Khảo sát máy khí nén piston tại phòng thì nghiệm máy nén P2 potx

Trong công nghiệp các phần tử khí nén, hệ số cản v ξ là đại lượng đặc trưng cho các van. Thay vì hệ số cản ξ , một số nhà chế tạo dùng một đại lượng, gọi là hệ số lưu lượng k v , là đại lượng được xác định bằng thực nghiệm. Hệ số lưu lượng k v là lưu lượng chảy của nước chảy của nước [m 3 /h] qua van ở nhiệt độ T =278-303 [k], với áp suất ban đầu là p 1 =6.10 5 (N/m 2 ) và có giá trị: p q k v v Δ ⋅= ρ 6,31 [m 3 /h] (2.14) Trong đó : q v [m 3 /h] : Lưu lượng khí nén . ρ [kg/m 3 ] : Khối lượng riêng của không khí . pΔ [N/m 2 ] : Tổn thất áp suất qua van. d : Tổn thất áp suất tính theo chiều dài ống tương đương . Do tổn thất áp suất trong ống dẫn thẳng, trong ống dẫn có tiết diện thay đổi hoặc trong các loại van đều phụ thuộc vào hệ số 2 2 v p ⋅ , cho nên có thể tính tổn thất áp suất thông qua đại lượng chiều dài ống dẫn tương đương . d l d Hình 2-2.Chiều dài tương đương ' l Từ đó, chiều dài ống dẫn tương đương : dl ⋅= ′ λ ξ (2.15) Như vậy tổn thất áp suất của hệ thống ống dẫn là: 2 2 v d ll p ht ⋅⋅ ′ + ⋅=Δ ∑∑ ρ λ (2.16) 2.2.3. Phạm vi ứng dụng của máy nén trong công nghiệp. Máy nén đã xuất hiện từ lâu, ngay từ thời cổ đã có các loại máy thổi khí dung trong sản xuất đồng và sắt, kể cả máy thổi khí chạy bằng sức nước. Tới thế kỷ 18 máy nén piston xuất hiện và nửa đầu thế kỷ 19 các loại quạt ly tâm, hướng trục cũng đã ra đời cùng với sự xuất hiện của truy ền động hơi nước và điện. Những năm gần đây công nghiệp chế tạo máy nén đã đạt được những thành tựu lớn: sản xuất ra những máy nén piston có năng suất hàng 10000 m 3 /h và áp suất tới hàng nghìn at, những máy nén ly tâm và máy nén trục vít có năng suất và áp suất cao cũng đã ra đời. Khuynh hướng phát triển của máy nén là giảm nhẹ khối lượng; tăng hiệu suất, tăng độ vững chắc khi làm việc, tự động hoá việc điều chỉnh năng suất và đảm bảo an toàn. Máy nén hiện đại có số vòng quay lớn, nối trực tiếp với động cơ. Trục khuỷu c ủa máy thường là roto của động cơ. Máy được trang bị bộ phận điều chỉnh năng suất nhiều cấp hoặc vô cấp, đồng thời được trang bị các bộ phận bảo vệ, đảm bảo dừng máy khi không có dầu, không có nước làm nguội và khi nhiệt độ nén quá cao. 2.2.4. Nguyên lý hoạt động chung và phân loại máy nén. Nhiệm vụ của máy nén là tăng áp suất cho một chất khí nào đó và cấp đủ lưu lượng cho quá trình công nghệ khác; tạo ra sự tuần hoàn của lưu thể trong chu trình (máy lạnh) hoặc duy trì áp suất chân không (cô chân không, sấy thăng hoa) cho thiết bị khác, trong trường hợp này máy nén gọi là bơm chân không. a. Nguyên tắc hoạt động. -Nguyên lý thay đổi thể tích (máy nén khí kiểu piston, bánh răng, cánh gạt, trục vít…): không khí được dẫn vào buồng chứa, tại đây bộ phận làm