Đang tải... (xem toàn văn)
cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các loại máy nén khí. Có nhiều cách phân loại máy nén khí. Các loại máy nén được sử dụng trong lạnh đông thực phẩm nhất là thủy sản. Gồm máy nén roto, trục vít, piston, tuabin, ly tâm, trục...
Truong DH SPKT TP HCMChöông VIII: Maùy neùn theå tích http://www.hcmute.edu.vn BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP HỒ CHÍ MINH BÀI TIỂU LUẬN MÔN MÁY VÀ THIẾT BỊ LẠNH THỦY SẢN ĐỀ TÀI: “CẤU TẠO VÀ NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG CỦA CÁC LOẠI MÁY NÉN KHÍ” GVHD: Nguyễn Công Bỉnh Nhóm – thứ 5- tiết 3, DSSV: Trần Thị Như Trang 2006140362 Đỗ Thị Kim Quyên Hoàng Văn Khang 2006140273 2006140137 Thu vien DH SPKT TP HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn Truong DH SPKT TP HCMChöông VIII: Maùy neùn theå tích http://www.hcmute.edu.vn MỤC LỤC GIỚI THIỆU Ngày ngành công nghiệp kỹ thuật không dùng khí nén Khí nén có nhiều công dụng khác nhau: tác nhân mang lượng (dùng để khuấy trộn thiết bị phản ứng), tác nhân mang tín hiệu điều chỉnh (trong kỹ thuật tự động) nguyên liệu để sản xuất sản phẩm công nghệ hóa học Muốn có khí nén phải dùng máy nén Mày nén thiết bị trung tâm hệ thống lạnh Máy nén xuất từ lâu, từ thời cổ loại máy thổi khí dùng sản xuất đồng sắt, kể máy thổi khí chạy sức nước Tới thể kỉ thứ 18 máy nén piston xuất nửa đầu kỉ 19 loại quạt ly tâm, hướng trục đời với xuất truyền động nước điện Nhiệm vụ máy nén liên tục hút môi chất lạnh sinh thiết bị bay để nén lên áp suất cao tương ứng với nhiệt độ bão hòa cao môi chất làm mát thiết bị ngưng tụ Môi chất làm mát không khí môi trường hay nước Ngoài tạo sức đẩy cho môi chất tuần hoàn hệ thống Thực tế công suất máy nén xác định suất làm lạnh hệ thống Những năm gần công nghiệp chế tạo máy nén đạt thành tựu lớn: sản xuất máy nén piston có suất hàng 1000 m3/h áp suất tới vài nghìn at; máy nén ly tâm với suất 105 m3/h, áp suất tới 100 at; máy nén trục vít có số vòng 104 vòng/ph áp suất tới 10at Khuynh hướng phát triển máy nén giảm nhẹ khối lượng; tăng hiệu suất; tăng độ vững làm việc; tự động hóa việc điều chỉnh suất đảm bảo an toàn Truong DH SPKT TP HCMChöông VIII: Maùy neùn theå tích http://www.hcmute.edu.vn Ứng với khuynh hướng này, máy nén đại có số vòng quay lớn nối trực tiếp với động Trục khuỷnh máy thường roto động Máy trang bị phận điều chỉnh suất nhiều cấp vô cấp, đồng thời trang bị phận bảo vệ, đảm bảo dừng bơm dầu, nước làm nguội nhiệt độ nén cao Truong DH SPKT TP HCMChöông VIII: Maùy neùn theå tích I http://www.hcmute.edu.vn PHÂN LOẠI MÁY NÉN : Theo nguyên lý làm việc: Nguyên lý máy nén thể tích: trình nén từ áp suất thấp đến áp suất cao nhờ thay đổi thể tích khoan (giữa piston xi lanh), làm việc không liên tục, hút nén theo buồng riêng, mà đường hút đường nén có tượng xung động Nguyên lý máy nén động học: áp suất dòng tăng lên động biến thành Quá trình làm việc máy nén Turbin chia làm giai đoạn: + Giai đoạn 1: dòng làm tăng lên nhờ đĩa quay cánh quạt + Giai đoạn 2: dòng có động lớn dẫn đến buồng khuếch tán Ở động chuyển thành áp suất tăng dần, làm việc liên tục van Máy nén thể tích tạo áp suất lớn với khối lượng nhỏ, lực quán tính lớn nên khó nối trực tiếp với động Máy nén động học lưu lượng lớn lớn, nối trực tiếp với động cơ, tỷ số áp suất đạt qua tầng cánh quạt hạn chế phụ thuộc vào loại môi chất Truong DH SPKT TP HCMChöông VIII: Maùy neùn theå tích http://www.hcmute.edu.vn Ngày có loại máy nén thể tích có suất lớn số vòng quay cao, ngược lại có loại máy nén ly tâm với áp suất cao Phạm vi sử dụng loại máy nén: Ngoài người ta phân loại máy nén theo đặc điểm khác như: - Theo áp suất : cao, trung bình, thấp, chân không Theo suất: lớn, vừa, nhỏ Theo làm lạnh: có làm lạnh trình nén khí, có làm lạnh trung gian không làm lạnh Theo số cấp: cấp, nhiều cấp Theo số lần tác dụng: đơn, kép Theo truyền động: tay, động khí động điện Theo loại khí: không khí khí khác Tất