپرسورهای فشار بالاتر |
فشار نسبی یا مطلق؟
عددی که گیج کمپرسور نشان میدهد فشار نسبی است؛ یعنی فشار داخل مخزن منهای فشار هوای اطراف. وقتی مخزن کاملاً خالی است، گیج صفر نشان میدهد، در حالی که داخل مخزن هنوز هوای معمولی با فشار حدود یک بار وجود دارد. در کاتالوگ‌های فنی گاهی این دو را با barg (نسبی) و bara (مطلق) از هم جدا میکنند. در محاسبات روزمره کارگاه، همیشه با فشار نسبی سروکار دارید.
واحدهای هوادهی: CFM، لیتر بر دقیقه و متر مکعب بر دقیقه
CFM یعنی فوت مکعب در دقیقه. هر فوت مکعب حدود ۲۸٫۳ لیتر است؛ پس هر CFM حدود ۲۸٫۳ لیتر بر دقیقه است. در کمپرسورهای بزرگ‌تر از متر مکعب بر دقیقه استفاده می‌شود؛ هر متر مکعب بر دقیقه برابر ۱۰۰۰ لیتر بر دقیقه و حدود ۳۵٫۳ CFM است.
| CFM | لیتر بر دقیقه | متر مکعب بر دقیقه |
|---|---|---|
| ۱ | ۲۸ | ۰٫۰۲۸ |
| ۵ | ۱۴۲ | ۰٫۱۴ |
| ۱۰ | ۲۸۳ | ۰٫۲۸ |
| ۲۰ | ۵۶۶ | ۰٫۵۷ |
| ۳۵٫۳ | ۱۰۰۰ | ۱ |
FAD، SCFM و حجم جابه‌جایی
همه CFMها یکی نیستند. FAD (هوادهی آزاد) هوایی است که واقعاً از خروجی کمپرسور تحویل می‌گیرید، به شرایط هوای ورودی برگردانده شده؛ روش اندازه‌گیری آن برای کمپرسورهای جابه‌جایی مثبت در استاندارد ISO 1217 آمده است. SCFM هوادهی در یک شرایط «استاندارد» تعریف‌شده از دما و فشار است. حجم جابه‌جایی هم عددی نظری است که از ابعاد سیلندر و دور موتور حساب می‌شود و در کمپرسورهای پیستونی معمولاً ۳۰ تا ۴۰ درصد بیشتر از هوای واقعی است. هنگام مقایسه دو کمپرسور، مطمئن شوید هر دو عدد از یک جنس‌اند.
توان: کیلووات و اسب بخار
هر اسب بخار حدود ۰٫۷۵ کیلووات است. اما توان موتور به‌تنهایی معیار خوبی برای مقایسه نیست؛ دو کمپرسور با موتور هم‌اندازه می‌توانند هوادهی متفاوتی داشته باشند. معیار بهتر، «انرژی ویژه» است: برق مصرفی (کیلووات) تقسیم بر هوادهی واقعی (متر مکعب بر دقیقه). هرچه این عدد کمتر باشد، کمپرسور برای هر لیتر هوا برق کمتری مصرف میکند.
چرا فشار بیشتر، هزینه بیشتر است؟
کمپرسور برای رساندن هوا به فشار بالاتر، کار بیشتری انجام میدهد. قاعده پذیرفته‌شده در مهندسی هوای فشرده این است که هر ۲ PSI (حدود ۰٫۱۴ بار) فشار اضافه، مصرف انرژی را حدود یک درصد زیاد میکند. علاوه بر این، با بالا رفتن فشار شبکه، از هر نشتی و هر ابزاری که رگولاتور ندارد هوای بیشتری هدر می‌رود. پس فشار شبکه را به اندازه نیاز ابزارها تنظیم کنید، نه بیشتر.
حالا که واحدها را می‌شناسید، با راهنمای انتخاب کمپرسور باد می‌توانید دستگاه مناسب کارتان را حساب کنید.
سؤالات متداول
هر بار چند PSI است؟
هر بار حدود ۱۴٫۵ PSI است. برای مثال ۸ بار تقریباً برابر ۱۱۶ PSI است.
CFM را چطور به لیتر بر دقیقه تبدیل کنم؟
عدد CFM را در ۲۸٫۳ ضرب کنید. ۵ CFM تقریباً ۱۴۲ لیتر بر دقیقه است.
چرا گیج کمپرسور با مخزن خالی صفر نشان میدهد؟
چون گیج فشار نسبی را نشان میدهد، یعنی اختلاف فشار داخل مخزن با هوای اطراف. وقتی مخزن خالی است، این اختلاف صفر است.
مهمتر است کمپرسور فشار بیشتری داشته باشد یا هوادهی بیشتر؟
برای بیشتر کارها هوادهی مهمتر است. اغلب ابزارها با حدود ۶ تا ۶٫۵ بار کار میکنند؛ اگر هوادهی کم باشد، فشار بالا هم زود افت میکند.
منابع: مقاله رابطه فشار و جریان در سیستم‌های هوای فشرده (Compressed Air Best Practices)، راهنمای خواندن برگه مشخصات کمپرسور (Anglian Compressors) و استاندارد ISO 1217 برای اندازه‌گیری هوادهی کمپرسورهای جابه‌جایی مثبت.