שלושה ביצועים בסיסיים והספק ספציפי של קצה אוויר של מדחס אוויר בורגי

דחיסת גז היא תהליך של צריכת אנרגיה חיצונית כדי לגרום לגז לצבור אנרגיה פוטנציאלית ללחץ. המדחס הוא היוצר של הגז הדחוס. לכן, הביצועים הבסיסיים של קצה האוויר של מדחס האוויר הבורגי אינם נפרדים מארבעת ההיבטים הבאים: לחץ, זרימה, הספק והספק סגולי.
ביצועים בסיסיים של קצה אוויר של מדחס אוויר בורגי - לחץ

קבלת אנרגיית הלחץ הפוטנציאלית של אוויר דחוס היא הביצועים הבסיסיים ביותר של מדחסי אוויר, ומדחסי אוויר בורגיים אינם יוצאי דופן. המנוע הראשי של מדחסי אוויר בורגיים מגביר את לחץ האוויר על ידי צריכת אנרגיה חיצונית. ככל שהלחץ גבוה יותר, כך נצרכת יותר אנרגיה, וכך הדרישות למנוע הראשי גבוהות יותר. בדרך כלל אנו מחלקים את מדחסי האוויר לארבע קטגוריות לפי לחץ המוצא:

לחץ נמוך: 0.2 ~ 1.0MPa

לחץ בינוני: 1.0 ~ 10 מגה פסקל

לחץ גבוה: 10 ~ 100 מגה פסקל

לחץ גבוה במיוחד: מעל 100MPa

למדחסי אוויר בורגיים יש בדרך כלל לחץ יציאה של 0.2~4.0MPa, מה שאומר שהביצועים, היתכנות והחסכוניות שלהם טובים יותר בטווח זה. זה נקבע על ידי המבנה ומצב העבודה של קצה האוויר של המדחס, וזהו גם פלח הלחץ בעל הביקוש הרב ביותר בשוק.

לחץ האוויר הדחוס המסופק על ידי מדחס האוויר נמדד בעיקר על ידי יחס הלחץ, שהוא היחס בין לחץ המוצא Pd ללחץ היניקה Ps. ככל שהיחס גבוה יותר, כך לחץ המוצא גבוה יותר.

נוסחת ε=Pd/Ps (6)

עבור המנוע הראשי של מדחס האוויר הבורגי, יש יחס לחץ פנימי ויחס לחץ חיצוני.

יחס לחץ פנימי: היחס בין הלחץ בנפח הבין-שיניים של המנוע הראשי ללחץ היניקה, אשר נקבע על ידי מיקום וצורת פתחי היניקה והפליטה;

יחס לחץ חיצוני: היחס בין הלחץ בצינור הפליטה ללחץ היניקה. לחצי היניקה והפליטה הנדרשים לתנאי ההפעלה או לזרימת התהליך.

כאשר יחס הלחץ הפנימי ≠ יחס הלחץ החיצוני, המנוע הראשי יצרוך יותר חשמל; כאשר יחס הלחץ הפנימי = יחס הלחץ החיצוני, המנוע הראשי נמצא במצב הטוב ביותר.

עבור המנוע הראשי של מדחס האוויר הבורגי, כאשר המנוע הראשי, טמפרטורת הסביבה, לחץ היניקה, מהירות המנוע הראשי וגורמים אחרים זהים, ככל שלחץ המוצא גבוה יותר, כך צריכת החשמל גבוהה יותר.

ביצועים בסיסיים של קצה אוויר של מדחס אוויר בורגי - זרימה

זרימה מורכבת בדרך כלל מזרימת מסה וזרימת נפח. במפרטים ובתקנים התעשייתיים של מערכות מדחס אוויר, אנו משתמשים בדרך כלל בזרימת נפח כשיטת מדידת זרימה, הנקראת גם נפח פליטה או זרימת לוחית שם במדינתי: תחת לחץ הפליטה הנדרש, נפח הגז הנפלט על ידי מדחס האוויר ליחידת זמן מומר למצב יניקה, כלומר, ערך הנפח של לחץ היניקה בצינור היניקה של השלב הראשון וטמפרטורת היניקה והלחות. היחידה היא m3/min. זרימת הנפח מחולקת לזרימת נפח בפועל וזרימת נפח סטנדרטית.

בדרך כלל, דוגמאות, מבחר ולוחות שם של מכונות משתמשות בזרימת נפח סטנדרטית. עקב התעשייה, האזור והשימוש, לזרימת הנפח הסטנדרטית בביקוש שוק האוויר הדחוס יש שתי הגדרות בהתאם להבדל במצב הסטנדרטי (טמפרטורה, לחץ ורכיבים):

המצב הסטנדרטי הוא לחץ P=101.325KPa; טמפרטורה סטנדרטית T=0℃; לחות יחסית היא 0%. לעתים קרובות ניתן למצוא אותו במסמכי גז תעשייתי, תעשייה כימית או מכרזים, המכונה "ריבוע סטנדרטי", בדרך כלל עם סמל הנוסחה "VN" ויחידת המידה Nm3/min.