máy nén dù làm việc theo nguyên lý thuộc loại có chu trình làm việc ngược với động piston turbin II PHẠM VI ÁP DỤNG CÁC LOẠI MÁY NÉN: Truong DH SPKT TP HCMChöông VIII: Maùy neùn theå tích - - - - - http://www.hcmute.edu.vn Trong kỹ thuật lạnh người ta sử dụng phổ biến loại máy nén piston trượt, piston quay (máy nén trục vít, máy nén roto), máy nén turbin ejector Máy nén piston trượt sử dụng cho công suất nhỏ trung bình Với cấp nén, tỉ số nén đạt đến 9,10, cao 12 tùy theo kiểu máy độ hoàn thiện thiết kế Nếu yêu cầu tỉ số nén cao phải dùng nhiều cấp nén Máy nén trục vít: vững chắc, chi tiết chuyển động, tổn thất clape hút đẩy Tỉ số máy nén cấp lên cao nên thay máy lạnh cấp cồng kềnh mà hệ số lạnh đảm bảo So với máy nén piston, máy nén trục vít bền vững, khả chống va đập cao, diện tích lắp đặt nhỏ nhiều Trong điều hòa không khí ứng dụng máy nén xoắn ốc có nhiều ưu điểm bật Với chi tiết đứng im chi tiết xoắn ốc quay, máy nén xoắn ốc van hút đẩy, loại trừ tổn thất tiết lưu Máy nén turbin sử dụng sử dụng cần suất lạnh lớn, có kích thước hình học gọn nhẹ máy nén piston trục vít với suất lạnh Bảng so sánh tính chất đặc trưng máy nén piston, trục vít máy nén turbin Đặc tính kỹ thuật MN Piston trượt 0,00015 ÷ 1,5 Năng suất lưu m3/s (0,5… lượng 5000 m3/s) trạng thái hút Tỉ số nén tối đa hiệu áp π = 8….12 suất cấp nén Dạng nén Lưu lượng thể tích thay đổi áp suất nén Khả điều chỉnh suất lạnh giữ nguyên tốc độ vòng quay MN Trục vít 0,055 ÷ m3/s (200 10.000 m3/h) trạng thái hút π = 20 ∆p = 2Mpa MN Turbin Tối thiểu 0,3 m3/s (1000 m3/s) trạng thái nén Phụ thuộc vào môi chất kết cấu máy nén Xung động Tương đối ổn định Ổn định Ít phụ thuộc Hầu giữ nguyên Rất phụ thuộc Hạn chế theo nấc Điều chỉnh vô cấp không hạn chế xuống đến 10% Điều chỉnh vô cấp có giới hạn thiết bị điều chỉnh Truong DH SPKT TP HCMChöông VIII: Maùy neùn theå tích Đối với tượng lỏng vào đường hút Số chi tiết bị mài mòn Yêu câu diện tích lắp đặt Kiểu máy Va đập thủy lực Không gây trở ngại Ít gây trở ngại Nhiều Ít Rất Nhiều Trung bình Ít Hở, nửa kín, kín Hở, nửa kín Yêu cầu bảo dưỡng Ít, đơn giản, dễ dàng Nhỏ Vốn đầu tư Thuận lợi cho suất MW Thuận lợi cho suất từ 1,5 MW trở lên III http://www.hcmute.edu.vn Hở, nửa kín Cần thiết có kiến thức cần thận trọng cao Nhỏ cho suất từ 2MW trở lên MÁY NÉN THỂ TÍCH: MÁY NÉN PISTON: 1.1 Phân loại: a Theo môi chất lạnh: gồm hai loại chủ yếu amoniac (NH 3) freon b Các xếp bố trí xilanh: - Máy nén thẳng đứng: xilanh đặt thẳng đứng - Máy nén nằm ngang: xilanh đặt nằm ngang - Máy nén hình chữ V.W VV… c Số xilanh máy nén d Cấp nén: máy nén cấp cấp bố trí máy e Số mặt làm việc piston: tác dụng đơn tác dụng kép f Hướng chuyển động môi chất trình nén xilanh: - Máy nén thuận dòng: dòng không đổi hướng qua xilanh Môi chất NH3 - Máy nén ngược dòng: dòng đổi hướng qua xilanh Môi chất freon g Phương pháp giữ kín khoang máy nén: Truong DH SPKT TP HCMChöông VIII: Maùy neùn theå tích http://www.hcmute.edu.vn Máy nén hở: + Máy nén hở trượt + Máy nén hở trượt - Máy nén nửa kín (không có cụm bịt đầu trục) - Máy nén kín: thường loại máy nén nhỏ có suất lạnh đến 10kW h Năng suất lạnh Qo: - Máy nén nhỏ: Qo < 14 kW - Máy nén trung bình: Qo = 14 ÷ 105 kW - Máy nén lớn: Qo > 105 kW i Năng suất thể tích thể tích nén lí thuyết Vtt - Tuy nhiên nhiều đặc điểm phân loại không thông dụng khác: phương pháp điều chỉnh suất lạnh, chế độ vận hành yêu cầu, phương pháp bôi trơn, phương pháp làm mát máy nén… 1.2 Cấu tạo máy nén piston : Carte Carte đóng vai trò khung máy có lắp ráp chi tiết máy nén lên Carte chứa trục khuỷu đồng thời chứa môi chất hút chứa dầu bôi trơn, thân Carte có kính xem mức dầu, carte gắn bệ máy Block Block lắp chồng lên thành carte, Block chứa piston xilanh tạo buồng nén Trục khuỷu Trục khuỷu chi tiết để nhận truyền động sau truyền chuyển động cho Piston, đầu gắn với động để truyền động, đầu lắp bơm dầu Trong trục khuỷu có khoan rãnh để dẫn dầu bôi trơn Xilanh