việc (piston trong xylanh hoặc roto trong stato) sẽ chuyển động làm thể tích buồng làm việc giảm đi, nén không khí trong bu ồng chứa, áp suất buồng chứa sẽ tăng lên. -Nguyên lý động năng (máy nén cánh dẫn kiểu: ly tâm, hướng trục): không khí được dẫn vào buồng chứa, ở đó áp suất được tạo ra bằng một động năng của bánh dẫn. Nguyên tắc hoạt động này tạo ra lưu lượng và công suất rất lớn. b. Phân loại. - Theo nguyên lý làm việc: Máy nén thể tích, Máy nén cánh dẫn. Hình 2-3. Máy nén khí piston giải nhiệt bằng gió - Theo áp suất : o Máy nén áp suất thấp p ≤ 15 bar o Máy nén áp suất cao p ≥ 15 bar o Máy nén áp suất rất cao p ≥ 300 bar - Theo số cấp: Máy nén một cấp và máy nén nhiều cấp - Theo loại khí: Máy nén không khí và máy nén các loại khí khác. 2.2.5. Các thiết bị xử lý. 2.2.5.1. Yêu cầu về khí nén. Khí nén được tạo ra từ những máy nén khí chứa đựng nhiều chất bẩn, độ bẩn có thể ở những mức độ khác nhau. Chất bẩn bao gồm bụi, độ ẩm của không khí được hút vào, những phần tử chất cặn bã của dầu bôi trơn và truyền động cơ khí. Hơn nữa trong quá trình nén, nhiệt độ khí nén tăng lên, có thể gây nên quá trình oxi hoá một số phần tử được kể trên. Khí nén bao gồm chất bẩn đó được tải đi trong những ống dẫn khí, sẽ gây nên sự ăn mòn, gỉ trong ống và trong các phần tử của hệ thống điều khiển. Như vậy khí Hình 2-4. Máy nén khí piston bố trí kiểu chữ v nộn c s dng trong k thut phi x lý. Mc x lý khớ nộn tu thuc vo phng phỏp x lý, t ú xỏc nh cht lng ca khớ nộn tng ng cho tng trng hp c th. Khớ nộn c ti t mỏy nộn khớ gm nhng cht bn thụ: nhng ht bi, cht cn bó t du bụi trn v truyn ng c khớ, phn ln cỏc cht b n ny c x lý trong thit b, gi l thit b lm lnh tm thi, sau khi khớ nộn c y ra t mỏy nộn khớ. Sau ú khớ nộn c dn vo bỡnh lm hi nc ngng t, lng hi nc phn ln s c ngng t õy. Giai on x lý ny gi l giai on x lý thụ. Nu nh thit b thc hin x lý khớ nộn giai on ny t t, hin i, thỡ khớ nộn cú th c s dng, vớ d nh nhng dng c dung khớ nộn cm tay, hoc s dng trong cỏc thit b n gin khỏc . Tuy nhiờn s dng khớ nộn trong h thng v mt s thit b khỏc ũi hi cht lng ca khớ nộn cao hn. ỏnh giỏ cht lng ca khớ nộn ngi ta thng phõn ra thnh 5 loi, trong ú cú tiờu chun v ln ca ch t bn, ỏp sut hoỏ sng, lng du trong khớ nộn c xỏc nh. Cỏch phõn loi ny nhm nh hng cho nhng nh mỏy, xớ nghip chn ỳng cht lng khớ nộn tng ng vi thit b s dng. 2.2.5.2. Cỏc phng phỏp x lý khớ nộn. Bọỹ tra dỏửu ióửu chốnh aùp suỏỳt Bọỹ loỹc Hỏỳp thuỷ khọ bũng chỏỳt laỡm laỷnh Sỏỳy khọ bũng chỏỳt laỡm laỷnh Loỹc buỷi Loỹc chỏỳt bỏứn Loỹc tinh cuỷm baớo dổồợng Hỏỳp thuỷ Bọỹ loỹc Sỏỳy khọ Ngổng tuỷ Taùch nổồùc Loỹc thọ Laỡm laỷnh Giai õoan xổớ lyù khờ neùn Hỡnh 2-5 Cỏc phng phỏp x lý khớ nộn Hệ thống xử lý khí nén được phân ra thành 3 giai đoạn được mô tả như hình