Komprimovanje gasa je proces trošenja vanjske energije kako bi gas dobio potencijalnu energiju pritiska. Kompresor je kreator komprimovanog gasa. Stoga su osnovne performanse zračne jedinice vijčanog kompresora neodvojive od ova četiri aspekta: pritiska, protoka, snage i specifične snage.
Osnovne performanse zračne strane vijčanog kompresora zraka – tlak
Dobijanje potencijalne energije pritiska komprimovanog vazduha je najosnovnija performansa vazdušnih kompresora, a vijčani vazdušni kompresori nisu izuzetak. Glavni motor vijčanih vazdušnih kompresora povećava pritisak vazduha trošeći spoljašnju energiju. Što je pritisak veći, to se više energije troši i to su veći zahtevi za glavni motor. Obično vazdušne kompresore delimo u četiri kategorije prema izlaznom pritisku:
Nizak pritisak: 0,2~1,0 MPa
Srednji pritisak: 1,0~10 MPa
Visoki pritisak: 10~100MPa
Ultra visok pritisak: iznad 100 MPa
Vijčani zračni kompresori obično imaju izlazni pritisak od 0,2~4,0 MPa, što znači da su njihove performanse, izvodljivost i ekonomičnost bolje u ovom rasponu. To je određeno strukturom i načinom rada zračne strane kompresora, a to je ujedno i segment pritiska s najvećom potražnjom na tržištu.
Pritisak komprimovanog vazduha koji obezbeđuje vazdušni kompresor uglavnom se meri odnosom pritiska, koji je odnos izlaznog pritiska Pd i usisnog pritiska Ps. Što je veći odnos, to je veći izlazni pritisak.
ε=Pd/Ps Formula (6)
Za glavni motor vijčanog kompresora zraka postoji odnos unutrašnjeg pritiska i odnos vanjskog pritiska.
Odnos unutrašnjeg pritiska: odnos pritiska u međuzubnom volumenu glavnog motora i usisnog pritiska, koji je određen položajem i oblikom usisnih i izduvnih otvora;
Odnos vanjskog pritiska: odnos pritiska u ispušnoj cijevi i usisnog pritiska. Usisni i ispušni pritisak potreban za radne uslove ili protok procesa.
Kada je odnos unutrašnjeg pritiska ≠ odnos vanjskog pritiska, glavni motor će trošiti više snage; kada je odnos unutrašnjeg pritiska = odnos vanjskog pritiska, glavni motor je u najboljem stanju.
Za glavni motor vijčanog kompresora zraka, kada su glavni motor, temperatura okoline, usisni pritisak, brzina glavnog motora i drugi faktori isti, što je veći izlazni pritisak, veća je potrošnja energije.
Osnovne performanse zračne strane vijčanog kompresora - protok
Protok se obično sastoji od masenog protoka i zapreminskog protoka. U industrijskim specifikacijama i standardima sistema kompresora zraka, obično koristimo zapreminski protok kao metodu mjerenja protoka, koji se u mojoj zemlji naziva i zapreminski protok izduvnih gasova ili protok na nazivnoj pločici: pod potrebnim pritiskom izduvnih gasova, zapremina gasa koju ispušta kompresor zraka po jedinici vremena pretvara se u stanje usisa, odnosno zapreminsku vrijednost pritiska usisavanja na usisnoj cijevi prvog stepena i temperaturu i vlažnost usisa. Jedinica je m3/min. Zapreminski protok se dijeli na stvarni zapreminski protok i standardni zapreminski protok.
Obično, uzorci, odabiri i natpisne pločice mašina koriste standardni zapreminski protok. Zbog industrije, regije i upotrebe, standardni zapreminski protok na tržištu komprimovanog vazduha ima dvije definicije prema razlici u standardnom stanju (temperatura, pritisak i komponente):
Standardno stanje je pritisak P=101,325 kPa; standardna temperatura T=0 ℃; relativna vlažnost je 0%. Često se susreće u industrijskim gasovima, hemijskoj industriji ili dokumentima za nadmetanje, pod nazivom "standardni kvadrat", obično sa simbolom formule "VN" i jedinicom Nm3/min.
Standardno stanje je pritisak P = 101,325 kPa; standardna temperatura T = 20 ℃; relativna vlažnost je 0%. Obično se koristi u standardima industrije komprimovanog vazduha i naziva se "standardni radni uslovi". Simbol je obično "V", a jedinica je m3/min.
Obično se standardni protok koji se koristi u našoj industriji zračnih kompresora koristi ovaj drugi. Konverzija protoka u dva stanja može se izračunati formulom:
V(m3/min)=1,0732VN(Nm3/min) Formula (7)
Za glavni motor vijčanog kompresora zraka, pod istim ostalim uvjetima, što je veće rastojanje između centara rotora, to je veći njegov zapreminski protok; što je veća brzina glavnog motora, to je veći njegov zapreminski protok.
V zapreminski protok = qv zapremina kompresije glavnog motora × n brzina glave motora Formula (8)
qv=CΨqv0Z1n=CΨCn1nλD3 Formula (9)
Gdje je Z1 - broj zuba muškog rotora; n - brzina muškog rotora; λ - odnos stranica rotora; D - vanjski prečnik muškog rotora.
Stoga, radi ekonomičnosti, obično smanjujemo tipove glavnih motora i možemo prilagoditi volumen ispušnih plinova kompresora zraka određivanjem brzine glavnog motora kako bismo zadovoljili potražnju na tržištu.
Međutim, brzina glavnog motora vijčanog kompresora ne može biti beskonačno visoka, obično između 800 i 10.000 o/min. Stoga proizvođač glavnih motora vijčanih kompresora razvija glavne motore s različitim rasponima protoka kako bi zadovoljio zahtjeve protoka vijčanog kompresora.
Specifična snaga i proračun kompresorskog dijela vijka
Snaga na osovini koju troši zapreminski protok po jedinici vremena kada zračni blok kompresora radi. Jedinica specifične snage je: kW/(m3/min).
Formula za izračunavanje je sljedeća:
SER kompresorski blok = Pd kompresorski blok/qv Formula (10)
Pd zračni kraj – snaga osovine zračnog kraja;
qv – protok volumena kompresorskog bloka po jedinici vremena
Njegova specifična vrijednost snage je:
SER air end = 117/23,1 = 5,065 (kW/(m3/min))
Što je manja specifična snaga zračne komore vijčanog kompresora, to je manja potrošnja energije i bolje performanse zračne komore. Pod uvjetima konstantnog protoka, što je veći izlazni pritisak, to je veća snaga osovine zračne komore, pa je veća i njena specifična snaga.
Svaki vijčani kompresor ima optimalnu specifičnu vrijednost snage, koja je povezana s brzinom glavnog motora. Kada je brzina glavnog motora preniska, curenje se povećava, volumen plina se smanjuje, a specifična vrijednost snage postaje veća; kada je brzina glavnog motora previsoka, trenje se povećava, snaga na osovini se povećava, a specifična vrijednost snage postaje veća. Ali mora postojati optimalna brzina koja specifičnu vrijednost snage čini najnižom. Zbog toga nije nužno tačno reći da što je glavni motor veći, to je energetski štedljiviji.
Prilikom projektovanja vijčanih kompresora i kompresora s promjenjivom frekvencijom, moramo osigurati kvalitet, a istovremeno uzeti u obzir ekonomičnost, standardizaciju i modularnost glavnog motora. Stoga ćemo koristiti krivulju specifične snage glavnog motora za projektovanje i razvoj vijčanih kompresora s različitim pritiscima i protocima.
Vrijeme objave: 17. juli 2024.
