Tìm hiểu về Máy nén

M¸y nÐn M¸y nÐn • M¸y nÐn pitt«ng: gi¶m thÓ tÝch cña khÝ • M¸y nÐn ly t©m: T¨ng tèc ®é dßng khÝ, sau ®ã dïng èng t¨ng ¸p ®Ó t¨ng ¸p suÊt • M¸y nÐn h−íng trôc: t−¬ng tù + ¸p suÊt sau khi nÐn kh«ng cao, nh−ng n¨ng suÊt nÐn cña m¸y nÐn lín. M¸y nÐn M¸y nÐn 1 cÊp NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG F, L     ω=− 2 2 dvdp Máy nén tĩnh Máy nén động PHÂN LOẠI MÁY NÉN VÀ ĐẶC ĐIỂM • Máy nén tĩnh: pittông (reciprocating), trục vít (screw), trục xoắn (scroll), rô-to... * Tỉ số nén lớn, năng suất nhỏ, dòng khí nén không liên tục nên cần có thêm bình chứa. • Máy nén động: ly tâm (centrifugal), hướng trục (axial)(tû sè t¨ng ¸p ë tõng cÊp lµ 1,3). * Có đặc điểm ngược so với máy nén tĩnh. PHÂN LOẠI MÁY NÉN VÀ ĐẶC ĐIỂM • Máy nén ly tâm Tỉ số nÐn nhỏ, n¨ng suất lín, dïng khÝ nÐn liªn tôc. C«ng cña m¸y nÐn ly t©m n n 2 1 2 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 1 2 1 2 1 2 1 , 1 2 l « l ( ) ¸ 2 2 ( ) ( ) (6 21) 2 , (6 22) mn mn mn k c ngngoµi cñahÖ q w l q w q w w víi m tnÐn lµhÖhë w w i w w i w w l q w w q i i nÕuqtlµDabiÕn coi w w l i i = ∆ + = − ∆ = − − = + = + −= − − = − − − − = = − − PHÂN LOẠI MÁY NÉN VÀ ĐẶC ĐIỂM • Máy nén h−íng trôc Tỉ số nÐn nhỏ, năng suất lớn, dïng khÝ nÐn liªn tục. Cã thÓ kÕt hîp m¸y nÐn ly t©m vµ m¸y nÐn ly t©m: m¸y nÐn h−íng trôc l¾p ë phÝa trø¬c T¨ng tỉ số nÐn nhỏ, năng suất lớn, dòng khÝ nÐn liªn tôc. M¸y nÐn piston M¸y nÐn 1 cÊp M¸y nÐn 1 cÊp M¸y nÐn M¸y nÐn M¸y nÐn 1 cÊp: qu¸ tr×nh nÐn ®a biÕn C«ng nÐn cña m¸y nÐn lµ c«ng kü thuËt cña qu¸ tr×nh nÐn Lkt=G.lkt         −    −−= − 1 1 1 1 211 n n mn p p n VnpL         −    −−= − 1 1 1 1 211 n n mn p p n RTnGL ¶nh h−ëng cña kh«ng gian cã h¹i M¸y nÐn r« to Cã 3 lo¹i: 1.M¸y nÐn r«to cã van 2.M¸y nÐn kiÓu b¸nh r¨ng khÝa ; hay dïng cho c¸c øng dông ¸p thÊp 3.KiÓu trôc vÝt : dïng c¸c lo¹i ¸p kh¸c nhau M¸y nÐn r« to Root blower R« to cã d¹ng cam xo¾n èc Qt nÐn ®−îc thùc hiÖn b»ng back flow >>> tiªu hao nhiÒu n¨ng l−îng Tû lÖ t¨ng ¸p dÆc tr−ng p2/p1=2 M¸y nÐn trôc vÝt Screw compressor Screw Compressors Normal lubrication by injecting oil in suction “Oil-Free” Compressors Water injection into suction allows “oil free” lubrication Also produces “near isothermal” compression Some use ceramic rotors Isentropic Efficiency of Rotary Compressors Best process for any compressor still isothermal Rotary vane & Roots: compression very rapid ... ... so best could only achieve reversible adiabatic Real rotary compressor’s frictional effects from: gas turbulence shock as rapid changes in flow