Bài giảng môn học Máy nén

Máy nén Máy nén • Máy nén pittông: giảm thể tích của khí • Máy nén ly tâm: Tăng tốc độ dòng khí, sau đó dùng ống tăng áp để tăng áp suất • Máy nén h−ớng trục: t−ơng tự + áp suất sau khi nén không cao, nh−ng năng suất nén của máy nén lớn. Máy nén Máy nén 1 cấp NGUYấN Lí HOẠT ĐỘNG F, L     ω=− 2 2 dvdp Mỏy nộn tĩnh Mỏy nộn động PHÂN LOẠI MÁY NẫN VÀ ĐẶC ĐIỂM • Mỏy nộn tĩnh: pittụng (reciprocating), trục vớt (screw), trục xoắn (scroll), rụ-to... * Tỉ số nộn lớn, năng suất nhỏ, dũng khớ nộn khụng liờn tục nờn cần cú thờm bỡnh chứa. • Mỏy nộn động: ly tõm (centrifugal), hướng trục (axial)(tỷ số tăng áp ở từng cấp là 1,3). * Cú đặc điểm ngược so với mỏy nộn tĩnh. PHÂN LOẠI MÁY NẫN VÀ ĐẶC ĐIỂM • Mỏy nộn ly tõm Tỉ số nén nhỏ, năng suất lớn, dùng khí nén liên tục. Công của máy nén ly tâm 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 ô l ( ) á 2 2 ( ) ( ) (6 21) 2 , (6 22) mn mn mn k c ngngoài củahệ q w l q w q w w với m tnén làhệhở w w i w w i w w l q w w q i i nếuqtlàDabiến coi w w l i i = ∆ + = − ∆ = − − = + = + −= − − = − − − − = = − − PHÂN LOẠI MÁY NẫN VÀ ĐẶC ĐIỂM • Mỏy nộn h−ớng trục Tỉ số nén nhỏ, năng suất lớn, dùng khí nén liên tục. Có thể kết hợp máy nén ly tâm và máy nén ly tâm: máy nén h−ớng trục lắp ở phía trứơc Tăng tỉ số nén nhỏ, năng suất lớn, dũng khí nén liên tục. Máy nén piston Máy nén 1 cấp Máy nén 1 cấp Máy nén Máy nén Máy nén 1 cấp: quá trình nén đa biến Công nén của máy nén là công kỹ thuật của quá trình nén 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 ảnh h−ởng của không gian có hại Máy nén rô to Có 3 loại: 1.Máy nén rôto có van 2.Máy nén kiểu bánh răng khía ; hay dùng cho các ứng dụng áp thấp 3.Kiểu trục vít : dùng các loại áp khác nhau Máy nén rô to Root blower Rô to có dạng cam xoắn ốc Qt nén đ−ợc thực hiện bằng back flow >>> tiêu hao nhiều năng l−ợng Tỷ lệ tăng áp dặc tr−ng p2/p1=2 Máy nén trục vít 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 Hiệu suất trong t−ơng đối entropy ηοι,s= ηisen Với qt nén 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 quá trình thực Hiệu suất trong t−ơng đối của máy nénηoi,k ηoi,k=η isentrropic Hiệu suất thể tích λt áp suất chỉ thị trungbìnhlý thuyết 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 , ; á ạ ( ) ; ( ) (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 psuấtchỉthị trungbinhcủachấtkhí L L L pV NếuqtnénDo nnhiệt L G i i V V với G pV pV v v i i V v p pV p λ λ λ η λη λ λη −= = = = −= = = = − = = − Hiệu suất chỉ thị η i áp suất chỉ thị trung bình lý thuyết Máy nén Máy nén 1 cấp: quá trình nén đẳng nhiệt Công nén của máy nén là công kỹ thuật của quá trình nén Lkt=G.lkt 2 1 1 1 ln ,mn vL pV W v  =    2 1 1 lnmn pL GRT W p  = −    ảnh h−ởng của thể tích thừa ảnh h−ởng của thể tích thừa 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 hiệusuấtthểtí 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 − − = = − = − − += = = = −− − − − − = = − − = = < + ảnh h−ởng của thể tích thừa h t V V=λ Hiệu suất thể tích λ )1(1 1 −−== n h t cV V πλ h t V Vc = 1 2 p p=π Tính nhiệt thải trong quá trình nén • Nhiệt dung riêng đa biến )1()1()( 1 1 1 2 112 −=−=−= − n n nnnn TCT TTCTTCq π 1− −= n knCC vn • Công máy nén 1 cấp • Công máy nén m cấp         −    −−= − 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 • Công máy nén 1 cấp • Công máy nén m cấp         −    −−= − 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 Quá trình tiết l−u • Quá trình qua một tiết diện bị co hẹp đột ngột • i=const • Với khí lý t−ởng di=const suy ra T=const • Hiệu ứng Joule-Thomson T1<Tcbh khi tiết l−u nhiệt độ sẽ giảm idp dT    =α Không khí ẩm • Các công thức tính 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 ++=