Chương 8: Máy nén

CHƯƠNG 8: MÁY NÉN • Máy nén dùng để vận chuyển chất khí hoặc tạo áp suất cao để phục vụ cho nhu cầu trong công nghiệp • Phạm vi ứng dụng của các loại máy nén thông dụng (xem bảng) 1. KHÁI IỆM
Tỉ số nén, ký hiệu ε: Là tỷ số giữa áp suất khí ra và vào máy nén vao ra P P =ε ; không thứ nguyên
ăng suất, ký hiệu Q: Là khối lượng khí cung cấp lên thiết bị trong một đơn vị thời gian, thứ nguyên (m3/h) hay quy CHƯƠG 8. MÁY ÉN 1.1. Các thông số chính ra (m3/s)
Công suất, ký hiệu N: Là công suất tiêu hao để nén và vận chuyển khí.
Ngoài ra còn có các thông số khác như áp suất và nhiệt độ khí vào, ra, lý tính của khí, chỉ số nén (khác với tỷ số nén ε) hoặc các tính chất khác liên quan đến hoạt động của máy Theo Claperon phương trình trạng thái của khí là PV = kRT CHƯƠG 8. MÁY ÉN 1.2. Phương trình trạng thái của khí 1.3. Sự trao đổi năng lượng trong quá trình nén dS S h S P S Z gdt dvd       ∂ Σ + ∂ρ ∂ + ∂ ∂ +=ℓ Vậy công tiêu hao cho quá trình là: ∫−−= 2 1 1122 PdVPVPVℓ ;J Các công này biểu thị trên giản đồ CHƯƠG 8. MÁY ÉN 1.3. Sự trao đổi năng lượng trong quá trình nén (tt) Trong quá trình hút và đNy khí, không phải là quá trình nhiệt động, nghĩa là bản chất của khí không thay đổi, nó chỉ thay đổi theo số lượng mà thôi. Do đó máy làm việc theo chu trình nào thì tính công theo chu trình đó, cụ thể là.
Công tính theo chu trình đa biến (PV)n = hằng số CHƯƠG 8. MÁY ÉN 1.3. Sự trao đổi năng lượng trong quá trình nén kg J;1 P PRT 1n n 1 P PPV 1n n n 1n 1 2 1 n 1n 1 2 11           −      − =           −      − = − − ℓ
Công tính theo đẳng nhiệt, khi n = 1 thì PV = hằng số kg J; P PlnRT P PlnPV 1 2 1 1 2 11 = =ℓ
Công tính theo chu trình đoạn nhiệt k = n; (PV)k = hằng số CHƯƠG 8. MÁY ÉN 1.3. Sự trao đổi năng lượng trong quá trình nén kg J;1 P PRT 1k k 1 P PPV 1k k k 1k 1 2 1 k 1k 1 2 11           −      − =           −      − = − − ℓ Có nhiều cách phân loại khác nhau: • Phân loại theo số lần tác động: một, hai, ba tác động • Phân loại theo số cấp nén: một cấp, hai cấp… • Phân loại theo phương pháp làm mát trung gian CHƯƠG 8. MÁY ÉN 2. MÁY É PISTO MỘT CẤP 2.1. Phân loại • Phân loại theo áp suất • Phân loại theo năng suất. Nguyên lý hoạt động của máy nén piston một cấp giống như máy bơm piston một cấp, chỉ khác là lưu chất qua máy nén là khí, mà khí thì bị thay đổi thể tích khi bị nén do vậy có một số công thức tính toán sẽ thay đổi và chu trình nén thực