Comprimarea gazului este un proces de consum de energie externă pentru a face ca gazul să câștige energie potențială sub presiune, iar compresorul este cel care generează gazul comprimat. Prin urmare, performanța de bază a blocului de aer al compresorului de aer cu șurub este inseparabilă de aceste patru aspecte: presiune, debit, putere și putere specifică.
Performanța de bază a compresorului cu șurub - presiunea capătului de aer
Obținerea energiei potențiale de presiune a aerului comprimat este cea mai elementară performanță a compresorului de aer, iar compresorul de aer cu șurub nu face excepție. Capătul de aer al compresorului de aer cu șurub crește presiunea aerului prin consumul de energie externă. Cu cât presiunea este mai mare, cu atât se consumă mai multă energie și cu atât cerințele pentru capătul de aer sunt mai mari. De obicei, împărțim compresoarele de aer în patru categorii în funcție de presiunea de ieșire:
Presiune joasă: 0,2~1,0 MPa Presiune medie: 1,0~10 MPa Presiune înaltă: 10~100 MPa Presiune ultra-înaltă: peste 100 MPa
Compresorul de aer cu șurub are de obicei o presiune de ieșire de 0,2~4,0 MPa, ceea ce înseamnă că performanța, fezabilitatea și economia sa sunt mai bune în acest interval. Acest lucru este determinat de structura și modul de funcționare al blocului de aer al compresorului și este, de asemenea, segmentul de presiune cu cea mai mare cerere pe piață.
Presiunea aerului comprimat furnizată de compresorul de aer este măsurată în principal prin raportul de presiune, care este raportul dintre presiunea de ieșire Pd și presiunea de aspirație Ps. Cu cât raportul este mai mare, cu atât presiunea de ieșire este mai mare. Formula ε=Pd/Ps (6)
Pentru motorul principal al compresorului de aer cu șurub, există un raport de presiune internă și un raport de presiune externă.
Raportul de presiune internă: raportul dintre presiunea din volumul interdinților motorului principal și presiunea de aspirație, care este determinată de poziția și forma orificiilor de aspirație și evacuare;
Raportul de presiune externă: raportul dintre presiunea din conducta de evacuare și presiunea de aspirație. Presiunile de aspirație și evacuare necesare pentru condițiile de funcționare sau fluxul de proces.
Când raportul de presiune internă ≠ raportul de presiune externă, motorul principal va consuma mai multă putere; când raportul de presiune internă = raportul de presiune externă, motorul principal este în cea mai bună stare.
Pentru motorul principal al compresorului de aer cu șurub, atunci când motorul principal, temperatura ambiantă, presiunea de aspirație, turația motorului principal și alți factori sunt aceiași, cu cât presiunea de ieșire este mai mare, cu atât consumul de energie este mai mare.
Performanța de bază a compresorului de aer cu șurub - debitul capătului de aer
Debitul este de obicei compus din debitul masic și debitul volumic. În specificațiile și standardele industriei sistemelor de compresie a aerului, folosim de obicei debitul volumic ca metodă de măsurare a debitului, care în țara mea se numește și volumul de evacuare sau debitul de pe plăcuța de identificare: la presiunea de evacuare necesară, volumul de gaz evacuat de compresorul de aer pe unitatea de timp este convertit în starea de admisie, adică valoarea volumică a presiunii de aspirație la conducta de admisie din prima treaptă și temperatura și umiditatea de aspirație. Unitatea este m3/min. Debitul volumic este împărțit în debit volumic real și debit volumic standard.
De obicei, mostrele, selecțiile și plăcuțele de identificare ale mașinilor utilizează debitul volumetric standard. Datorită industriei, regiunii și utilizării, debitul volumetric standard pe piața de aer comprimat are două definiții în funcție de diferența dintre starea standard (temperatură, presiune și componente):
Starea standard este presiunea P = 101,325 kPa; temperatura standard T = 0 ℃; umiditatea relativă este de 0%. Se întâlnește adesea în gazele industriale, industria chimică sau în documentele de licitație, denumită „pătrat standard”, de obicei cu simbolul „VN” și unitatea de măsură Nm3/min.
