Компресија гаса је процес трошења спољашње енергије како би гас добио потенцијалну енергију притиска. Компресор је стваралац компримованог гаса. Стога су основне перформансе ваздушног компресора неодвојиве од ова четири аспекта: притиска, протока, снаге и специфичне снаге.
Основне перформансе ваздушног дела вијчаног компресора – притисак
Добијање потенцијалне енергије притиска компримованог ваздуха је најосновнија перформанса ваздушних компресора, а вијчани ваздушни компресори нису изузетак. Главни мотор вијчаних ваздушних компресора повећава притисак ваздуха трошећи спољашњу енергију. Што је већи притисак, то се више енергије троши и већи су захтеви за главни мотор. Обично ваздушне компресоре делимо у четири категорије према излазном притиску:
Низак притисак: 0,2~1,0 МПа
Средњи притисак: 1,0~10MPa
Висок притисак: 10~100MPa
Ултра-висок притисак: изнад 100MPa
Вијчани ваздушни компресори обично имају излазни притисак од 0,2~4,0 MPa, што значи да су њихове перформансе, изводљивост и економичност боље у овом опсегу. Ово је одређено структуром и начином рада ваздушног дела компресора, а такође је и сегмент притиска са највећом потражњом на тржишту.
Притисак компримованог ваздуха који обезбеђује ваздушни компресор углавном се мери односом притиска, који је однос излазног притиска Pd и усисног притиска Ps. Што је већи однос, већи је излазни притисак.
ε=Pd/Ps Формула (6)
За главни мотор вијчаног ваздушног компресора, постоји унутрашњи однос притиска и спољашњи однос притиска.
Однос унутрашњег притиска: однос притиска у међузупчаној запремини главног мотора и усисног притиска, који је одређен положајем и обликом усисних и издувних отвора;
Спољни однос притиска: однос притиска у издувној цеви и усисног притиска. Усисни и издувни притисци потребни за радне услове или проток процеса.
Када је однос унутрашњег притиска ≠ однос спољашњег притиска, главни мотор ће трошити више снаге; када је однос унутрашњег притиска = однос спољашњег притиска, главни мотор је у најбољем стању.
За главни мотор вијчаног ваздушног компресора, када су главни мотор, температура околине, усисни притисак, брзина главног мотора и други фактори исти, што је већи излазни притисак, већа је потрошња енергије.
Основне перформансе ваздушног дела вијчаног компресора – проток
Проток се обично састоји од масеног протока и запреминског протока. У индустријским спецификацијама и стандардима система ваздушних компресора, обично користимо запремински проток као методу мерења протока, који се у мојој земљи назива и запремински проток издувних гасова или проток на називној плочици: под потребним притиском издувних гасова, запремина гаса коју испушта ваздушни компресор по јединици времена претвара се у стање усисавања, односно запреминска вредност усисног притиска на усисној цеви прве фазе и температуре и влажности усисавања. Јединица је м3/мин. Запремински проток се дели на стварни запремински проток и стандардни запремински проток.
Обично, узорци, избори и натписне плочице машина користе стандардни запремински проток. Због индустрије, региона и употребе, стандардни запремински проток на тржишту компримованог ваздуха има две дефиниције према разлици у стандардном стању (температура, притисак и компоненте):
Стандардно стање је притисак P = 101,325 kPa; стандардна температура T = 0℃; релативна влажност је 0%. Често се среће у индустријским гасовима, хемијској индустрији или тендерској документацији, назива се „стандардни квадрат“, обично са симболом формуле „VN“ и јединицом Nm3/min.
Стандардно стање је притисак P = 101,325 kPa; стандардна температура T = 20 ℃; релативна влажност је 0%. Обично се користи у стандардима индустрије компримованог ваздуха и назива се „стандардни радни услови“. Симбол је обично „V“, а јединица је m3/min.
Обично се стандардни проток који се користи у нашој индустрији ваздушних компресора користи управо овај други. Конверзија протока у два стања може се израчунати формулом:
В(м3/мин)=1,0732ВН(Нм3/мин) Формула (7)
За главни мотор вијчаног ваздушног компресора, под истим осталим условима, што је веће растојање између центара ротора, то је већи његов проток; што је већа брзина главног мотора, то је већи његов проток.
V запремински проток = qv запремина компресије главног мотора × n брзина главе мотора Формула (8)
qv=CΨqv0Z1n=CΨCn1nλD3 Формула (9)
Где је Z1 — број зубаца мушког ротора; n — брзина мушког ротора; λ — однос ширине и висине ротора; D — спољашњи пречник мушког ротора.
Стога, ради економичности, обично смањујемо типове главних мотора и можемо подесити запремину издувних гасова ваздушног компресора одређивањем брзине главног мотора како бисмо задовољили потражњу на тржишту.
Међутим, брзина главног мотора вијчаног компресора не може бити бесконачно висока, обично између 800 и 10.000 о/мин. Стога, произвођач главних мотора вијчаних компресора развија главне моторе са различитим опсезима протока запремине како би задовољио захтеве протока вијчаног компресора.
Специфична снага и прорачун ваздушног дела вијчаног компресора
Снага на вратилу коју троши запремински проток по јединици времена када ваздушни компресор ради. Јединица специфичне снаге је: kW/(m3/min).
Формула за израчунавање је следећа:
SER ваздушни део = Pd ваздушни део/qv Формула (10)
Pd ваздушни крај – снага вратила ваздушног краја;
qv – запремински проток ваздушног блока по јединици времена
Његова специфична вредност снаге је:
СЕР ваздушни крај = 117/23,1 = 5,065 (кВ/(м3/мин))
Што је мања специфична снага ваздушног блока вијчаног компресора, то је мања његова потрошња енергије и боље су перформансе ваздушног блока. Под условима константног протока, што је већи излазни притисак, већа је снага на вратилу ваздушног блока, па је већа и његова специфична снага.
Сваки вијчани компресор има оптималну вредност специфичне снаге, која је повезана са брзином главног мотора. Када је брзина главног мотора прениска, цурење се повећава, запремина гаса се смањује, а вредност специфичне снаге постаје већа; када је брзина главног мотора превисока, трење се повећава, снага на вратилу се повећава, а вредност специфичне снаге постаје већа. Али мора постојати оптимална брзина која чини вредност специфичне снаге најнижом. Због тога није нужно тачно рећи да што је главни мотор већи, то је енергетски штедљивији.
Када пројектујемо вијчане компресоре и компресоре са променљивом фреквенцијом, морамо осигурати квалитет, а истовремено узети у обзир економичност, стандардизацију и модуларност главног мотора. Стога ћемо користити криву специфичне снаге главног мотора за пројектовање и развој вијчаних компресора са различитим притисцима и протоцима.
Време објаве: 17. јул 2024.
