Máy nén ly tâm và nghịch đảo

Lựa chọn giữa máy nén pittông và ly tâm cho một ứng dụng phụ thuộc vào một loạt các điều kiện hoạt động. Những điều kiện này bao gồm từ áp suất xả và nhiệt độ tối đa đến hiệu quả và chi phí. Nhà điều hành phải đánh giá cẩn thận các điều kiện trang web của ứng dụng trước khi đưa ra lựa chọn.

Trích từ bài báo “Ứng dụng của tôi là gì: Máy nén ly tâm hoặc qua lại” của Paul Gallick thuộc Công ty Elliott và Greg Phillippi và Benjamin Williams của Ariel Corporation trình bày tại Hội nghị chuyên đề Turbomachinery 2005 ở Houston, Texas.

Máy nén pittông “điển hình” được sử dụng cho áp suất xả lên tới 12.000 psi (828 bar). Máy nén đặc biệt (được gọi là bộ siêu nén) được sử dụng trong sản xuất polyethylene mật độ thấp và xả ở áp suất lên đến 50.000 psi (3500 bar). Xả áp lực đến 1450 psi (100 bar) cho máy nén ly tâm phân chia theo chiều ngang. Xả áp suất lên đến 15.000 psi (1034 bar) cho máy nén chia tách (thùng).

Máy nén khí

Qua lại — Có thể được áp dụng với áp lực hút ở không khí hoặc thậm chí một chút chân không. Trong các ứng dụng chân không, các biện pháp phòng ngừa phải được thực hiện để ngăn không khí trong không khí rò rỉ vào trong xy lanh thông qua việc đóng gói thanh piston. Ly tâm — áp lực đầu vào đến khí quyển hoặc thấp hơn. Đối với các điều kiện đầu vào khí quyển, các thiết kế đệm và đệm đặc biệt được sử dụng để giữ cho không khí trong không khí bị hút vào máy nén.

Lưu lượng tối đa • Reciprocating — Reciprocating compressor là các máy nén kiểu chuyển dịch dương. Dung lượng bị giới hạn bởi kích thước hình trụ, số lượng có sẵn và tốc độ của trình điều khiển có sẵn. Một “ném” là một vị trí trên cacte nơi có thể gắn một xylanh nén. • Ly tâm – Máy nén ly tâm có thể được định cỡ cho một dòng chảy đầu vào 400.000 acfm (680.000 m3 / giờ) trong một thân máy. Dòng chảy tối đa thông qua một máy nén ly tâm bị hạn chế bởi điểm nghẹt thở, đó là điểm mà tại đó dòng chảy qua một vài phần của máy nén gần với vận tốc Mach 1.

Lưu lượng tối thiểu • Qua lại — Tương tự như lưu lượng tối đa, lưu lượng tối thiểu trong máy nén pittông bị giới hạn bởi kích thước xi lanh, đột quỵ và tốc độ. Máy nén pittông rất nhỏ có sẵn. • Ly tâm – Máy nén ly tâm có thể được định cỡ cho dòng chảy thấp tới vài trăm acfm. Không giống như một máy nén qua lại, dòng chảy tối thiểu chỉ là một chức năng của hình nén và tốc độ, lưu lượng tối thiểu cho máy nén ly tâm bị giới hạn bởi một điều kiện khí động học gọi là tăng, là chức năng của hình học máy nén, tốc độ, điều kiện khí động học và hệ thống kháng chiến.

Flow Range • Reciprocating — Reciprocating máy nén có khả năng thay đổi dòng chảy (thông qua) thông qua điều khiển tốc độ, bổ sung giải phóng mặt bằng cố định vào một xi lanh (cố định hoặc thay đổi khối lượng giải phóng túi), ngừng kích hoạt xi lanh, và hệ thống tái chế. Phạm vi lưu lượng tiêu biểu có thể là 100 phần trăm xuống đến mức thấp nhất là 20 phần trăm, và thậm chí thấp hơn.

Trọng lượng phân tử khí nén • Reciprocating — Một máy nén qua lại không có giới hạn về trọng lượng phân tử. Khí rất nhẹ và rất nặng được nén tốt như nhau. Trong phạm vi trọng lượng phân tử, các cấu hình ứng dụng khác nhau có thể được yêu cầu. Ví dụ, khí có trọng lượng phân tử rất thấp có thể biểu hiện một số thách thức về con dấu và khí có khối lượng phân tử rất cao gây ra các vấn đề với hiệu quả. Nhưng dù sao, các recip xử lý toàn bộ phạm vi khá tốt. • Tỷ lệ nén ly tâm phụ thuộc nhiều vào trọng lượng phân tử. Đầu được phát triển bằng cách tăng vận tốc khí để tạo ra động năng và sau đó chuyển động năng lượng thành áp suất trong bộ khuếch tán. Lượng động năng là một hàm của vận tốc khí và khối lượng hoặc trọng lượng phân tử.

Tỷ lệ nén • Qua lại — Tỉ số nén tối đa mà một chuyển động qua lại có thể xử lý trong một giai đoạn bị giới hạn chủ yếu bởi nhiệt độ khí nén. Tải trọng pit tông được tạo ra bởi tỷ lệ nén cũng có thể là giới hạn. Tỷ lệ nén điển hình là 1,2 đến 4,0. • Tỷ lệ nén ly tâm là một chức năng của trọng lượng phân tử khí, độ nén, hình học giai đoạn, tốc độ nén và số lượng các giai đoạn nén. Đối với một loại khí cụ thể, các giới hạn về tỷ lệ nén là các giới hạn về cơ học và động lực quay về tốc độ và số lượng các giai đoạn có thể được cung cấp trong một cơ thể. Nhiệt độ xả do tỷ lệ nén cao thường có thể được kiểm soát bằng cách làm mát.

Hiệu quả • Reciprocating — Máy nén piston có đường cong hiệu quả rất đặc trưng (Hình 8). Khi tỷ lệ nén giảm xuống, hiệu quả của đoạn nhiệt giảm xuống. Hiệu quả thay đổi với trọng lượng phân tử. Hiệu quả cũng sẽ thay đổi theo một số yếu tố khác, đáng kể nhất là tỷ lệ lưu lượng van của bình chứa khí nén với đường kính lỗ khoan chính và tốc độ piston.

Hiệu suất nén qua lại. • Ly tâm — Hiệu quả Polytropic thường được sử dụng cho máy nén ly tâm hơn là sử dụng đoạn nhiệt. Adiabatic thường được sử dụng cho máy nén khí. Hiệu quả polytropic điển hình dao động từ 70% đến 85%. Hiệu quả tiếp cận 90 phần trăm là có thể. Trong một máy nén ly tâm, hiệu quả chủ yếu bị ảnh hưởng bởi rò rỉ bên trong và tổn thất cơ học.

Chi phí: Vốn và hoạt động • Qua lại — Nói chung một máy nén pittông sẽ có chi phí vốn thấp hơn vì các máy ly tâm sử dụng các bộ phận hình học phức tạp nhưng thu hồi có chi phí vận hành cao hơn so với máy ly tâm. Một máy nén ly tâm có ít bộ phận mặc hơn, dẫn đến chi phí vận hành thấp hơn về mặt thay thế, sửa chữa và thời gian chết.

Leave a Comment