direction contact between moving parts and walls Temperature rise even greater than reversible adiabatic Isentropic Efficiency Temperature after real adiabatic always higher than after reversible adiabatic HiÖu suÊt trong t−¬ng ®èi entropy ηοι,s= ηisen Víi qt nÐn For compression Real enthalpy rise > Isentropic enthalpy rise So Compressor’s Isentropic Efficiency expressed as ηoi,s=0,85 ηoi,T=0,5-0,8 qu¸ tr×nh thùc HiÖu suÊt trong t−¬ng ®èi cña m¸y nÐnηoi,k ηoi,k=η isentrropic HiÖu suÊt thÓ tÝch λt ¸p suÊt chØ thÞ trungb×nhlý thuyÕt pilt Indicated Power Positive displacement machines Can plot p against V Area under curve is W=∫p⋅dV i.e. Work done Area of whole diagram is net work done on piston each cycle Known as “Indicated work” Indicated power is rate of doing work 1 2 , 1 , , , , 1 2 , 1 1 1 2 1 , ; ¸ ¹ ( ) ; ( ) (6 14) ilt mn t i h i mn mn i mn t i h mn tt tt h i k tt i h i h h ilt i k i h i i i p L pV v p psuÊtchØthÞ trungbinhcñachÊtkhÝ L L L pV NÕuqtnÐnDo nnhiÖt L G i i V V víi G pV pV v v i i V v p pV p λ λ λ η λη λ λη −= = = = −= = = = − = = − HiÖu suÊt chØ thÞ η i ¸p suÊt chØ thÞ trung b×nh lý thuyÕt M¸y nÐn M¸y nÐn 1 cÊp: qu¸ tr×nh nÐn ®¼ng nhiÖt C«ng nÐn cña m¸y nÐn lµ c«ng kü thuËt cña qu¸ tr×nh nÐn Lkt=G.lkt 2 1 1 1 ln ,mn vL pV W v  =    2 1 1 lnmn pL GRT W p  = −    ¶nh h−ëng cña thÓ tÝch thõa ¶nh h−ëng cña thÓ tÝch thõa 3 3 3 2 1 1 4 1 4 4 1 3 1 3 1 3 1 3 1 ( 1 1 (6 5) (6 6) (6 7) ; / ) 1( 1) t h t h tt t tl t w r h tt n h h t n v v v p V c V V v v hiÖusuÊtthÓtÝ v v vV V v v v v v v V V V V m ch V s p c c π λ π λ λ λ λ λ λ λ λ π − − = = − = − − += = = = −− − − − − = = − − = = < + ¶nh h−ëng cña thÓ tÝch thõa h t V V=λ HiÖu suÊt thÓ tÝch λ )1(1 1 −−== n h t cV V πλ h t V Vc = 1 2 p p=π TÝnh nhiÖt th¶i trong qu¸ tr×nh nÐn • NhiÖt dung riªng ®a biÕn )1()1()( 1 1 1 2 112 −=−=−= − n n nnnn TCT TTCTTCq π 1− −= n knCC vn • C«ng m¸y nÐn 1 cÊp • C«ng m¸y nÐn m cÊp         −    −−= − 1 1 1 1 2111 n n mn cap p p n VnpL         −    −−== − 1 1 . 1 1 2111 n n mn cap mn mcap p p n VnpLmL • C«ng m¸y nÐn 1 cÊp • C«ng m¸y nÐn m cÊp         −    −−= − 1 1 1 1 2111 n n mn cap p p n VnpL         −    −−== − 1 1 . 1 1 2111 n n mn cap mn mcap p p n VnpLmL Qu¸ tr×nh tiÕt l−u • Qu¸ tr×nh qua mét tiÕt diÖn bÞ co hÑp ®ét ngét • i=const • Víi khÝ lý t−ëng di=const suy ra T=const • HiÖu øng Joule-Thomson T1<Tcbh khi tiÕt l−u nhiÖt ®é sÏ gi¶m idp dT    =α Kh«ng khÝ Èm • C¸c c«ng thøc tÝnh kka V Gh h =ρ maxh h ρ ρϕ = )( )( maxmax tp tp p p s h h h h h === ρ ρϕ h h pp pd −= 622,0 )93,12500( tdtI ++=