Komprimering av gass er en prosess der man forbruker ekstern energi for å få gassen til å oppnå potensiell energi under trykk, og kompressoren er skaperen av komprimert gass. Derfor er den grunnleggende ytelsen til skrueluftkompressorens luftende uatskillelig fra disse fire aspektene: trykk, strømning, effekt og spesifikk effekt.
Grunnleggende ytelse for skrueluftkompressorens luftende – trykk
Å finne den potensielle trykkenergien til trykkluft er den mest grunnleggende ytelsen til en luftkompressor, og skrueluftkompressoren er intet unntak. Skrueluftkompressorens luftende øker lufttrykket ved å forbruke ekstern energi. Jo høyere trykk, desto mer energi forbrukes, og desto høyere er kravene til luftenden. Vanligvis deler vi luftkompressorer inn i fire kategorier i henhold til utgangstrykket:
Lavt trykk: 0,2~1,0 MPa Middels trykk: 1,0~10 MPa Høyt trykk: 10~100 MPa Ultrahøyt trykk: over 100 MPa
Skrueluftkompressoren har vanligvis et utgangstrykk på 0,2–4,0 MPa, noe som betyr at ytelsen, gjennomførbarheten og økonomien er bedre i dette området. Dette bestemmes av strukturen og arbeidsmåten til kompressorens luftende, og det er også det trykksegmentet med størst markedsetterspørsel.
Trykklufttrykket som luftkompressoren leverer måles hovedsakelig ved hjelp av trykkforholdet, som er forholdet mellom utgangstrykket Pd og sugetrykket Ps. Jo høyere forhold, desto høyere utgangstrykk. ε=Pd/Ps Formel (6)
For hovedmotoren til skrueluftkompressoren er det et internt trykkforhold og et eksternt trykkforhold.
Internt trykkforhold: forholdet mellom trykket i hovedmotorens mellomtannvolum og sugetrykket, som bestemmes av plasseringen og formen på suge- og eksosportene;
Eksternt trykkforhold: forholdet mellom trykket i eksosrøret og sugetrykket. Suge- og eksostrykket som kreves for driftsforholdene eller prosessflyten.
Når det interne trykkforholdet ≠ det eksterne trykkforholdet, vil hovedmotoren forbruke mer strøm; når det interne trykkforholdet = det eksterne trykkforholdet, er hovedmotoren i best mulig tilstand.
For hovedmotoren til skrueluftkompressoren, når hovedmotoren, omgivelsestemperaturen, sugetrykket, hovedmotorhastigheten og andre faktorer er de samme, jo høyere utgangstrykket er, desto høyere er strømforbruket.
Grunnleggende ytelse for skrueluftkompressorens luftende – strømning
Strømning er vanligvis sammensatt av massestrøm og volumstrøm. I spesifikasjoner og standarder for luftkompresjonssystemer bruker vi vanligvis volumstrøm som strømningsmålemetode, som også kalles eksosvolum eller merkeplatestrøm i mitt land: under det nødvendige eksostrykket konverteres volumet av gass som slippes ut av luftkompressoren per tidsenhet til inntakstilstanden, det vil si volumverdien av sugetrykket ved første trinns inntaksrør og sugetemperatur og fuktighet. Enheten er m3/min. Volumstrømmen er delt inn i faktisk volumstrøm og standard volumstrøm.
Vanligvis bruker prøver, utvalg og maskinnavneskilt standard volumstrøm. På grunn av bransje, region og bruk har standard volumstrøm i trykkluftmarkedet to definisjoner i henhold til forskjellen i standardtilstand (temperatur, trykk og komponenter):
Standardtilstanden er trykk P = 101,325 kPa; standardtemperatur T = 0 ℃; relativ fuktighet er 0 %. Det forekommer ofte i industriell gass, kjemisk industri eller anbudsdokumenter, referert til som "standardkvadrat", vanligvis med symbolet "VN" og enheten Nm3/min.
Standardtilstanden er trykk P = 101,325 kPa; standardtemperatur T = 20 ℃; relativ fuktighet er 0 %. Dette brukes vanligvis i standarder for trykkluftindustrien og kalles «standard arbeidsforhold». Symbolet er vanligvis «V» og enheten er m3/min.
Vanligvis er standard volumstrømningshastighet som brukes i vår luftkompressorindustri sistnevnte. Volumstrømningskonverteringen under de to tilstandene kan beregnes med formelen:
V(m3/min)=1,0732VN(Nm3/min) Formel (7)
For hovedmotoren til skrueluftkompressoren, under de samme andre forholdene, jo større rotorens senteravstand er, desto større er volumstrømmen; jo høyere hovedmotorhastighet er, desto større er volumstrømmen.
VVolumstrømningshastighet = qv hovedmotorens kompresjonsvolum × n topphastighet Formel (8)
qv=CΨqv0Z1n=CΨCn1nλD3 Formel (9)
Der Z1 – antall tenner på hannrotoren; n – hastigheten på hannrotoren; λ – rotorens sideforhold; D – ytre diameter på hannrotoren.
Derfor, av økonomiske årsaker, reduserer vi vanligvis typene hovedmotorer og kan justere eksosvolumet til luftkompressoren ved å bestemme hovedmotorhastigheten for å møte markedets etterspørsel.
Imidlertid kan ikke hastigheten på skruekompressorens hovedmotor være uendelig høy, vanligvis mellom 800 og 10 000 o/min. Derfor utvikler produsenten av skruekompressorens hovedmotorer hovedmotorer med forskjellige volumstrømningsområder for å møte strømningskravene til skruekompressoren.
I henhold til den forskjellige trykkluftvolumstrømmen kan luftkompressorer vanligvis deles inn i:
Mikrokompressor<1m3>10～<100 m3min; large compressor ≥100 min
Hovedskrueluftkompressoren er egnet for enkeltmaskiner med 1–100 m3/min, som er den mest pålitelige og økonomiske, og er også hovedmodellen på markedet for luftkompressorer.
Jo høyere trykk, desto høyere strømforbruk til hovedmotoren; jo større volumstrøm, desto høyere strømforbruk til hovedmotoren
Jo mindre den spesifikke effektverdien til hovedmotoren i skrueluftkompressoren er, desto lavere er energiforbruket og desto bedre er hovedmotorens ytelse. Under konstant strømning, jo høyere utgangstrykket er, desto større er hovedmotorens akseleffekt, og dermed desto større er den spesifikke effektverdien.
Hver hovedmotor i en skrueluftkompressor har en optimal spesifikk effektverdi, som er relatert til hovedmotorens hastighet. Når hovedmotorens hastighet er for lav, øker lekkasjen, gassvolumet synker, og den spesifikke effektverdien blir høyere. Når hovedmotorens hastighet er for høy, øker friksjonen, akseleffekten øker, og den spesifikke effektverdien blir høyere. Men det må være en optimal hastighet som gjør den spesifikke effektverdien lavest mulig. Derfor er det ikke nødvendigvis riktig å si at jo større hovedmotoren er, desto mer energisparende er den.
Når vi designer skrueluftkompressorer og variabelfrekvensluftkompressorer, må vi samtidig som vi sikrer kvalitet, også vurdere hovedmotorens økonomi, standardisering og modularitet. Derfor vil vi bruke hovedmotorens spesifikke effektverdikurve til å designe og utvikle skrueluftkompressorer med forskjellige trykk og strømninger.
Publisert: 11. september 2024