המצב הסטנדרטי הוא לחץ P = 101.325KPa; טמפרטורה סטנדרטית T = 20℃; לחות יחסית היא 0%. הוא משמש בדרך כלל בתקנים של תעשיית האוויר הדחוס ונקרא "תנאי עבודה סטנדרטיים". הסמל הוא בדרך כלל "V" והיחידה היא m3/min.

בדרך כלל, קצב הזרימה הסטנדרטי המשמש בתעשיית מדחס האוויר שלנו הוא האחרון. ניתן לחשב את המרת קצב הזרימה תחת שני המצבים לפי הנוסחה:

V(m3/min)=1.0732VN(Nm3/min) נוסחה (7)

עבור המנוע הראשי של מדחס האוויר הבורגי, באותם תנאים אחרים, ככל שמרחק מרכז הרוטור גדול יותר, כך קצב הזרימה הנפחי שלו גדול יותר; ככל שמהירות המנוע הראשי גבוהה יותר, כך קצב הזרימה הנפחי שלו גדול יותר.

V קצב זרימה בנפח = qv נפח דחיסה של המנוע הראשי × n מהירות ראש נוסחה (8)

qv=CΨqv0Z1n=CΨCn1nλD3 נוסחה (9)

כאשר Z1 - מספר השיניים של הרוטור הזכר; n - מהירות הרוטור הזכר; λ - יחס גובה-רוחב של הרוטור; D - הקוטר החיצוני של הרוטור הזכר.

לכן, למען החיסכון, אנו בדרך כלל מצמצמים את סוגי המנועים הראשיים ויכולים להתאים את נפח הפליטה של ​​מדחס האוויר על ידי קביעת מהירות המנוע הראשי כדי לענות על דרישת השוק.

עם זאת, מהירות המנוע הראשי של מדחס הבורג אינה יכולה להיות גבוהה באופן אינסופי, בדרך כלל בין 800 ל-10,000 סל"ד. לכן, יצרן מנוע הבורג הראשי מפתח מנועים ראשיים עם טווחי זרימת נפח שונים כדי לעמוד בדרישות הזרימה של מדחס הבורג.

הספק ספציפי של מדחס אוויר בורגי וחישוב

הספק הציר הנצרך על ידי זרימת הנפח ליחידת זמן כאשר קצה האוויר של מדחס האוויר פועל. יחידת ההספק הסגולי היא: קילוואט/(מ"ק/דקה).

נוסחת החישוב היא כדלקמן:

קצה אוויר SER = קצה אוויר Pd/qv נוסחה (10)

קצה אוויר Pd - כוח ציר קצה אוויר;

qv – זרימת נפח קצה האוויר ליחידת זמן

ערך ההספק הסגולי שלו הוא:

קצה אוויר SER = 117/23.1 = 5.065 (kW/(m3/min))

ככל שערך ההספק הסגולי של קצה האוויר של מדחס האוויר הבורגי קטן יותר, כך צריכת האנרגיה שלו נמוכה יותר וביצועי קצה האוויר טובים יותר. בתנאי זרימה קבועה, ככל שלחץ המוצא גבוה יותר, כך הספק ציר קצה האוויר גדול יותר, ולכן ערך ההספק הסגולי שלו גדול יותר.

לכל מדחס בורגי יש ערך הספק סגולי אופטימלי, הקשור למהירות המנוע הראשי. כאשר מהירות המנוע הראשי נמוכה מדי, הדליפה עולה, נפח הגז יורד, וערך ההספק הסגולי עולה; כאשר מהירות המנוע הראשי גבוהה מדי, החיכוך עולה, הספק הציר עולה, וערך ההספק הסגולי עולה. אבל חייבת להיות מהירות אופטימלית שתגרום לערך ההספק הסגולי להיות נמוך ביותר. זו הסיבה שלא בהכרח נכון לומר שככל שהמנוע הראשי גדול יותר, כך הוא חוסך יותר באנרגיה.

כאשר אנו מתכננים מדחסים בורגיים ומדחסי תדר משתנה, עלינו להבטיח איכות תוך התחשבות גם בחסכוניות, בסטנדרטיזציה ובמודולריות של המנוע הראשי. לכן נשתמש בעקומת ערך ההספק הספציפית למנוע הראשי כדי לתכנן ולפתח מדחסים בורגיים עם לחצים וזרימות שונים.