vẽ: - Lọc thô Làm mát tạm thời khí nén từ máy nén khí ra, để tách chất bẩn, bụi. Sau đó khí nén được vào bình ngưng tụ để tách nước. Giai đoạn lọc thô là giai đoạn cần thiết nhất cho vấn đề xử lý khí nén. -Phương pháp sấy khô: Giai đoạn này xử lý tuỳ theo chất lượng yêu cầu của khí nén -Lọc tinh : Xử lý khí nén trong giai đoạn này, trước khi đưa vào sử dụng. Giai đoạn này rất cần thiết cho hệ thống điều khiển . a. Bình ngưng tụ - Làm lạnh bằng không khí hoặc bằng nước. Khí nén sau khi ra khỏi máy nén khí sẽ được dẫn vào bình ngưng tụ. Tại đây không khí sẽ được làm lạnh và phần lớn lượng hơi nước chứa trong không khí sẽ được ngưng tụ và tách ra. 5 6 7 4 3 2 1 Hình 2-6 Sơ đồ nguyên lý hoạt động của bình ngưng tụ làm lạnh bằng nước. 1- Van an toàn; 2-Hệ thống ống dẫn nước làm lạnh; 3- Nước làm lạnh đi ra;4- Khí nén được dẫn vào từ máy nén khí; 5- Bộ phận tách nước chứa trong khí nén; 6- Nước làm lạnh được dẫn vào; 7- Khí nén được làm sạch. 8 7 2 1 Làm lạnh bằng không khí, nhiệt độ khí nén sẽ đạt được trong khoảng từ +30 o c đến +35 0 c. Làm lạnh bằng nước (ví dụ nước làm lạnh có nhiệt độ là +10 o c) thì nhiệt độ trong bình ngưng tụ sẽ đạt được là +20 o c. b. Thiết bị sấy khô bằng chất làm lạnh. Nguyên lý hoạt động của phương pháp sấy khô bằng chất làm lạnh ( thể hiện trên hình vẽ): khí nén từ máy nén khí sẽ qua bộ phận trao đổi nhiệt khí – khí (1). Tại đây dòng khí nén vào sẽ được làm lạnh sơ bộ bằng dòng khí nén đã được sấy khô và xử lý từ bộ phận ngưng tụ đi lên. Sau khi được làm lạnh sơ bộ, dòng khí nén vào bộ ph ận trao đổi nhiệt khí - chất làm lạnh (2). Quá trình làm lạnh sẽ được làm lạnh bằng cách, dòng khí nén sẽ được đổi chiều trong những ống dẫn nằm trong thiết bị này. Nhiệt độ hóa sương tại đây là +2 o c. Như vậy lượng hơi nước trong dòng khí nén vào sẽ được tạo thành từng giọt nhỏ một. Lượng hơi nước sẽ được ngưng tụ trong bộ phận kết tủa (3). Ngoài lượng hơi nước được ngưng tụ tại đây còn có các chất bẩn, dầu bôi trơn cũng đã được tách ra. Dầu, nước, chất bẩn sau khi được tách khỏi dòng khí nén sẽ được đưa ra ngoài qua van thoát nước ng ưng tụ tự động (4). Dòng khí nén được làm sạch và còn lạnh sẽ được đưa đến bộ phận trao đổi nhiệt (1), để nhiệt độ khoảng từ 6 o Cđến 8 o C, trước khi đưa vào sử dụng. Chu kỳ hoạt động của chất làm lạnh được thực hiện bằng máy nén để phát chất làm lạnh (5). Sau khi chất làm lạnh được nén qua máy nén nhiệt độ được tăng lên bình ngưng tụ (6) sẽ có tác dụng làm ngu ội chất làm lạnh đó bằng quạt gió. Van điều chỉnh lưu lượng (8) và rơle điều chỉnh nhiệt độ (7) có nhiệm vụ điều chỉnh dòng lưu lượng chất làm lạnh hoạt động trong khi có tải, không tải và hơi quá nhiệt. c. Thiết bị sấy khô bằng hấp thụ. Quá trình sấy khô bằng hấp thụ có thể là quá