Xilanh có dạng hình trụ lắp Block bên Xilanh chứa Piston Piston Xilanh tạo nên buồng nén mày nén Piston Piston phận chuyển động lòng Xilanh để tạo buồng hút buồng nén Tay biên Tay biên phận nối Piston trục khuỷu để biến chuyển động quay trục khuỷu thành chuyển động tịnh tiến Piston lòng Xilanh Cụm van hút đẩy (Clape) Được bố trí nắp giả Xilanh, cấu tạo van có nhiều kiểu khác nhau, nhìn chung van có phận: -Đế van Truong DH SPKT TP HCMChöông VIII: Maùy neùn theå tích http://www.hcmute.edu.vn -Lá van -Bộ phận giới hạn độ mở van Van an toàn Để bảo vệ hệ thống máy lạnh áp suất nén lên cao bất thường Van Bypass Van Bypass van để nối thông bên hút bên nén để giảm tải cho động máy nén Khi khởi động ta phải lắp van Bypass mở van chặn hút Ngoài dùng van Bypass để xử lí số cố khác 1.3 Nguyên lí làm việc máy nén piston: Với chuyển động tịnh tiến lên xuống piston, trình sau thực hiện: dãn nở, hút , nén, Phương pháp tác dụng máy nén piston dựa vào thải khí piston, cho phép xây dựng kết cấu với đường kính hành trình piston nhỏ, có áp suất lớn lưu lượng bé a Quá trình nén lí thuyết: Truong DH SPKT TP HCMChöông VIII: Maùy neùn theå tích http://www.hcmute.edu.vn vth – thể tích thải, vch – thể tích chết, vdn – thể tích dãn nở, vh – thể tích hút, vlv – thể tích làm việc Ta theo dõi trình tự làm việc máy nén giúp đỡ đồ thị p = f(v), v-thể tích chứa xilanh giới hạn piston, phụ thuộc vào vị trí piston Khi piston dịch chuyển từ phía phải sang phía trái, piston nén khí nằm xilanh Van hút (hay gọi van nạp) đóng suốt thời gian trình nén khí Còn van đẩy đóng đến hiệu số áp suất xilanh áp suất ống đẩy thắng lực đẩy lò so Khi điều xảy ra, van đẩy mở piston thải khí vào ống đẩy Quá trình tăng áp suất biểu diễn đồ thị đường 1-2, trình thải khí đường 2-3 Nếu p2 áp suất xilanh thải khí, thể tích khí thải với áp suất p2 vth Khi nén, nhiệt độ khí tăng, nước lạnh không lấy cách hoàn toàn lượng nhiệt trình nén khí thải Do đường nén đường đa biến: pv n = const Còn đường 2-3, theo lý thuyết đường đẳng áp p = const Nhưng thực tế ảnh hưởng quán tính khối khí, tác động khóa lò so, áp suất khí thải không giữ không đổi Khi piston đến vị trí cận trái, không thải toàn khí, phần khí vch lại xilanh (vch - gọi thể tích chết hay thể tích có hại) Vào đầu hành trình piston sang phải, khóa đẩy đóng lại phần khí lại khoảng không chết vch dãn nở theo đường 3-4 Quá trình dãn nở tiếp tục đến áp suất xilanh giảm đến p < p0, p0 - áp suất khoảng không mà khí hút vào Dưới ảnh hưởng hiệu số áp suất p - p1, khóa hút mở piston dịch chuyển sang phải, xảy hút khí vào xilanh Áp suất p1 luôn nhỏ p0 có cản trở tuyến hút Quá trình hút biểu diễn đường đẳng áp 4-1 Đồ thị lý thuyết máy nén Đồ thị thị thực có khác so với đồ thị lý thuyết (chủ yếu đường hút đường đẩy) 10 Truong DH SPKT TP HCMChöông VIII: Maùy neùn theå tích http://www.hcmute.edu.vn Các cấp máy nén hình liên hợp cho cặp cấp cạnh tạo thành máy nén cấp Khi tạo đẳng thức công cấp riêng rẽ điều kiện hiệu kinh tế, sơ đồ cho ta phân bố không phần khung máy Để giảm lực phân bố chúng hơn, người ta sử dụng sơ đồ máy nén cấp có phân chia cấp thứ Sơ đồ máy nén cấp piston vi sai có phân chia cấp thứ d Máy nén nhiều cấp có piston vi sai Sơ đồ máy nén nhiều cấp piston vi sai Khi sử dụng nguyên lý tạo cấp với piston có đường kính thay đổi, thiết kế máy nhiều cấp MÁY NÉN TRỤC VÍT - - - Là loại máy nén piston quay Hai trục quay nằm song song với có xoắn theo hình xoắn ốc Hai trục nằm gọn thân máy có cửa hút cửa đẩy bố trí hai đầu thân Kiểu máy nén trục vít thông dụng có hai roto, (lồi) phụ (lõm) có xoắn Khi trục quay, thể tích đầu cuối trục vít giới hạn hai giảm dần thực trình nén Nguyên lý :khi trục vít quay xảy trình hút khí đầu hút ( vít giải phóng không gian ăn khớp), tiếp trình nén khí (nhờ thu hẹp không gian vít vào ăn khớp) Quá trình kết thúc không gian chứa khí nối tiếp với đầu đẩy lúc xảy 19 Truong DH SPKT TP HCMChöông VIII: Maùy neùn theå tích