Bài tiểu luận Máy và thiết bị lạnh thủy sản: Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của các loại máy nén khí trình bày về phân loại máy nén, phạm vi áp dụng các loại máy nén, máy nén thể tích, máy nén động học, điều chỉnh chế độ làm việc của máy nén, vùng làm việc thích hợp của các loại máy nén. Để nắm vững nội dung chi tiết mời các bạn cùng tham khảo
BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP HỒ CHÍ MINH BÀI TIỂU LUẬN MƠN MÁY VÀ THIẾT BỊ LẠNH THỦY SẢN ĐỀ TÀI: “CẤU TẠO VÀ NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG CỦA CÁC LOẠI MÁY NÉN KHÍ” GVHD: Nguyễn Cơng Bỉnh Nhóm – thứ 5- tiết 3, DSSV: Trần Thị Như Trang 2006140362 Đỗ Thị Kim Quyên 2006140273 Hoàng Văn Khang 2006140137 MỤC LỤC GIỚI THIỆU Ngày khơng có ngành cơng nghiệp kỹ thuật khơng dùng khí nén Khí nén có nhiều cơng 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 cơng 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 Mơi chất làm mát khơng khí mơi trường hay nước Ngồi tạo sức đẩy cho mơi chất tuần hồn 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 10 m3/h, áp suất tới 100 at; máy nén trục vít có số vòng 10 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 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 khơng có dầu, khơng có nước làm nguội nhiệt độ nén cao PHÂN LOẠI MÁY NÉN : Theo nguyên lý làm việc: Nguyên lý máy nén thể tích: q 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 khơng có van Máy nén thể tích tạo áp suất lớn với khối lượng nhỏ, lực qn 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 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: Ngồi người ta phân loại máy nén theo đặc điểm khác như: Theo áp suất : cao, trung bình, thấp, chân khơng Theo suất: lớn, vừa, nhỏ Theo làm lạnh: có làm lạnh q 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: khơng khí khí khác Tất máy nén dù làm việc theo nguyên lý thuộc loại có chu trình làm việc ngược với động piston turbin PHẠM VI ÁP DỤNG CÁC LOẠI MÁY NÉN: 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 cơng 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, khơng có 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 khơng 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 khơng có 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 MN Trục vít MN Turbin Năng suất lưu lượng 0,00015 ÷ 1,5 m3/s (0,5…5000 m3/s) trạng thái hút 0,055 ÷ m3/s (200 10.000 m3/h) trạng thái hút Tỉ số nén tối đa hiệu áp suất cấp nén π = 8….12 π = 20 ∆p = 2Mpa Tối thiểu 0,3 m3/s (1000 m3/s) trạng thái nén Phụ thuộc vào môi chất kết cấu máy nén Dạng nén Xung động Tương đối ổn định Ổn định Lưu lượng thể tích thay đổi áp suất Ít phụ thuộc nén Hầu giữ nguyên Rất phụ thuộc Khả điều chỉnh suất lạnh giữ nguyên tốc độ vòng quay Điều chỉnh vô cấp không hạn chế xuống đến 10% Điều chỉnh vơ cấp có giới hạn thiết bị điều chỉnh Đối với tượng Va đập thủy lực lỏng vào đường hút Khơng gây trở ngại Ít gây trở ngại Số chi tiết bị mài mòn Nhiều Ít Rất Yêu câu diện tích lắp đặt Nhiều Trung bình Ít Kiểu máy Hở, nửa kín, kín Hở, nửa kín Hở, nửa kín Hạn chế theo nấc Yêu cầu bảo dưỡng Ít, đơn giản, dễ dàng Nhỏ Cần thiết có kiến thức cần thận trọng cao Vốn đầu tư Thuận lợi cho suất MW Thuận lợi cho suất từ 1,5 MW trở lên Nhỏ cho suất từ 2MW trở lên MÁY NÉN THỂ TÍCH: MÁY NÉN PISTON: 1.1 Phân loại: a b Theo môi chất lạnh: gồm hai loại chủ yếu amoniac (NH3) freon Các xếp bố trí xilanh: Máy nén thẳng đứng: xilanh đặt thẳng đứng Máy nén nằm ngang: xilanh đặt nằm ngang c d e f Máy nén hình chữ V.W VV… Số xilanh máy nén Cấp nén: máy nén cấp cấp bố trí máy Số mặt làm việc piston: tác dụng đơn tác dụng kép Hướng chuyển động môi chất q 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 Mơi chất freon g Phương pháp giữ kín khoang máy nén: Máy nén hở: + Máy nén hở trượt + Máy nén hở trượt Máy nén nửa kín (khơng có cụm bịt đầu trục) h Máy nén kín: thường