trình vật lý hay quá trình hoá học. - Quá trình vật lý: chất sấy khô hay còn gọi là chất hao nước sẽ hấp thụ lượng hơi nước ở trong không khí ẩm và gồm hai bình sấy khô, trong khi đó bình sấy khô thứ nhất chứa chất sấy khô và thực hiện quá trình sấy khô, trong khi đó bình sấy khô thứ hai sẽ được tái tạo lại khả năng hấp thụ của chất sấy khô (chất háo nước ) mà đã dung lần trước đó. Chất sấy khô được thường được chọn như: Silicagel SiO 2 , nhiệt độ điểm sương - 50 o C, nhiệt độ tái tạo t=120 o C – 180 o C. Hình 2-7.Nguyên tắc hoạt động của thiết bị sấy khô bằng chất làm lạnh. 1-Bộ phận trao đổi nhiệt khí – khí; 2- Bộ phận trao đổi nhiệt khí - chất làm lạnh; 3-Bộ phận kết tủa; 4-Van thoát nước ngưng tụ tự động; 5-Máy nén để phát chất làm lạnh; 6-Bình ngưng tụ; 7-Rơle điều chỉnh nhiệt độ; 8-Van điều chỉnh lưu lượng chất làm lạnh Quaù trỗnh sỏ ỳ y khọ Khờ noùng Khờ noùng baớo hoaỡ Khờ neùn tổỡ maùy neùn khờ Khờ neùn õổồỹc sỏỳy khọ Chỏỳt sỏỳy khọ (chỏỳt haùo nổồùc) Hỡnh 2-8. Nguyờn lý lm vic ca thit b sy khụ bng hp th. -Quỏ trỡnh hoỏ hc : Thit b gm 1 bỡnh cha, trong ú cha cht hp th, cht hp th bng quỏ trỡnh hoỏ hc thng l NaCl. Khụng khớ m s c a vo t ca 1, sau khi i qua cht hp th 2, vớ d NaCl, lng hi nc trong khụng khớ s kt hp vi cht hp th v to thnh nh ng git nc lng xung phn di ca ỏy bỡnh cha. T ú phn nc ngng t s c dn ra ngoi bng van 5. Phn khụng khớ c sy khụ s theo ca 4 vo h thng iu khin. 5 4 3 2 1 d. Bộ lọc. Ở trên đã trình bày một số phương pháp xử lý khí nén trong công nghiệp. Tuy nhiên trong một số lĩnh vực như: những dụng cụ cầm tay sử dụng truyền động khí nén hoặc một số hệ thống điều khiển đơn giản thì không nhất thiết sử dụng trình tự như vậy. Đối với những hệ thống như thế, nhất thi ết phải dùng bộ lọc. Bộ lọc gồm 3 phần tử: van lọc, van điều chỉnh áp suất, van tra dầu. -Van lọc. Van lọc có nhiệm vụ tách các thành phần chất bẩn và hơi nước ra khỏi khí nén. Có 2 nguyên lý thực hiện: chuyển động xoáy của dòng khí nén trong van lọc và phần tử lọc xốp làm bằng các chất như: vải dây kim loại, giấy thấm ướt, kim loại thêu kết hay là vật liệu tổ ng hợp. -Van điều chỉnh áp suất. Van điều chỉnh áp suất có công dụng giữ áp suất được điều chỉnh không đổi, mặc dù có sự thay đổi bất thường của tải trong làm việc ở phía đường ra hoặc sự dao động của áp suất ở đường vào van. - Van tra dầu. Hình 2-9. Nguyên lý hấp thụ bằng phản ứng hoá học 1-Cửa khí vào ; 2 -Chất hấp thụ ; 3- Nắp bình chứ a; 4-Cửa khí ra; 5- Van xả nước [...]