CALCULATOR 23 / 84
压缩空气泄漏成本计算器
把不可见的压缩空气泄漏转换为流量、浪费功率、年耗电量和人民币成本，快速识别最值得优先维修的节能机会。
AIR LEAK COST · V1.0.0
本地即时计算 · 参数不上传计算工作台
泄漏源参数
运行与能源成本
孔径模式把表压转换为绝对压力，并按空气可压缩孔口流动自动判断临界或亚临界状态；结果统一换算到 20°C、1.01325 bar 参考状态。
泄漏量与年度成本
每天浪费14.4 元 · 154.2 m³
- 单点参考状态泄漏量
- 40.17 L/min
- 流动状态
- 临界（阻塞）流动
- 压力比 p₂/p₀ / 临界压力比
- 0.144 / 0.528
- 浪费的空压机输入功率
- 1.125 kW
- 年运行时间
- 4,800 h
- 年泄漏空气体积
- 46,273 m³
- 年浪费电量
- 5,399 kWh
- 单个泄漏点年成本
- 1,080 元
该结果用于节能机会筛查。孔形、管路阻力、压力波动、空压机部分负载效率和系统控制方式都会影响实际成本，维修预算应优先采用超声波测漏或流量计实测值复核。
首版计算关系
孔径模式：按可压缩空气等熵孔口流动计算质量流量，并依据 p₂/p₀ 与临界压力比自动选择临界或亚临界公式。
年度成本：C = Qref × SEC × Hyear × 电价；其中 SEC 为每 m³/min 产气量对应的空压机输入功率。
参考与模型边界
气体孔口流量由上游绝对压力、温度、孔口面积、流量系数和下游压力比共同决定；达到临界压力比后必须采用阻塞流公式。
不规则缝隙、螺纹通道和阀芯内漏不等同薄壁圆孔，等效孔径误差通常较大，具备条件时优先使用分区流量或经标定仪器实测。
理论知识
一个泄漏点要经过流态、参考状态和整站效率，才能变成年成本
本页从泄漏率、孔口流出和临界流态出发，把质量流量、参考体积流量、整站比功率、维修优先级和复测基线连成节能闭环。
01 · 泄漏口径
优先输入实测参考流量，孔径模式只用于估算
| 方法 | 得到的量 | 优势 | 主要误差 |
|---|---|---|---|
| 超声检测器定量 | 单点估算流量 | 不停产巡检 | 仪器标定、距离和背景噪声 |
| 流量计分区测量 | 分区总泄漏 | 可做基线和验收 | 夜间仍有合法用气 |
| 储气系统压降法 | 系统总自由空气泄漏 | 无需逐点 | 系统容积与温度变化 |
| 空压机加载/卸载法 | 泄漏占产气量比例 | 实施简单 | 控制方式与有效产气量 |
| 等效孔径计算 | 理论孔口流量 | 方案估算 | 裂缝形状、Cd 与上游状态 |
02 · 可压缩孔流
临界流动与亚临界流动由压力比决定
临界压力比rcrit=[2/(κ+1)]^(κ/(κ-1))
实际压力比r=p₂/p₀
质量流量ṁ=Cd·A·p₀/√(RT₀) × 流态函数
空气 κ≈1.4 时临界压力比约 0.528。若下游与上游绝压比低于该值，孔口喉部达到声速，继续降低下游压力不会按比例增加质量流量。高压气网排向大气通常可能处于这一状态。
03 · 等效孔径
泄漏流量近似随孔径平方增长
孔口面积 A=πd²/4，因此在压力、温度和流量系数相同的条件下，直径加倍会使理论质量流量约增至四倍。但真实泄漏往往是螺纹通道、密封间隙或长裂缝，并非薄壁圆孔。
| 泄漏形态 | 等效孔模型适用性 | 建议 |
|---|---|---|
| 薄壁圆孔 | 较好 | 采用有依据的 Cd |
| 快插接头/螺纹 | 一般 | 优先超声定量或实测 |
| 长窄裂缝 | 较差 | 考虑摩擦长度与非圆截面 |
| 阀芯内漏 | 较差 | 按厂家泄漏等级或隔离测量 |
| 开放排水器 | 不属于小孔泄漏 | 按阀口/排放周期单独核算 |
04 · 能量链
泄漏成本由参考流量、整站比功率和带压时间共同决定
浪费功率Pwaste=Qref·SEC
年耗电Eyear=Pwaste·Hyear
年成本Cyear=Eyear·电价
SEC 应使用整站输入功率除以同一参考状态下的有效产气量，并包含冷却风机、干燥机等约定边界。泄漏持续时间按系统带压时间，而非仅按设备加工时间。
05 · 系统副作用
泄漏的损失不止电费
- 末端动态压力下降，气缸速度与夹紧裕量变差。
- 空压机加载时间增加，维护周期缩短并可能触发额外机组投入。
- 为补偿掉压而整体升压，会放大其他泄漏和人工吹气耗量。
- 控制策略处于低效区时，实际节电量不一定等于理论泄漏功率；维修后还需调整机组控制。
06 · 维修闭环
发现—标记—排序—复测，才能把理论节省变成实际收益
| 步骤 | 记录内容 | 验收指标 |
|---|---|---|
| 基线 | 分区流量、压力、功率、班次 | 同一边界可复测 |
| 定位 | 位置、部件、声学强度/流量 | 唯一编号与照片 |
| 排序 | 年成本、安全与停机窗口 | 先修大漏和关键漏 |
| 维修 | 材料、工时、更换部件 | 无新增压降或失效 |
| 复测 | 同工况流量与整站功率 | 确认节气及真实节电 |
美国能源部压缩空气指南强调泄漏管理应持续循环，而不是一次性排查。维修记录还可识别反复失效的接头、软管或排水器。