loại máy nén nhỏ có suất lạnh đến 10kW 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 là khung của máy trên đó có lắp ráp các chi tiết của máy nén lên. Carte chứa trục khuỷu đồng thời chứa mơi chất hút về và chứa dầu bơi trơn, trên thân Carte có một kính xem mức dầu, carte được gắn trên bệ máy Block Block được lắp chồng lên thành của carte, Block chứa piston và xilanh tạo ra buồng nén Trục khuỷu Trục khuỷu là chi tiết để nhận truyền động và sau đó truyền chuyển động cho Piston, một đầu gắn với động cơ để truyền động, một đầu lắp bơm dầu. Trong trục khuỷu có khoan rãnh để dẫn dầu bơi trơn Xilanh Xilanh có dạng hình trụ được lắp trong Block và bên trong Xilanh chứa Piston Piston và Xilanh tạo nên buồng nén của mày nén Piston Piston là bộ phận chuyển động trong lòng Xilanh để tạo ra buồng hút và buồng nén Tay biên Tay biên là bộ phận nối giữa Piston và trục khuỷu để biến chuyển động quay của trục khuỷu thành chuyển động tịnh tiến của Piston trong lòng Xilanh Cụm van hút và đẩy (Clape) Được bố trí trên nắp giả của Xilanh, cấu tạo của van có nhiều kiểu khác nhau, nhìn chung van có 3 bộ phận: Đế van Lá van Bộ phận giới hạn độ mở của van Van an tồn Để bảo vệ hệ thống máy lạnh khi áp suất nén lên cao bất thường Van Bypass Van Bypass là van để nối thơng bên hút và bên nén để giảm tải cho động cơ và máy nén. Khi khởi động thì ta phải lắp van Bypass và mở van chặn hút. Ngồi ra còn dùng van Bypass để xử lí một số sự 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 Q trình nén lí thuyết: 10 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 thơng 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 khơng gian ăn khớp), tiếp q trình nén khí (nhờ thu hẹp khơng gian vít vào ăn khớp) Q trình kết thúc khơng gian chứa khí nối tiếp với đầu đẩy lúc xảy q trình đẩy khí vào ống đẩy Máy nén trục vít có hai loại ẩm loại khơ Máy nén khơ, 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 21 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 mơi chất giữ kín cách phun tràn dầu bơi trơn Chính mà chi tiết chuyển động bị mòn, mơi chất có nhiệt độ cuối q trình nén thấp nhiệt lượng mơi chất sinh q trình nén thải cho dầu bơi trơn Tiếp theo khơng có clape hút đẩy nên khơng có khơng gian chết, khơng có 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 đập cao Đặc điểm chu trình lạnh thuận lợi (chỉ máy nén làm mát trung gian hòa trộn) Ngồi 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 mơi chất freon R134A, R401A Máy nén roto có nhiều loại khác nhau: máy nén 22 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 ln tì lên mặt xilanh nên ln 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 khơng 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 q trình hút nén Khơng 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 khơng gian kín tuần hồn 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 3.1.3 Máy nén roto trượt Máy nén roto trượt sử dụng chủ yếu kỹ thuật điều hòa khơng 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 23 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 khơng 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 rơng 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 khơng cho phép để lọt mơi 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 24 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 khơng xảy nén khí (do khơng biến đối thể tích áp suất) thời điểm kết hợp khơng 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) 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 khơng gian tích biến đổi Khí hút vào khơng gian trống máy qua lỗ hình lưỡi liềm mặt 25 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 Thơng đường hút với khí nhờ van phụ (để khơng 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 khơng 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 hồn chất lỏng; c Mở van khơng khí; d Dừng động Ưu điểm: chế tạo đơn