Starea standard este presiunea P = 101.325KPa; temperatura standard T = 20℃; umiditatea relativă este de 0%. Aceasta este de obicei utilizată în standardele industriei aerului comprimat și se numește „condiții standard de lucru”. Simbolul este de obicei „V”, iar unitatea este m3/min.
De obicei, debitul volumetric standard utilizat în industria noastră de compresoare de aer este cel din urmă. Conversia debitului volumetric în cele două stări poate fi calculată cu formula:
V(m3/min)=1,0732VN(Nm3/min) Formula (7)
Pentru motorul principal al compresorului de aer cu șurub, în aceleași alte condiții, cu cât distanța dintre centrele rotorului este mai mare, cu atât debitul volumic este mai mare; cu cât turația motorului principal este mai mare, cu atât debitul volumic este mai mare.
VDebit volumetric = qv volumul de compresie al motorului principal × n turația chiulasei Formula (8)
qv = CΨqv0Z1n = CΨCn1nλD3 Formula (9)
Unde Z1 - numărul de dinți ai rotorului mascul; n - viteza rotorului mascul; λ - raportul de aspect al rotorului; D - diametrul exterior al rotorului mascul.
Prin urmare, din motive economice, de obicei reducem tipurile de motoare principale și putem ajusta volumul de evacuare al compresorului de aer prin determinarea turației motorului principal pentru a satisface cererea pieței.
Totuși, turația motorului principal al compresorului cu șurub nu poate fi infinit de mare, de obicei între 800 și 10.000 rpm. Prin urmare, producătorul motorului principal cu șurub dezvoltă motoare principale cu diferite intervale de debit volumetric pentru a satisface cerințele de debit ale compresorului cu șurub.
În funcție de debitul volumetric de aer comprimat, compresoarele de aer pot fi de obicei împărțite în:
Microcompresor<1m3>10～<100 m3min; large compressor ≥100 min
Compresorul principal de aer cu șurub este potrivit pentru o singură mașină cu 1～100 m3/min, fiind cel mai fiabil și economic și, de asemenea, principalul model de pe piața compresoarelor de aer.
Cu cât presiunea este mai mare, cu atât consumul de energie al motorului principal este mai mare; cu cât debitul volumic este mai mare, cu atât consumul de energie al motorului principal este mai mare
Cu cât puterea specifică a motorului principal al compresorului de aer cu șurub este mai mică, cu atât consumul său de energie este mai mic și performanța motorului principal este mai bună. În condiții de debit constant, cu cât presiunea de ieșire este mai mare, cu atât puterea arborelui motorului principal este mai mare, deci cu atât puterea sa specifică este mai mare.
Fiecare motor principal al compresorului de aer cu șurub are o valoare optimă a puterii specifice, care este legată de turația motorului principal. Când turația motorului principal este prea mică, scurgerile cresc, volumul de gaz scade, iar puterea specifică devine mai mare; când turația motorului principal este prea mare, frecarea crește, puterea arborelui crește, iar puterea specifică devine mai mare. Dar trebuie să existe o turație optimă care să facă ca puterea specifică să fie cea mai mică. De aceea nu este neapărat corect să spunem că, cu cât motorul principal este mai mare, cu atât economisește mai multă energie.
Atunci când proiectăm compresoare de aer cu șurub și compresoare de aer cu frecvență variabilă, asigurând în același timp calitatea, trebuie să luăm în considerare și economia, standardizarea și modularitatea motorului principal. Prin urmare, vom folosi curba valorii puterii specifice motorului principal pentru a proiecta și dezvolta compresoare de aer cu șurub de diferite presiuni și debite.
Data publicării: 11 septembrie 2024
