tiểu luận - kỹ thuật lạnh - đề tài - MÁY NÉN LY TÂM

Trục Trục để lắp các bánh công tác lên đó nhận truyền động từ động cơ dẫn động, quay với vận tốc cao để thực hiện quá trình nén khí.. Bánh công tác  Bánh công tác được lắp trên trục má

MÁY NÉN LY TÂM

1

Nội dung trình bày

I.Cấu tạo

và phân loại

II.Nguyên

lý và nhiệt động

III.Vấn đề gas lạnh và bôi trơn

IV.Ưu nhược điểm và ứng dụng

2

I Cấu tạo và phân loại

 CẤU TẠO

1,Vỏ máy: là bộ phận phức tạp, tùy theo từng loại

máy nén cũng như mục đích sử dụng,công suất

mà có nhiều kích cỡ và hình dạng vỏ máy khác nhau Thông thường vỏ máy có thể được chế tạo thành 2 phần ( theo chiều dọc hoặc theo chiều ngang) để thuận tiện cho việc lắp ráp và sửa chữa.Tuy nhiên cũng có một số vỏ được đúc liền khối,tùy theo yêu cầu của công việc

4

2 Trục

 Trục để lắp các bánh công tác lên đó nhận truyền động từ động cơ dẫn động, quay với vận tốc cao để thực hiện quá trình nén khí Trục máy được lắp vào các các ổ đỡ trên vỏ máy Trục máy được chế tạo bằng thép hợp kim

3 Bánh công tác

 Bánh công tác được lắp trên trục máy quay theo trục máy để làm biến đổi động năng chất khí, thực hiện quá trình nén khí, trên bánh công tác có các bánh cong, có 3 loại bánh công tác

9

4 Bộ khuếch tán

 Là bộ phận dùng để dẫn dòng khí ra khỏi bánh công tác đến cửa ra của máy nén,

hoặc đến cấp nén tiếp theo, ngoài ra còn

có công dụng tăng áp cho dòng khí.

 Đây là bộ phận gắn dính liền với thân

máy, không quay.

11

-Làm kín bằng đệm màng mỏng.

-Làm kín bằng dầu

-Làm kín bằng khí

13 PHÂN LOẠI

 Có thể phân loại máy nén ly tâm theo hình dạng vỏ hoặc theo số cấp nén,tầng nén

Áp suất hoạt động dưới 60

bar,các miệng hút,đẩy cũng

như các kết nối với máy nén

được đặt ở vỏ dưới.

vỏ phương ngang

Tương tự như máy nén có vỏ phương ngang,tuy nhiên,dạng máy nén này làm việc ở áp suất lớn hơn > 60 bar.

vỏ phương đứng

vỏ xoắn ốc

Ta còn có thể phân loại theo số cấp nén hoặc số tầng nén như sau:

 Máy nén 1 cấp nén:nhiều tầng hoặc 1 tầng.

 Máy nén nhiều tầng với 2 cấp nén.Hai cấp nén được cài đặt trên cùng 1 trục máy.Giữa 2 cấp nén có sự làm lạnh lưu chất để tăng hiệu suất máy nén.

 Máy nén đa tầng với nhiều hơn 2 cấp nén trong 1 vỏ

bọc.Các dòng khí được nén đến nhiều cấp áp suất khác nhau và được trích hoặc bơm ra nơi sử dụng.

 Thỉnh thoảng các tầng nén được bố trí song song trong

1 vỏ đơn.Trên thực tế,cả 2 tầng nén giống hệt nhau và vòi phun phân phối đặt ở trung tâm vỏ làm cho giải

pháp này là cân bằng nhất có thể.Hơn nữa 2 dòng chảy được tạo ra bởi 1 bánh công tác trung tâm.