http://www.hcmute.edu.vn trình đẩy khí vào ống đẩy Máy nén trục vít có hai loại ẩm loại khô Máy nén khô, việc làm lạnh khí nhờ vỏ vỏ bọc nhờ thiết bị làm lạnh trung gian thiết bị làm lạnh sau máy nén, sử dụng kĩ thuật nén khí Máy nén trục vít ẩm sử dụng kỹ thuật lạnh,người ta cho dầu nước trực tiếp vào không gian làm việc máy có trường hợp làm lạnh dầu cho phép vít tiếp xúc trực tiếp với (không dùng truyền bánh răng) Nhờ có phun dầu mà máy nén trục vít ứng dụng rộng rãi kỹ thuật thay cho máy nén piston Máy nén trục vít kiểu tràn dầu, nửa kín - - 1- Nắp, 2- Thân, 3- Nắp; 4- Vít bị động, 5- Vít chủ động, 6- Bạc lót, 7- Ổ bi Ưu điểm: Hai trục vít quay thân máy tiếp xúc với không tiếp xúc với thân máy Các khoang nén có áp suất khác môi chất giữ kín cách phun tràn dầu bôi trơn Chính mà chi tiết chuyển động bị mòn, môi chất có nhiệt độ cuối trình nén thấp nhiệt lượng môi chất sinh trình nén thải cho dầu bôi trơn Tiếp theo clape hút đẩy nên không gian chết, tổn thất áp suất hút đẩy Số lượng chi tiết chuyển động máy nén trục vít ít, độ tin cậy cao, tuổi thọ cao gọn gàng chắn, có khả chống va 20 Truong DH SPKT TP HCMChöông VIII: Maùy neùn theå tích - http://www.hcmute.edu.vn đập cao Đặc điểm chu trình lạnh thuận lợi (chỉ máy nén làm mát trung gian hòa trộn) Ngoài người ta chế tạo máy nén trục vít trục Đặc điểm có trục vít có thêm bánh bên sườn trục vít để ngăn cách khoang nén khoang hút MÁY NÉN ROTO - - - Máy nén roto ứng dụng rộng rãi máy lạnh suất nhỏ: máy điều hòa nhiệt độ RAC, máy điều hòa cửa sổ hai cụm nhỏ với môi chất freon R134A, R401A Máy nén roto có nhiều loại khác nhau: máy nén roto piston lăn, máy nén roto trượt, máy nén roto lắc, loại roto lăn sử dụng rộng rãi Máy nén roto lăn gồm thân hình trụ, đóng vai trò xilanh, piston có dạng hình trụ nằm xilanh Vì kích thước piston nhỏ nên chúng có đường tiếp xúc với (cũng đường ngăn cách khoang nén khoang hút) Do ngăn tì lên mặt xilanh nên tồn hai khoang nén hút Khi piston lăn , thể tích khoang hút lớn dần Thể tích khoang hút đạt cực đại piston lăn đỉnh cao nơi bố trí trượt Đây thời điểm thể tích khoang nén không Khi piston lăn qua miệng hút, khoang hút khoang nén lại xuất Thể tích khoang hút lớn dần khoang nén nhỏ dần thực đồng thời trình hút nén Không có clape hút nên tránh tổn áp phía hút Chỉ phía đẩy có clape 3.1.1 Phân loại máy nén roto: Khi tỷ số nén cao ứng với áp suất đẩy (12 at) có làm lạnh xilanh gọi máy nén Khi áp suất đẩy máy nén đạt đến 2,5 at gọi máy thổi khí máy đẩy, thường không làm lạnh nươc Theo kiểu máy nén gồm: máy nén roto trượt trục, máy nén roto lắc trục, máy nén roto hai trục hai cánh ba cánh, roto hình sao, máy nén hai ba trục vít, máy nén vòng chất lỏng 3.1.2 Nguyên lý làm việc: Khi quay hai roto có hình dạng xác định không gian kín tuần hoàn tạo thể tích khí ấp suất thấp hút vào Khi roto chuyển động tiếp tục không gian thu hẹp lại, khí nén đẩy vào đường đẩy 21 Truong DH SPKT TP HCMChöông VIII: Maùy neùn theå tích http://www.hcmute.edu.vn 3.1.3 Máy nén roto trượt Máy nén roto trượt sử dụng chủ yếu kỹ thuật điều hòa không khí Gần giống máy nén roto lăn: gồm thân máy đồng thời xilanh hình trụ, roto nằm có kích thước nhỏ hơn, bên có bố trí hai trượt Khi roto quay, trượt văng lực li tâm tạo thành khoang hút nén phù hợp Khi roto quay cánh văng ép vào bề mặt bên hai vòng gang tự kéo chúng quay Do có khoảng hở vỏ nên chúng không bị mài mòn Khi roto quay chia không gian làm việc có tiết diện hình lưỡi liềm thành phòng nhỏ thể tích chúng giảm từ phía hít đến phía đẩy Trục máy nén quay ổ đỡ bịt kín bạc nhẵn có rông đen ép lò xo với nắp máy nén Ở phía có đặt xupap chiều Máy nén truyền động trực tiếp từ động Đối với máy nén dung để nén khí không cho phép để lọt 22 Truong DH SPKT TP HCMChöông VIII: Maùy neùn theå tích http://www.hcmute.edu.vn môi trường xung quanh (khí độc, cháy, nổ) trục bịt kín vòng đệm grafit - Ưu điểm: chắn, làm việc điều hòa, xupap, gọn nhẹ, chi tiết, momen