Компресирането на газ е процес на изразходване на външна енергия, за да се превърне газът в потенциална енергия под налягане, а компресорът е създателят на сгъстен газ. Следователно, основните характеристики на винтовия компресор са неразделни от тези четири аспекта: налягане, дебит, мощност и специфична мощност.
Основни характеристики на въздушния блок на винтовия въздушен компресор – налягане
Получаването на потенциална енергия под налягане на сгъстен въздух е най-основната характеристика на въздушния компресор, а винтовият въздушен компресор не е изключение. Винтовият въздушен компресор увеличава налягането на въздуха, като консумира външна енергия. Колкото по-високо е налягането, толкова повече енергия се консумира и толкова по-високи са изискванията към въздушния възел. Обикновено разделяме въздушните компресори на четири категории според изходното налягане:
Ниско налягане: 0,2~1,0 MPa Средно налягане: 1,0~10 MPa Високо налягане: 10~100 MPa Свръхвисоко налягане: над 100 MPa
Винтовият въздушен компресор обикновено има изходно налягане от 0,2~4,0 MPa, което означава, че неговата производителност, приложимост и икономичност са по-добри в този диапазон. Това се определя от структурата и режима на работа на въздушния блок на компресора и е и сегментът на налягането с най-голямо пазарно търсене.
Налягането на сгъстения въздух, осигурено от въздушния компресор, се измерва главно чрез съотношението на налягането, което е съотношението на изходното налягане Pd към налягането на засмукване Ps. Колкото по-високо е съотношението, толкова по-високо е изходното налягане. ε=Pd/Ps Формула (6)
За главния двигател на винтовия въздушен компресор има вътрешно съотношение на налягането и външно съотношение на налягането.
Коефициент на вътрешно налягане: съотношението на налягането в междузъбния обем на основния двигател към всмукателното налягане, което се определя от положението и формата на всмукателните и изпускателните отвори;
Коефициент на външно налягане: съотношението на налягането в изпускателната тръба към всмукателното налягане. Всмукателното и изпускателното налягане, необходими за работните условия или технологичния поток.
Когато съотношението на вътрешното налягане ≠ съотношението на външното налягане, главният двигател ще консумира повече мощност; когато съотношението на вътрешното налягане = съотношението на външното налягане, главният двигател е в най-добро състояние.
За главния двигател на винтовия въздушен компресор, когато главният двигател, околната температура, налягането на засмукване, оборотите на главния двигател и други фактори са еднакви, колкото по-високо е изходното налягане, толкова по-висока е консумацията на енергия.
Основни характеристики на въздушния блок на винтовия въздушен компресор – дебит
Дебитът обикновено се състои от масов дебит и обемен дебит. В индустриалните спецификации и стандарти за системи за компресиране на въздух обикновено се използва обемен дебит като метод за измерване на дебита, който в моята страна се нарича още обем на отработените газове или дебит на номиналната табелка: при необходимото налягане на отработените газове, обемът на газ, отделян от въздушния компресор за единица време, се преобразува във всмукателно състояние, т.е. обемната стойност на всмукателното налягане в първата всмукателна тръба и температурата и влажността на засмукване. Единицата е m3/min. Обемният дебит се разделя на действителен обемен дебит и стандартен обемен дебит.
Обикновено мострите, селекциите и табелите с данни на машините използват стандартен обемен дебит. Поради индустрията, региона и употребата, стандартният обемен дебит на пазара на сгъстен въздух има две определения според разликата в стандартното състояние (температура, налягане и компоненти):
Стандартното състояние е налягане P = 101,325 kPa; стандартна температура T = 0 ℃; относителна влажност 0%. Често се среща в промишлените газове, химическата промишленост или тръжните документи, наричано „стандартен квадрат“, обикновено със символа „VN“ и мерната единица Nm3/min.
Стандартното състояние е налягане P = 101,325 kPa; стандартна температура T = 20 ℃; относителна влажност 0%. Обикновено се използва в стандартите на индустрията за сгъстен въздух и се нарича „стандартни работни условия“. Символът обикновено е „V“, а мерната единица е m3/min.
Обикновено стандартният обемен дебит, използван в нашата индустрия за въздушни компресори, е последният. Преобразуването на обемния дебит при двете състояния може да се изчисли по формулата:
V(m3/min)=1,0732VN(Nm3/min) Формула (7)
За главния двигател на винтовия въздушен компресор, при същите други условия, колкото по-голямо е разстоянието между центровете на ротора, толкова по-голям е обемният му дебит; колкото по-висока е скоростта на главния двигател, толкова по-голям е обемният му дебит.
VОбемен дебит = qv обем на компресия на главния двигател × n скорост на главата Формула (8)
qv=CΨqv0Z1n=CΨCn1nλD3 Формула (9)
Където Z1 - брой зъби на мъжкия ротор; n - скорост на мъжкия ротор; λ - съотношение на страните на ротора; D - външен диаметър на мъжкия ротор.
Следователно, от съображения за икономия, обикновено намаляваме видовете основни двигатели и можем да регулираме обема на отработените газове на въздушния компресор, като определим оборотите на основния двигател, за да отговорим на пазарното търсене.
Въпреки това, скоростта на главния двигател на винтовия компресор не може да бъде безкрайно висока, обикновено между 800 и 10 000 об/мин. Поради това, производителят на главни винтови двигатели разработва главни двигатели с различни диапазони на обемния дебит, за да отговори на изискванията за дебит на винтовия компресор.
Според различния обемен поток на сгъстен въздух, въздушните компресори обикновено могат да бъдат разделени на:
Микро компресор<1m3>10～<100 m3min; large compressor ≥100 min
Основният винтов въздушен компресор е подходящ за единична машина с дебит 1～100 м3/мин, което го прави най-надеждният и икономичен, а също така е и основният модел на пазара на въздушни компресори.
Колкото по-високо е налягането, толкова по-висока е консумацията на енергия на главния двигател; колкото по-голям е обемният поток, толкова по-висока е консумацията на енергия на главния двигател.
Колкото по-малка е специфичната мощност на главния двигател на винтовия въздушен компресор, толкова по-ниска е консумацията му на енергия и толкова по-добри са неговите характеристики. При условие на постоянен поток, колкото по-високо е изходното налягане, толкова по-голяма е мощността на вала на главния двигател и следователно толкова по-голяма е неговата специфична мощност.
Всеки главен двигател на винтов въздушен компресор има оптимална стойност на специфичната мощност, която е свързана със скоростта на главния двигател. Когато скоростта на главния двигател е твърде ниска, течът се увеличава, обемът на газа намалява и стойността на специфичната мощност се повишава; когато скоростта на главния двигател е твърде висока, триенето се увеличава, мощността на вала се увеличава и стойността на специфичната мощност се повишава. Но трябва да има оптимална скорост, която прави стойността на специфичната мощност най-ниска. Ето защо не е непременно правилно да се каже, че колкото по-голям е главният двигател, толкова по-енергоспестяващ е той.
Когато проектираме винтови въздушни компресори и въздушни компресори с променлива честота, като същевременно гарантираме качество, трябва да вземем предвид и икономичността, стандартизацията и модулността на главния двигател. Следователно, ще използваме кривата на специфичната мощност на главния двигател, за да проектираме и разработваме винтови въздушни компресори с различно налягане и дебит.
Време на публикуване: 11 септември 2024 г.