cũng thay đổi. 2.2. Cấu tạo, nguyên lý máy nén một cấp CHƯƠG 8. MÁY ÉN 2.2. Cấu tạo, nguyên lý máy nén một cấp (tt) Sự khác nhau giữa chu trình nén lý thuyết và chu trình thực tế CHƯƠG 8. MÁY ÉN 2.2. Cấu tạo, nguyên lý máy nén một cấp (tt) Đồ thị chỉ thị 2.2. Cấu tạo, nguyên lý máy nén một cấp (tt) CHƯƠG 8. MÁY ÉN sm ;V TP TPQ 3 2 11 22       = CHƯƠG 8. MÁY ÉN 2.3. Tính năng suất 2.4. Tính hiệu suất Nhận xét: • Hiệu suất chung phụ thuộc vào tỉ số nén • Khi tỷ số càng tăng thì hiệu suất càng giảm       =η 1 2 P Pf         1P 2P
Công suất lý thuyết kW; .3600.1000 .G =N η ℓ
Công suất thực 2.5. Tính công suất CHƯƠG 8. MÁY ÉN           ∆ +           −      −ρη = − 1 k 1k 1 21 T B.2731 P P )1k( k . ..3600.1000 Z.G.PN ; kW
Ngoài ra, công suất nén có thể tính gọn hơn: ( )12 hh3600 GN −= ; kW Quan hệ giữa tỉ số nén (P2/P1) và số cấp nén So sánh hai cấp so với một cấp trên cùng một chế độ 2 P P 3. MÁY É PISTO HAI CẤP – HIỀU CẤP CHƯƠG 8. MÁY ÉN 1 Sơ đồ chu trình nén hai cấp, tương ứng với các điểm trạng thái trên hình H8.5 3. MÁY É PISTO HAI CẤP – HIỀU CẤP (tt) CHƯƠG 8. MÁY ÉN
Sơ đồ nguyên lý máy nén piston đứng một cấp và hai cấp CHƯƠG 8. MÁY ÉN 4. CÁC SƠ ĐỒ GUYÊ LÝ CỦA MÁY ÉN PISTON
Sơ đồ nguyên lý của máy nén 2n xilanh (n = 1,2,3,4…) bố trí chữ V
Sơ đồ nguyên lý của máy nén 2n xilanh (n = 1,2,3,4…) bố trí chữW 4. CÁC SƠ ĐỒ GUYÊ LÝ CỦA MÁY ÉN PISTON (tt) CHƯƠG 8. MÁY ÉN
Thân máy hay các – te 5. CÁC CHI TIẾT CHÍH CỦA MÁY ÉN CHƯƠG 8. MÁY ÉN
Xilanh (H.8.11) và piston (H8.12) CHƯƠG 8. MÁY ÉN 5. CÁC CHI TIẾT CHÍH CỦA MÁY ÉN (tt)
Thanh truyền (H.8.13) và trục của máy (H8.14) 5. CÁC CHI TIẾT CHÍH CỦA MÁY ÉN (tt) CHƯƠG 8. MÁY ÉN
Cấu tạo phốt điệm kín (H.8.15) CHƯƠG 8. MÁY ÉN 5. CÁC CHI TIẾT CHÍH CỦA MÁY ÉN (tt)
Cấu tạo bơm bánh răng (H.8.16) 5. CÁC CHI TIẾT CHÍH CỦA MÁY ÉN (tt) CHƯƠG 8. MÁY ÉN
Cấu tạo clape (H.8.17) CHƯƠG 8. MÁY ÉN 5. CÁC CHI TIẾT CHÍH CỦA MÁY ÉN (tt)
Cấu tạo máy thổi hai guồng quay số 8 6. MÁY THỔI CHƯƠG 8. MÁY ÉN
Công suất máy thổi s m ; 60 n ....r2Q 3 2 ϕΨpi= ℓ
Năng suất máy thổi 6. MÁY THỔI (tt) CHƯƠG 8. MÁY ÉN kW; .3600.1000 h.Q ..3600.1000 h.GN η Σ = ηρ Σ = Bài 1. Dùng máy nén piston một cấp để nén thể tích V = 460 m3/h khí NH3 từ áp suất P1 = 2,5at lên P2 = 12at, biết nhiệt độ vào t1 = -100C, hiệu suất η = 70%, làm việc theo chu trình đoạn nhiệt, biết chỉ số đoạn nhiệt k = 1,29. Tính các thông số của máy nén? 7. BÀI TẬP CHƯƠG 8. MÁY ÉN Bài giải