giản, vận hành chắn, khả nối trưc tiếp với động cơ, lưu lượng khí đều, khơng có 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 khơng cao Máy nén roto lắc có ưu điểm so với roto lăn loại bỏ hoàn toàn rò rỉ u cầu bơi trơn qua bề mặt tiếp xúc piston lăn ngăn MÁY NÉN XOẮN ỐC Máy nén xoắn ốc có ưu điểm vượt trội so với máy nén piston máy roto xung động q trình nén, ồn rung động hơn, nên sử dụng rộng rãi máy điểu hòa khơng khí vừa nhỏ 26 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 q trình hút nén đẩy MÁY NÉN ĐỘNG HỌC Máy nén turbin Trong máy nén turbin áp suất tăng lên biến đổi động dòng mơi 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 + Mơi chất khơng bị dẫn dầu, chi tiết chuyển động đứng yên không tiếp xúc với nhau, không cần dầu bôi trơn + Khi làm việc lực qn tính nhỏ + Có thể điều chỉnh suất lạnh vơ cấp 27 + 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 28 Trên sơ đồ hình vẽ đơn giản bánh cơng tác máy nén ly tâm Khí vào bánh cơng 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 ngồi khí bị nén lại Chuyển động tương đối dòng khí máy nén ly tâm theo đường xoắn ốc Sau khỏi bánh cơng tác, khí bị nén vào ống tăng áp nằm bao quanh bánh công tác Ở động biến thành năng, tức áp lực tĩnh khơng khí nén tăng Ống tăng áp có cánh hướng khơng có 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 cơng tác qua tầng sau Ở cánh dẫn dòng bị xoắn theo chuyển động xoắn ốc Đoạn vào đảm bảo cho khí nén vào bánh cơng 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 29 Roto trống Cánh dẫn định hướng 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 cố định 4 được gắn trên thân máy 2. Những cánh dẫn này cũng được gắn ở trước cấp thứ nhất và sau cấp sau cùng Khí có các thơng số ban đầu p1, T , C đi vào ống vào của máy nén, sau khi đi qua tất cả các cấp, chúng sẽ đi qua ống tăng áp, sau đó đi qua ống đẩy đến nơi tiêu thụ. Ở ống vào có các cánh hướng dòng làm cho dòng hơi ngoặt về phía quay của roto hoặc về phía ngược lại tùy theo tính chất của từng tầng. Trong một số máy nén, bộ vào khơng 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 = Px + Py . Lực này có hướng ngược với hướng quay của bánh cơng tác và tạo ra cơng 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 định trước 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 có thể được làm có cánh dẫn hướng hoặc khơng có chúng. Còn cấp cuối cùng ln ln có cánh dẫn hướng dòng ra, mục đích của nó là để vặn dòng và làm giảm mất mát năng lượng ở cửa ra. 30 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 Ngun 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 10 ĐIỀU CHỈNH CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA MÁY NÉN u cầu Lưu lượng khí từ hệ thống ống dẫn theo điều kiện tiêu thụ có thể thay đổi, vì vậy máy nén cần phải thay đổi lưu lượng thải để sao cho nó tương ứng với lưu lượng tiêu dùng của khí từ hệ thống ống. Cùng với điều này, trong mạng lưới cần phải đảm bảo áp suất u cầu tại nơi tiêu thụ. Điều chỉnh như vậy được gọi là điều chỉnh với áp suất khơng đổi. Nhiệm vụ điều chỉnh là tác động lên máy nén mà tác động này sẽ làm cân bằng lưu lượng thải của nó với lưu lượng tiêu thụ khí của nơi tiêu thụ. Xung đầu tiên để dẫn đến điều chỉnh thường là sự thay đổi áp suất mạng lưới, sinh ra do sự thay đổi lưu lượng tiêu thụ của khí. Ở trong các hệ thống điều chỉnh tốt, sự thay đổi áp suất rất nhỏ (khoảng 1% 10% áp suất khí quyển). 