khởi động nhỏ Nhược điểm: khó bịt kín hai đầu máy nén, ma sát lớn, yêu cầu độ xác chế tạo, lắp đặt sử dụng trình độ cao, nhạy cảm với độ bẩn nên ống hút phải đạt bầu lọc ống đẩy phải có thiết bị phân ly dầu 3.1.4 Máy thổi khí roto hai trục Gồm vỏ quay hai roto gang quay Khi quay, roto tiếp xúc kín với tiếp xúc với vỏ, tạo vỏ hai phòng riêng biệt: hút đẩy sau ngăn cách với khí hút, roto chuyển động tiếp tục không xảy nén khí (do không biến đối thể tích áp suất) thời điểm kết hợp không gian với phía đẩy Ở thời điểm khí nén ép bơi roto đẩy vòa ống đẩy Trục dẫn quay nhờ truyền động từ động qua đai truyền hộp giảm tốc Trục thứ hai liên hệ với trục dẫn qua truyền động bánh 3.1.5 Máy nén vòng chất lỏng: Làm việc theo nguyên rắc tương tự máy nén roto trượt khác cấu tạo có hai loại máy nén vòng chất lỏng: loại tác dụng đơn (hình c) loại tác dung kép (hình d) 23 Truong DH SPKT TP HCMChöông VIII: Maùy neùn theå tích - - - http://www.hcmute.edu.vn Roto máy nén thường nén liền khối với cánh, đồng thời tất cánh có chiêu dài Sự biến đổi thể tích hộp nhỏ xảy nhờ roto đặt lệch tâm Dưới tác dụng lực ly tâm nước bắn thành máy nén bít kín đầu cánh tạo thành không gian tích biến đổi Khí hút vào không gian trống máy qua lỗ hình lưỡi liềm mặt đầu, sau đố xảy trình nén thể tích biến đổi, khí đẩy vào lỗ hình lưỡi liềm khác mặt đầu Thứ tự chạy máy nén vòng chất lỏng: a Cho chất lỏng đày tới van hồi lưu; b Đóng van dẫn chất lỏng vào; c Thông đường hút với khí nhờ van phụ (để không tải); d Mở van tuần hoàn chất lỏng qua bơm van đẩy chất lỏng tới hộp đệm ( có chất lỏng rò qua hộp đệm); e Đóng cầu dao; f Khi đạt tới số vòng quay cần thiết phải đóng van phụ đạt tới chân không cần thiết mở van hút; g Kiểm tra làm việc hộp đệm dụng cụ đo; Thứ tự dừng máy nén vòng chất lỏng theo thứ tự ngược lại: a Đóng van hút; b Đóng van tuần hoàn chất lỏng; c Mở van không khí; d Dừng động Ưu điểm: chế tạo đơn giản, vận hành chắn, khả nối trưc tiếp với động cơ, lưu lượng khí đều, xupap cấu phân phối nên bị tắc Nhược điểm: đấu cánh chuyển dịch nước gây ma sát giữ cánh nước, nước với vỏ làm tổn hao lượng hiệu suất không cao Máy nén roto lắc có ưu điểm so với roto lăn loại bỏ hoàn toàn rò rỉ yêu cầu bôi trơn qua bề mặt tiếp xúc piston lăn ngăn 24 Truong DH SPKT TP HCMChöông VIII: Maùy neùn theå tích http://www.hcmute.edu.vn MÁY NÉN XOẮN ỐC - - Máy nén xoắn ốc có ưu điểm vượt trội so với máy nén piston máy roto xung động trình nén, ồn rung động hơn, nên sử dụng rộng rãi máy điểu hòa không khí vừa nhỏ Máy nén xoắn ốc gồm xilanh piston có băng xoắn giống Piston xilanh lồng cúng vào - a/ Hình dáng piston xilanh dạng băng xoắn máy nén xoắn ốc; b/ Trục quay lệch tâm để cố định piston Trong xilanh đứng im gắn lên vỏ piston gắn lên trục quay động Khi piston quay, bề mặt xilanh piston tạo khoang thể tích thay đổi thực trình hút nén đẩy IV MÁY NÉN ĐỘNG HỌC Máy nén turbin Trong máy nén turbin áp suất tăng lên biến đổi động dòng môi chất nhận bánh cánh quạt turbin thành năng, nội entanpi Máy nén turbin gồm hai loại: li tâm hướng trục Trong kỹ thuật lạnh sử dụng máy nén kiểu hướng trục - So với máy nén piston, máy nén turbin có ưu điểm: + Cấu tạo đơn giản, số lượng chi tiết chuyển động ít, làm việc liên tục, tiêu tốn nguyên vật liệu ít, tiêu tốn vật liệu chế tạo thường chiếm 1/3 so với máy nén piston cỡ lớn có suất lạnh, chạy với tốc độ cao + Rất gọn nhẹ, diện tích lắp đặt nhỏ, vững + Vận hành đơn giản, độ tin cậy cao + Môi chất không bị dẫn dầu, chi tiết chuyển động đứng yên không tiếp xúc với nhau, không cần dầu bôi trơn + Khi làm việc lực quán tính nhỏ 25 Truong DH SPKT TP HCMChöông VIII: Maùy neùn theå tích - http://www.hcmute.edu.vn + Có thể điều chỉnh suất lạnh vô cấp + Có thể làm mát trung gian máy nén tiết lưu môi chất áp suất trung gian Nhược điểm: Có hiệu suất thấp, đặc biệt với suất nhỏ tỉ số áp suất lớn 1.1 Máy nén ly tâm 26 Truong DH SPKT TP HCMChöông VIII: Maùy neùn theå tích