... s chuyn ng song phng, chuyn ng ny ca thanh truyn truyn ng cho piston thụng qua u nh thanh truyn v cht piston dn ng piston chuyn ng tnh tin, kh hi v tun hon Mỏy nộn ny cú ba piston Khi mỏy nộn ó hot ng ngi vn hnh s iu chnh lu lng ca khụng khớ vo mỏy nộn, khụng khớ trc khi vo mỏy nộn c i qua b phn lc thụ lc bi bn - Quỏ trỡnh hỳt ca mỏy nộn Piston t im cht trờn bt u chuyn ng tnh tin xung di p sut bờn... liờn tc, cú th c nh hoc di chuyn Mc ớch chớnh ca mỏy nộn piston TA80 l cung cp khớ nộn cho cỏc thit b lm sch chi tit mỏy, cỏc thit b mỏy khụng th lm sch bng tay v nc c, dựng cung cp khớ nộn cho cỏc mỏy t ng, dõy chuyn t ng, mỏy phun, mỏy sn.Mỏy nộn TA80 gm 3 piston, c b trớ cỏch nhau 60 L loi mỏy c lm mỏt bng giú Mỏy nộn khớ TA80 l loi mỏy nộn piston duy nht ti phũng thớ nghim mỏy nộn, s b trớ mỏy... 5-Trc vớt iu chnh lc lũ xo; 6- ai c khoỏ; 7- Bi lp trung gian; 8- Ca xó khớ; 9-Mng van; 10-L thụng khớ; 11-ng khớ nộn ra 3 Kho sỏt mỏy nộn khớ piston TA80 ti phũng thớ nghim mỏy nộn 3.1 Gii thiu chung 3.1.1 Phm vi s dng ca mỏy nộn khớ piston FUSHENG TA80 Mỏy nộn khớ piston TA80 l loi mỏy nộn khớ hin i, do cụng ty FUSHENG sn xut Mỏy c s dng rng rói trong cỏc ngnh cụng nghip cng nh trong sn xut, sa cha phc... Mỏy nộn khớ TA80 l loi mỏy nộn piston duy nht ti phũng thớ nghim mỏy nộn, s b trớ mỏy ti phũng thớ nghim nh hỡnh: Maùy neùn truỷc vờt Maùy neùn piston TA80 Hỡnh 3-1 S b trớ mỏy nộn khớ TA80 trong phũng thớ nghim mỏy nộn 3.1.2 Nguyờn lý lm vic ca mỏy nộn khớ piston FUSHENG TA80 Mỏy nộn khớ TA80 c vn hnh bi mt ng c in Khi ng c in lm vic, mụmen quay ca ng c to ra s thụng qua b truyn ng bng dõy ai truyn... phớa bờn phi, ca (5) ni vi ca (7) v ca (4) b chn trng hp tớn hiu tỏc ng ca (6) mt i, di tỏc ng ca lc lũ xo nũng van tr v v trớ ban u 1 7 2 6 3 5 4 Hỡnh 2-13 Nguyờn lý hot ng ca van iu khin 1-Thõn van; 2 -Piston iu khin; 3-Lũ xo; 4-L xó khớ; 5-Ca vo; 6-Ni nhn tớn hiu; 7-Ca ra 2.2.7.2 Van tit lu - Van tit lu cú nhim v iu chnh lu lng dũng chy, tc l iu chnh vn tc hoc thi gian chy ca c cu chp hnh Ngoi ra van... bt u h xung ti van hỳt bt u xut hin s chờnh ỏp gia trong v ngoi xylanh Khi ỏp lc ny ln hn lc n hi ca lũ xo van hỳt v lm cho van hỳt m, khụng khớ s i vo xylanh qua van hỳt thc hin quỏ trỡnh hỳt khớ Khi piston bt u i xung n im cht di thỡ lỳc ny ỏp lc ti van hỳt s khụng ỏng k do s chờnh ỏp gia trong v ngoi xylanh rt nh, v ỏp lc tỏc dng lờn van hỳt nh hn lc n hi ca lũ xo, van hỳt úng li kt thỳc quỏ trỡnh . bar o Máy nén áp suất cao p ≥ 15 bar o Máy nén áp suất rất cao p ≥ 300 bar - Theo số cấp: Máy nén một cấp và máy nén nhiều cấp - Theo loại khí: Máy nén không khí và máy nén các loại khí khác Hình 3-1. Sơ đồ bố trí máy nén khí TA80 trong phòng thí nghiệm máy nén. 3.1.2. Nguyên lý làm việc của máy nén khí piston FUSHENG TA80. Máy nén khí TA80 được vận hành bởi một động. ra;4- Khí nén được dẫn vào từ máy nén khí; 5- Bộ phận tách nước chứa trong khí nén; 6- Nước làm lạnh được dẫn vào; 7- Khí nén được làm sạch. 8 7 2 1 Làm lạnh bằng không khí, nhiệt độ khí nén