18

II.Nguyên lý và nhiệt động

1.Nguyên lý hoạt động máy nén ly tâm

Chất khí được hút từ cửa 1qua các rãnh của bánh

công tác 2,bánh công tác quay với tốc độ lớn nhờ

động lực bên ngoài truyền vào trục máy 4,dưới tác

dụng của lực ly tâm dòng khí được tăng tốc và ra

khỏi bánh công tác với tốc độ lớn,dòng khí tiếp tục

được dẫn vào cánh tĩnh 3 (ống tăng áp),tốc độ sẽ

giảm xuống và áp suất tĩnh tăng lện (biến động

năng thành thế năng) và tiếp tục được đẩy đến nơi

sử dụng(cấp nén khác)

20

2.Nhiệt động máy nén

ly tâm

a,Quá trình nén khí

b,Công nén

c,Công suất tiêu hao và hiệu suất

Các quá trình nhiệt động và đồ thị

 quá trình đẳng nhiệt p.v =const

 quá trình đoạn nhiệt p.v^k =const

 quá trình đa biến p.v^n =const ( n khoảng 1,8)

24

 Đồ thị T-s

25

 Đồ thị p-v

26

b,Công nén

 Máy nén ly tâm hoạt động theo hệ hở,giả sử ở cửa vào và cửa ra của máy nén ly tâm có các thông số: , , , , , , , , ,

 Giữa cửa vào và ra của máy nén chất khí

nhận 1 công nén W và thải 1 nhiệt lượng q Công thực tế cấp cho máy nén ứng với 1kg

khí là:

W = ( - ) + q – (( ^2)/2 -( ^2)/2)

27

c,Công suất tiêu hao và hiệu suất

 Hiệu quả của máy nén được đặc trưng bởi hiệu suất đẳng Entropy = và hiệu suất đẳng nhiệt

=

=> Sử dụng hiệu suất đẳng entropy để đánh giá máy nén ly tâm

28

 Đối với máy nén ly tâm,công suất N được tính như sau :

N= (kw)

Với:G –lưu lượng khí (kg/s)

- hiệu suất cơ khí ,thông thường khi thiết kế khoảng 0,96 - 0,98

- hiệu suất đẳng entropy khoảng 0,8 - 0,9

 Hiệu suất của máy nén ly tâm rất cao,nhất là ở

những vùng công suất lớn (ƞ = 0.83)

29

d,Làm lạnh trung gian và nén nhiều cấp

 Áp suất do máy nén tạo ra có thể đạt giá trị rất lớn,tuy nhiên với máy nén 1 cấp không thể tạo ra được áp

suất cao.Nguyên nhân:

 Máy nén thể tích:tăng nhiệt độ lớn cuối quá trình nén dẫn đến tiêu hao năng lượng và không thể thiết kế

máy nén đủ mạnh

 Máy nén cánh dẫn:vận tốc quá lớn ảnh hưởng đến độ bền vật liệu.(1800-50000 vòng/phút)

30

 Vì vậy để tăng áp suất trong quá trình nén có thể thực hiện các phương pháp sau:

Làm lạnh trung gian giúp giảm năng lượng tiêu hao dẫn động máy nén

32

Trong máy nén hiện đại người ta thường sử

dụng 4 phương pháp:

 Làm lạnh máy nén bằng cách đưa nước vào khoang được chế tạo đặc biệt trong vỏ đúc,gọi là làm lạnh trong

 Làm lạnh ở trong thiết bị lạnh được đặt ở giữa 2 cấp

riêng rẽ được gọi là làm lạnh ngoài hoặc làm lạnh trung

gian.

 Làm lạnh liên hợp là kết hợp cả làm lạnh trong và làm

lạnh ngoài.Là phương pháp có hiệu quả cao nhất

 Làm lạnh bằng cách phun nước lạnh vào dòng khí trước cấp thứ nhất của máy nén

33

III.Vấn đề gas lạnh và bôi trơn

Gas lạnh

 Sử dụng chủ yếu các loại môi chất lạnh: HFC 134a,HCFC22,HCFC123

Để so sánh về tác nhân lạnh chúng ta sẽ phân

tích 2 loại gas lạnh: HFC 134a,HCFC123

 Khi dùng R123 kích thước bánh công tác lớn hơn,nên quán tính lớn, làm trục dễ mòn, giảm tuổi thọ máy

 Trong khi đó: nếu dùng R134a

-Là loại môi chất lạnh có mức độ độc hại thấp

-kích thước bánh công tác tương đối thấp

=> Hãy sử dụng R134a

Tại sao đường kính bánh công tác lại khác nhau?