http://www.hcmute.edu.vn Trên sơ đồ hình vẽ đơn giản bánh công tác máy nén ly tâm Khí vào bánh công tác theo hướng trục (như hình vẽ) sau quay góc 90o vào rãnh cánh Rãnh cánh tạo nên đĩa 1, cánh dẫn đĩa phụ Cánh dẫn quay truyền cho khí chuyển động quay Ở lực ly tâm xuất đẩy phân tử khí chuyển động từ khí bị nén lại Chuyển động tương đối dòng khí máy nén ly tâm theo đường xoắn ốc Sau khỏi bánh công tác, khí bị nén vào ống tăng áp nằm bao quanh bánh công tác Ở động biến thành năng, tức áp lực tĩnh không khí nén tăng Ống tăng áp có cánh hướng cánh hướng Trong ống khí nén chuyển động theo đường xoắn ốc Nhờ có cánh quạt hướng quay cánh quạt hướng ngược 7, khí nén đưa vào bánh công tác qua tầng sau Ở cánh dẫn dòng bị xoắn theo chuyển động xoắn ốc Đoạn vào đảm bảo cho khí nén vào bánh công tác tầng sau Tầng (hay cấp) máy nén bao gồm: bánh cơng tác, ống tăng áp, cánh định hướng xuôi ngược Nguyên tắc làm việc máy tương tự bơm ly tâm, khác biến đổi áp suất khí qua guồng động nên dẫn đến biến đổi khối lượng riêng khí Khi guồng động quay, khí văng từ tâm xung quanh tác dụng lực ly tâm Do xảy tăng khối lượng riêng khí tạo áp lực tĩnh Đồng thời vận tốc khí tưng lên tăng áp lực động khí 1.2 Máy nén trục: 1.2.1 Cấu tạo chung máy nén trục, cấu tạo cấp Cánh dẫn làm việc Roto trống Cánh dẫn định hướng 27 Truong DH SPKT TP HCMChöông VIII: Maùy neùn theå tích http://www.hcmute.edu.vn Khác với máy nén ly tâm, máy nén trục khí nén chuyển động dọc theo trục Roto có dạng trống Trên roto có gắn cánh dẫn làm việc Các cánh dẫn định hướng cố định gắn thân máy Những cánh dẫn gắn trước cấp thứ sau cấp sau Khí có thông số ban đầu p1, T , C vào ống vào máy nén, sau qua tất cấp, chúng qua ống tăng áp, sau qua ống đẩy đến nơi tiêu thụ Ở ống vào có cánh hướng dòng làm cho dòng ngoặt phía quay roto phía ngược lại tùy theo tính chất tầng Trong số máy nén, vào Trong rãnh tăng áp cánh dẫn động, lượng dòng tăng, tức áp suất vận tốc tăng Khi dòng khí chuyển động qua can h dẫn động xuất lực P = P x + Py Lực có hướng ngược với hướng quay bánh công tác tạo công nén Còn rãnh cánh định hướng có biến động thành giúp cho dòng khí có hướng định trước vào dãy cánh động sau 1.2.2 Cấu tạo cấp máy nén trục Sơ đồ cấu tạo cấp máy nén trục Máy nén trục tạo số cấp áp suất Mỗi cấp gồm vành quay cánh dẫn làm việc vành cố định cánh dẫn hướng dòng tạo thành mạng cánh dẫn Các cánh dẫn làm việc gắn chặt vào đĩa hay gắn chặt vào roto trống, cánh dẫn hướng dòng gắn chặt vào vỏ máy nén Cấp đầu máy nén làm có cánh dẫn hướng chúng Còn cấp cuối luôn có cánh dẫn hướng dòng ra, mục đích để vặn dòng làm giảm mát lượng cửa Máy nén luồn chất chảy Máy nén khí làm việc với lượng luồng hơi, luồng khí luồng lỏng thường gọi tupe sử dụng rộng rãi công nghiệp hóa học 28 Truong DH SPKT TP HCMChöông VIII: Maùy neùn theå tích http://www.hcmute.edu.vn Nguyên tắc làm việc: khí bị luồng lỏng, luồng khí luồng chuyển động với vận tốc lớn kéo theo nhờ lực ma sát bề mặt cung cấp cho khí phần động Sau đố động biến thành để nén khí V ĐIỀU CHỈNH CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA MÁY NÉN Yêu cầu Lưu lượng khí từ hệ thống ống dẫn theo điều kiện tiêu thụ thay đổi, máy nén cần phải thay đổi lưu lượng thải để cho tương ứng với lưu lượng tiêu dùng khí từ hệ thống ống Cùng với điều này, mạng lưới cần phải đảm bảo áp suất yêu cầu nơi tiêu thụ Điều chỉnh gọi điều chỉnh với áp suất không đổi Nhiệm vụ điều chỉnh tác động lên máy nén mà tác động làm cân lưu lượng thải với lưu lượng tiêu thụ khí nơi tiêu thụ Xung để dẫn đến điều chỉnh thường thay đổi áp suất mạng lưới, sinh thay đổi lưu lượng tiêu thụ khí Ở hệ thống điều chỉnh tốt, thay đổi áp suất nhỏ (khoảng 1% - 10% áp suất khí quyển) Điều chỉnh cách thay đổi số vòng quay Lưu lượng máy nén điều chỉnh thay đổi số vòng quay trục máy nén Phương pháp kinh tế sử dụng, đòi hỏi động truyền dẫn có thiết bị thay đổi số vòng quay Vì thay đổi lưu lượng cách thay đổi số vòng quay