11 Điều chỉnh cách thay đổi số vòng quay Lưu lượng của máy nén có thể được điều chỉnh bằng sự thay đổi số vòng quay trục của máy nén. Phương pháp này kinh tế trong khi sử dụng, nhưng đòi hỏi động 31 truyền dẫn có thiết bị thay đổi số vòng quay. Vì vậy thay đổi lưu lượng bằng cách thay đổi số vòng quay của động cơ điện khơng được sử dụng rộng rãi. Phương pháp điều chỉnh này được sử dụng trong trường hợp truyền dẫn của máy nén từ động cơ hơi hoặc từ động cơ đốt trong, mà ở đó sự thay đổi số vòng quay được thực hiện khá dễ dàng. 12 Điều chỉnh tiết lưu ống nạp Điều chỉnh bằng tiết lưu ở ống nạp Nếu ở tuyến hút của máy nén có đưa thêm các vật cản phụ thì máy nén sẽ giảm lưu lượng. Giả sử dt 1234 là đồ thị chỉ thị của máy nén khi khơng có vật cản điều chỉnh ở ống hút . Ta sẽ cho thêm vào tuyến hút một vật cản phụ, làm giảm áp suất hút từ p1 đến p1đc, lúc đó q trình dãn nở là đường 34’ và đường hút (hay nạp) là đường 4’1. Từ đồ thị ta thấy rằng, thể tích nạp sẽ giảm từ v1 xuống v1đc, còn thể tích thải từ v2 xuống v2đc. Tương ứng lưu lượng thải của máy nén thay đổi Sơ đồ điều chỉnh tự động loại này biểu diễn: Nếu lưu lượng tiêu thụ từ bể 1 của mạng lưới giảm thì với lưu lượng thải cho trước của máy nén 5, áp suất trong bể 1 sẽ tăng và khí sẽ được đưa theo ống 2 vào khoang của hệ thống cơ có piston 3, áp suất này sẽ tác động lên piston, piston nén lò so và làm đóng van tiết lưu 4; lưu lượng thải của máy nén sẽ giảm cho đến khi cân bằng với lưu lượng tiêu thụ từ bể. Phương pháp này đơn giản và tự động tác dụng, nên được sử dụng rộng rãi khi hệ số nén cao, nhưng hiệu quả về mặt năng lượng khơng lớn. 32 13 Điều chỉnh cách mở van nạp Nếu do sự giảm lưu lượng tiêu thụ từ mạng, áp suất ở 1 tăng lên, thì áp suất này khi được đưa theo ống xung 2 đến thiết bị cơ dạng piston 3 sẽ khắc phục được lực đẩy của lò so và piston 4 chuyển động xuống. Cán của piston có trạc 5, các vòi của nó sẽ cản trở tấm phẳng của van nạp nằm tại đế. Lúc này q trình nén sẽ khơng xảy ra bởi vì van nạp sẽ mở và khí từ xilanh sẽ bị thải vào đường ống nạp Q trình này sẽ xảy ra đến khi nào áp suất bể 1 còn chưa giảm và piston 4 sẽ khơng đẩy trạc 5 và khơng cản trở tấm phẳng nằm tại đế. Tóm lại giảm lưu lượng đạt được ở đây nhờ sự thải lưu lượng. Trên hình là đồ thị chỉ thị của trường hợp này. Phương pháp điều chỉnh này rất đơn giản, nhưng hiệu suất năng lượng nhỏ vì khi thải chỉ cần 15% cơng suất tồn phần. Pương pháp này được sử dụng cho loại máy nén có hệ số nén và lưu lượng bất kỳ Trong giai đoạn hiện nay, người ta sử dụng phương pháp mở khóa nạp ở từng hành trình của piston và có thể thay đổi được lưu lượng của máy nén từ giá trị định mức đến 0,1 giá trị định mức 33 14 Thay đổi thể tích khoảng khơng chết Ở phương pháp điều chỉnh này, kết cấu được chế tạo dưới dạng các khoang phụ có thể tích (dung tích) khơng đổi hoặc thay đổi, các khoang này được nối với khoảng khơng chết, có thể điều chỉnh bằng tay hoặc tự động. Để thực hiện điều chỉnh lưu lượng một cách điều hòa, thể tích phụ của khoảng khơng chết phải được làm dưới dạng hốc hội tụ thể tích tạo bởi xilanh và piston. Phương pháp này rất kinh tế và được sử dụng rộng rãi trong các máy nén có cơng suất lớn. 15 Một số phương pháp khác: Ngồi các phương pháp đã nêu trên còn dùng phương pháp: Đóng tắt máy (khi cơng suất trên trục dưới 200kW); Bằng cách đưa khí từ khoang nén vào khoang nạp; Bằng cách xả khơng tải từ mạng lưới qua van tự động. Phương pháp đầu khá kinh tế, còn 2 phương pháp sau khơng kinh tế, nói chung rất ít dùng. 16 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 34 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-thuat-lanh/1.html http://tailieu.vn/doc/cau-tao-nguyen-ly-hoat-dong-may-nen-khi-chungloai-may-nen-khi-442621.html http://tailieu.vn/doc/may-nen-khi-va-nguyen-ly-hoat-dong-cua-may-nenkhi-1369523.html https://thuvientvc.files.wordpress.com/2013/08/bom-khi-nen-chuong67.pdf 35 ... 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. .. trơn máy nén cách té dầu lắp vào trục khuỷu e) Máy nén kín: - Tồn máy nén động đặt vỏ hàn kín máy nén kín Nó có ưu điểm giống máy nén nửa kín, có cơng suất nhỏ nhỏ Máy nén kín sử dụng rộng rãi máy. .. chứa khí nối tiếp với đầu đẩy lúc xảy q trình đẩy khí vào ống đẩy Máy nén trục vít có hai loại ẩm loại khơ Máy nén khơ, việc làm lạnh khí nhờ vỏ vỏ bọc nhờ thiết bị làm lạnh trung gian thiết bị