ảnh hưởng như thế nào đến hệ thống?

 Khi xét R123 và R134a ta thấy rằng ở cùng điều kiện nhiệt độ thì :

khối lượng riêng của R134a > R123

 VD: hơi bão hòa khô ở -20oC

m’

R134a=6,784 kg/m3 >> m’

R123=0,879 kg/m3

 Lưu lượng thể tích của R123 cần nhiều hơn => dd bánh công tác phải lớn hơn.

Bôi trơn

 Khác với các loại máy nén khác,máy nén ly tâm chỉ cần sử dụng dầu trơn cho các ổ đỡ Tại sao???

 Một số model của các hãng sản xuất:

 Daikin/Mc.Quay Model WSC/WDC-R134a

 Trane Model CVGF-R134a

 Carrier Model 19XR Evergreen –R134a

 Giống nhau: các Model trên đều dùng bơm dầu,bình làm mát

dầu,điện trở sấy dầu.



 Khác nhau:

 Các thương hiệu Trane,York,Carrier dùng hệ thống làm mát dầu bằng gas lạnh trích từ hệ thống.Ưu điểm của hệ thống này là có thể duy trì được nhiệt độ tối ưu cho dầu,có khả năng điều chỉnh được,không phụ thuộc nhiều vào môi trường.Tuy nhiên giá thành lại khá cao.

 Riêng Daikin dùng bộ làm mát dầu tấm phẳng,làm mát bằng nước giải nhiệt từ tháp giải nhiệt.Mặc dù hệ thống này có giá thành rẻ,hiệu suất cao.Nhưng nhược điểm lớn nhất của hệ thống này là phụ thuộc hoàn toàn vào nhiệt độ nước giải nhiệt,tức là phụ thuộc vào điều kiện môi trường, nếu nhiệt độ mội trường quá cao thì sẽ làm giảm chất lượng dầu bôi trơn.Hơn nữa sau một thời gian hệ thống sẽ bám cáu.

IV.Ưu nhược điểm

 Ưu điểm:

 Dải công suất rộng

 Điều chỉnh tải linh hoạt

 Hiệu suất cao

 Độ cân bằng động cao

 Kích thước nhỏ gọn

 Không phải bôi trơn bên trong cũng như có tấm

chắn dầu bên ngoài nên hầu như không lọt dầu vào

hệ thống

41

 Ứng dụng : trong các hệ thống điều hòa không khí hay các hệ thống công suất lớn như vận chuyển khí nén,hàng không…

 Lý tưởng cho dải công suất từ 250-2500 tấn lạnh hay cao hơn nữa

 Hiện nay trên thị trường Việt Nam có một số nhà cung cấp lớn như:Trane, Carrier ,Daikin ,York…

So sánh các loại máy nén và lựa chọn

46

Tài liệu tham khảo

 Giáo trình ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ (GS Lê Chí Hiệp)

 Giáo trình BƠM QUẠT MÁY NÉN KHÍ (TS Lê Xuân Hòa –ThS Nguyễn Thị Bích Ngọc)

 Giáo trình NHIỆT ĐÔNG LỰC HỌC KỸ THUẬT (PGS Hoàng Đình Tín-GS Lê Chí Hiệp)

 Catalog hãng TRANE (Bộ môn CÔNG NGHỆ NHIỆT LẠNH)

 Sách Handbook Compressor (Paul C Hanlon)

XIN CHÂNTHÀNH CẢM ƠN