động điện không sử dụng rộng rãi Phương pháp điều chỉnh sử dụng trường hợp truyền dẫn máy nén từ động từ động đốt trong, mà thay đổi số vòng quay thực dễ dàng 29 Truong DH SPKT TP HCMChöông VIII: Maùy neùn theå tích http://www.hcmute.edu.vn Điều chỉnh tiết lưu ống nạp Điều chỉnh tiết lưu ống nạp Nếu tuyến hút máy nén có đưa thêm vật cản phụ máy nén giảm lưu lượng Giả sử dt 1-2-3-4 đồ thị thị máy nén vật cản điều chỉnh ống hút Ta cho thêm vào tuyến hút vật cản phụ, làm giảm áp suất hút từ p đến p1đc, lúc trình dãn nở đường 3-4’ đường hút (hay nạp) đường 4’-1 Từ đồ thị ta thấy rằng, thể tích nạp giảm từ v1 xuống v1đc, thể tích thải từ v2 xuống v2đc Tương ứng lưu lượng thải máy nén thay đổi Sơ đồ điều chỉnh tự động loại biểu diễn: Nếu lưu lượng tiêu thụ từ bể mạng lưới giảm với lưu lượng thải cho trước máy nén 5, áp suất bể tăng khí đưa theo ống vào khoang hệ thống có piston 3, áp suất tác động lên piston, piston nén lò so làm đóng van tiết lưu 4; lưu lượng thải máy nén giảm cân với lưu lượng tiêu thụ từ bể Phương pháp đơn giản tự động tác dụng, nên sử dụng rộng rãi hệ số nén cao, hiệu mặt lượng không lớn 30 Truong DH SPKT TP HCMChöông VIII: Maùy neùn theå tích http://www.hcmute.edu.vn Điều chỉnh cách mở van nạp Nếu giảm lưu lượng tiêu thụ từ mạng, áp suất tăng lên, áp suất đưa theo ống xung đến thiết bị dạng piston khắc phục lực đẩy lò so piston chuyển động xuống Cán piston có trạc 5, vòi cản trở phẳng van nạp nằm đế Lúc trình nén không xảy van nạp mở khí từ xilanh bị thải vào đường ống nạp Quá trình xảy đến áp suất bể chưa giảm piston không đẩy trạc không cản trở phẳng nằm đế Tóm lại giảm lưu lượng đạt nhờ thải lưu lượng Trên hình đồ thị thị trường hợp Phương pháp điều chỉnh đơn giản, hiệu suất lượng nhỏ thải cần 15% công suất toàn phần Pương pháp sử dụng cho loại máy nén có hệ số nén lưu lượng Trong giai đoạn nay, người ta sử dụng phương pháp mở khóa nạp hành trình piston thay đổi lưu lượng máy nén từ giá trị định mức đến 0,1 giá trị định mức 31 Truong DH SPKT TP HCMChöông VIII: Maùy neùn theå tích http://www.hcmute.edu.vn Thay đổi thể tích khoảng không chết Ở phương pháp điều chỉnh này, kết cấu chế tạo dạng khoang phụ tích (dung tích) không đổi thay đổi, khoang nối với khoảng không chết, điều chỉnh tay tự động Để thực điều chỉnh lưu lượng cách điều hòa, thể tích phụ khoảng không chết phải làm dạng hốc hội tụ thể tích tạo xilanh piston Phương pháp kinh tế sử dụng rộng rãi máy nén có công suất lớn 10 Một số phương pháp khác: Ngoài phương pháp nêu dùng phương pháp: - Đóng tắt máy (khi công suất trục 200kW); Bằng cách đưa khí từ khoang nén vào khoang nạp; Bằng cách xả không tải từ mạng lưới qua van tự động Phương pháp đầu kinh tế, phương pháp sau không kinh tế, nói chung dùng VI VÙNG LÀM VIỆC THÍCH HỢP CỦA CÁC LOẠI MÁY NÉN Tùy theo lưu lượng áp suất mà chọn máy nén thích hợp với điều kiện làm việc Vùng 1: máy nén piston phía; vùng 2: máy nén piston đối xứng; vùng 3: máy nén piston thẳng đứng; vùng 4: máy nén góc; vùng 5: máy nén cách màng; vùng 6: máy nén trục vít; vùng 7: máy nén trượt; vùng 8: máy nén vòng chất lỏng; vùng 9: máy nén ly tâm; vùng 10: máy nén hường trục 32 Truong DH SPKT TP HCMChöông VIII: Maùy neùn theå tích http://www.hcmute.edu.vn TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Minh Tuyển, Bơm Quạt Máy nén, NXB Xây Dựng Lê Xuân Hòa & Nguyễn Thị Ngọc Bích, Giáo trình Bơm quạt máy nén, trường ĐH Sự phạm Kĩ Thuật http://kiemtailieu.com/ky-thuat-cong-nghe/tai-lieu/ky-thuatlanh/1.html http://tailieu.vn/doc/cau-tao-nguyen-ly-hoat-dong-may-nen-khichung-loai-may-nen-khi-442621.html http://tailieu.vn/doc/may-nen-khi-va-nguyen-ly-hoat-dong-cuamay-nen-khi-1369523.html https://thuvientvc.files.wordpress.com/2013/08/bom-khi-nenchuong-67.pdf 33 [...]