4. Cơ sở lý thuyết để tính toán và thiết kế máy nén khí trục vít.
4.7Phân tích nhiệt của máy nén khí trục vít.
Theo tài liệu [3] trang 45 ta có những khái niệm để xác định nhiệt của máy nén khí trục vít như sau:
Có nhiều cách để đến gần với phương pháp nhiệt đông học của máy nén khí trục vít đó là phương pháp mô phỏng quá trình nén trong cặp trục vít, phương pháp mô phỏng của quá trình nén có thể chuyển sang những hình dạng trục vít phức tạp và việc lựa chọn cửa đẩy, trục vít và những khoang trống và phun dầu hoặc chất lỏng làm mát. Sự lựa chọn khe hở bao gồm sự dao động trục vít trong khoang trống là hàm vị trí trong khoang, sự dao động trong trục vít, khe hở trục vít dọc theo chiều dài trục vít, trục vít và khe hở của van trượt và khe hở cuối cửa đẩy, việc lựa chọn cửa đẩy bao gồm bán kính tách và chiều trục cửa đẩy với những hình dạng được tính toán được xác định bằng tỉ lệ thể tích và sự điều chỉnh tự động bán kính hình học các cửa của hệ thống van trượt không tải.
Giáo sư Stosic đã mô tả phương pháp số của nhiệt động học và phương pháp dòng chảy chất lỏng trong quá trình làm việc của máy nén và bộ giản nở. Sử dụng phương trình bảo toàn khối lượng và năng lượng được áp dụng cho thể tích chiếm
được tức thời trong máy nén với sự rò rỉ chất lỏng cho phép, phun dầu hoặc các dung dịch khác, truyền nhiệt và những đặc tính thực của dung dịch.
Mô tả phương pháp nhiệt động học trong máy nén trục vít được thực hiện bằng phương trình vi phân cho những thể tích của vít, được định nghĩa V(θ), và dV/dθ, bằng phương trình nhiệt năng bên trong, và phương trình vi phân mô tả sự cân bằng khối lượng trong khoang làm việc. Thêm vào đó những phương trình trạng thái và nội năng riêng, và enthalpy riêng, là điều kiện đủ để tìm được lưu lượng khối lượng qua cửa hút và cửa đẩy và qua các khe hở, khối lượng trong khoang làm việc, áp suất và nhiệt độ của chất lỏng trong khoang làm việc, khối lượng và nhiệt độ của dầu được phun vào.
Nếu những tính chất của chất lỏng được mô tả bằng áp suất và nhiệt độ của chất lỏng và khoang hút được xem xét và thay đổi theo góc quay, điều đó là sự cần thiết của cặp phương trình vi phân cho năng lượng và tỉ lệ giữa lưu lượng khối lượng.
Tất cả các phương trình vi phân khác được giải bằng phương pháp Runge- Kutta 4. Điều kiện ban đầu được lựa chọn một cách tùy ý, phép giải hội tụ đã đạt được sau khi thực hiện vi phân giữa hai chu trình nén liên tục chỉ ra những giá trị định mức đủ nhỏ.
Khối lượng riêng tức thời là ρ nhận được từ khối lượng chiếm được tức thời trong việc điều chỉnh thể tích và độ lớn tương ứng với thể tích tức thời V như vậy
V m
=
ρ .
Phương trình năng lượng và liên tục được giải tìm được U(θ) và m(θ). Như vậy với V(θ), để xác định nội năng và thể tích riêng
m U u= và m V v= đã biết. T và p
hoặc x có thể được tính như sau: Cho khí lý tưởng: ( ) R u T = γ −1 v RT p= (4-23)
Trong trường hợp này T và p đã được tính toán rỏ ràng. Cho khí thực, như môi chất làm lạnh hoặc môi chất khác.
(T V)
f
p= 1 , u = f2(T,V) (4-24)
Những phương trình này thường không theo từng cặp, với T được xác định bằng phương pháp kiểm nghiệm bằng số bằng cách thiết lập phương trình. Trong đó p được xác định rỏ ràng bằng những điều kiện của phương trình.
Cho hơi ẩm:
Trong trường hợp này sự thay đổi pha trong suốt chu trình nén hoặc quá trình giản nỡ, nội năng riêng và thể tích của hổn hợp chất lỏng và khí là:
( x)uf xug
u = 1− + v=(1−x)vf +xvg (4-25) Trong đó:
uf, ug, vf và vg là nội năng riêng và thể tích của chất lỏng và khí, chúng là hàm của nhiệt độ bão hòa. Phương trình này yêu cầu một ẩn số để giải được sử dụng để kết hợp những đặc tính. Kết quả là nhiệt độ T, tỉ lệ độ khô x đã được xác định. Những phương trình này là những dạng giống nhau cho một trong nhiều loại chất lỏng, và về bản chất thì đơn giản hơn những dạng khác được suy ra, hơn thế nữa sự bao hàm một trong những hiện tượng trong những phương trình vi phân của nội năng và liên tục là đơn giản.