... khi vào dãy cánh động sau 1.2.2 Cấu tạo cấp máy nén trục Sơ đồ cấu tạo cấp máy nén trục Máy nén trục được tạo bởi một số cấp áp suất Mỗi cấp gồm một vành quay các cánh dẫn làm việc và một vành cố định các cánh dẫn hướng dòng tạo thành mạng cánh dẫn Các cánh dẫn làm việc được gắn chặt vào các đĩa hay gắn chặt vào roto trống, còn các cánh dẫn hướng dòng được gắn chặt vào vỏ của máy nén Cấp đầu của máy nén. .. nên nhiệt độ của thành xilanh và piston có giá trị trung gian giữa nhiệt độ và khí hút, khí đẩy - Thứ tư, có sự rò rỉ khí và chuyển động không ổn địch của dòng khí - - - 1.4 Các dạng kết cấu của máy nén piston: a) Máy nén thuận dòng và ngược dòng: 11 Truong DH SPKT TP HCMChöông VIII: Maùy neùn theå tích http://www.hcmute.edu.vn a) Máy nén thuận dòng b) Máy nén ngược dòng van lá c) Máy nén ngược dòng... CÁC LOẠI MÁY NÉN Tùy theo lưu lượng và áp suất mà chọn máy nén thích hợp với điều kiện làm việc Vùng 1: máy nén piston một phía; vùng 2: máy nén piston đối xứng; vùng 3: máy nén piston thẳng đứng; vùng 4: máy nén góc; vùng 5: máy nén cách màng; vùng 6: máy nén trục vít; vùng 7: máy nén tấm trượt; vùng 8: máy nén vòng chất lỏng; vùng 9: máy nén ly tâm; vùng 10: máy nén hường trục 32 Truong DH SPKT TP... là máy thổi khí hoặc máy đẩy, thường không làm lạnh bằng nươc Theo kiểu của máy nén gồm: máy nén roto tấm trượt một trục, máy nén roto lắc một trục, máy nén roto hai trục hai cánh hoặc ba cánh, roto hình sao, máy nén hai hoặc ba trục vít, máy nén vòng chất lỏng 3.1.2 Nguyên lý làm việc: Khi quay một hoặc hai roto có hình dạng xác định thì các không gian kín tuần hoàn được tạo ra và thể tích của khí. .. IV MÁY NÉN ĐỘNG HỌC 2 Máy nén turbin Trong máy nén turbin áp suất tăng lên là do sự biến đổi động năng của dòng môi chất nhận được ở bánh cánh quạt turbin thành thế năng, nội năng hoặc entanpi Máy nén turbin gồm hai loại: li tâm và hướng trục Trong kỹ thuật lạnh chỉ sử dụng máy nén kiểu hướng trục - So với máy nén piston, máy nén turbin có những ưu điểm: + Cấu tạo đơn giản, số lượng chi tiết chuyển động. .. tăng áp, các cánh định hướng xuôi và ngược Nguyên tắc làm việc của máy này tương tự như bơm ly tâm, chỉ khác là do sự biến đổi áp suất của khí khi qua guồng động nên dẫn đến sự biến đổi khối lượng riêng của khí Khi guồng động quay, khí sẽ văng từ tâm ra xung quanh dưới tác dụng của lực ly tâm Do đó xảy ra sự tăng khối lượng riêng của khí và tạo áp lực tĩnh Đồng thời vận tốc của khí cũng tưng lên và như... và như vậy tăng áp lực động của khí 1.2 Máy nén trục: 1.2.1 Cấu tạo chung của máy nén trục, cấu tạo cấp 1 Cánh dẫn làm việc 2 Roto trống 3 Cánh dẫn định hướng 27 Truong DH SPKT TP HCMChöông VIII: Maùy neùn theå tích http://www.hcmute.edu.vn Khác với máy nén ly tâm, ở máy nén trục khí nén chuyển động dọc theo trục Roto 1 có dạng trống Trên roto có gắn các cánh dẫn làm việc 3 Các cánh dẫn định hướng... ta còn chế tạo máy nén trục vít một trục Đặc điểm của nó là chỉ có một trục vít nhưng có thêm 2 bánh răng ở bên sườn của trục vít để ngăn cách khoang nén và khoang hút 3 MÁY NÉN ROTO - - - Máy nén roto được ứng dụng rộng rãi trong các máy lạnh năng suất nhỏ: máy điều hòa nhiệt độ RAC, máy điều hòa cửa sổ hai cụm nhỏ với môi chất freon R134A, R401A Máy nén roto có nhiều loại khác nhau: máy nén roto piston... được tạo nên bởi đĩa chính 1, các cánh dẫn 2 và đĩa phụ 3 Cánh dẫn trong khi quay đã truyền cho khí một chuyển động quay Ở đây lực ly tâm xuất hiện và đẩy các phân tử khí chuyển động từ trong ra ngoài và như vậy khí bị nén lại Chuyển động tương đối của dòng khí trong máy nén ly tâm theo đường xoắn ốc Sau khi ra khỏi bánh công tác, khí bị nén đi vào ống tăng áp 5 nằm bao quanh bánh công tác Ở đây động. .. một số máy nén, bộ vào không có Trong các rãnh tăng áp của các cánh dẫn động, năng lượng của dòng sẽ tăng, tức là áp suất và vận tốc tăng Khi dòng khí chuyển động qua các can h dẫn động xuất hiện lực P = P x + Py Lực này có hướng ngược với hướng quay của bánh công tác và tạo ra công nén Còn trong các rãnh của cánh định hướng chỉ có sự biến động năng thành thế năng và giúp cho dòng khí có một hướng nhất