Bài giảng Hệ thống khí nén thủy lực: Chương 2 - Nguyễn Thanh Điểu

Chia sẻ: Cao Thi Ly | Ngày: | Loại File: PPT | Số trang:50

Thêm vào BST

Báo xấu

192
lượt xem 46
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Hệ thống khí nén thủy lực: Chương 2 Cung cấp, xư lý & phân phối nguồn năng lượng do Nguyễn Thanh Điểu biên soạn cung cấp cho người học các kiến thức: Máy nén khí, Máy nén khí piston, máy nén khí cánh gạt, máy nén khí trục vít công nghiệp, thông số làm việc của động cơ khí nén,...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Hệ thống khí nén thủy lực: Chương 2 - Nguyễn Thanh Điểu

MÔN HỌC: HỆ THỐNG KHÍ NÉN – THỦY LỰC CHƯƠNG II CUNG CẤP, XƯ LÝ & PHÂN PHỐI NGUỒN NĂNG LƯỢNG 1. Khí nén 2. Thủy lực Ho Chi Minh city, August 2016
1. Máy nén khí 1.1. Nguyên tắc hoạt động  Nguyên lý thay đổi thể tích Dựa vào sự biến thiên thể tích buồng hút/nén của MNK  Nguyên lý động năng Không khí trong buồng chứa được gia tốc nhờ động năng của cánh dẫn, áp suất khí nén được tạo ra sự nhờ chênh lệch vận tốc 1.2. Phân loại máy nén khí a) Theo áp suất sử dụng Máy nén khí áp suất thấp: P 15 bar Máy nén khí áp suất rất cao: P > 100bar b) Theo nguyên lý hoạt động Máy nén khí thể tích Máy nén khí động năng
1.3. Máy nén khí piston (Piston compressors) Máy nén piston hoạt động theo nguyên lý thay đổi thể tích, nó được dùng khá phổ biến hiện nay với áp suất trên 6 bar và lưu lượng đến 10m3/phút MNK piston chiều trục MNK piston 1 cấp MNK piston 2 cấp áp suất có thể đạt áp suất có thể đạt 12bar 20bar MNK kiểu màng aù p suaá tpmaøng VIDEO pít toâ ng
1.3. Máy nén khí piston (Piston compressors) MNK piston 3 cấp Lưu lượng trung bình của máy nén khí kiểu piston được tính Qv = η.V.n.103 [m3/phút]. Trong đó: V thể tích khí tải /1 vòng quay, [lít] n số vòng quay trục máy nén, [v/ph] η hiệu suất, [%]
1.4. Máy nén khí cánh gạt (Vane compressors) Máy nén khí cánh gạt hoạt động theo nguyên lý thay đổi thể tích. Khi roto quay lực ly tâm làm các cánh gạt văng ra tì sát vào thành stator tạo thành các buồng hút và nén không khí. Lưu lượng của máy nén khí được tính: e Qv = 2 η ( D – Z. ) e b n; [m3/ph] Trong đó: chiều dày cánh gạt [m] Z số cánh gạt n số vòng quay rôto [v/p] η hiệu suất (η = 0,7 0,8) e độ lệch tâm [m] D đường kính stato [m] b chiều rộng cánh gạt [m] VIDEO
1.4. Máy nén khí cánh gạt (Vane compressors) Máy nén khí cánh gạt một cấp có thể tạo ra áp suất 50 psi, với máy 2 cấp có thể tạo ra áp suất 150 psi.
1.5. Máy nén khí kiểu trục vít (Screw compressor) Khi hoạt động thể tích khoảng trống giữa các răng sẽ bị thay đổi khi trục vít quay tròn. Lưu lượng máy nén khí kiểu trục vít được tính: VIDEO VIDEO2 Qv = η q n [m3/ph] n η 4.500 0.80 q lưu lượng /vòng [m3/vòng] 5.000 0,82 η Hiệu suất, η phụ thuộc số vòng quay 6.000 0,86 n số vòng quay trục chính [v/ph]
Máy nén khí trục vít công nghiệp Vì có nhiều ưu điểm như làm việc êm, ổn định, công suất lớn... nên hiện nay loại máy nén khí này được dùng rất phổ biến trong công nghiệp. MNK trục vít làm mát bằng gió của Fusheng
1.6. Máy nén khí cánh lồi (Roots) Máy nén khí kiểu cánh lồi được phát minh bởi Roots (1854) nên còn được gọi là máy nén khí kiểu Roots. Máy gồm 2 cánh quạt hình số 8, các cánh quạt được quay đồng bộ nhờ bộ truyền động bên ngoài thân máy. Lưu lượng MNK kiểu cánh lồi được tính: Qv = 2 η q n ; [m3/ph] Trong đó: η hiệu suất (η = 0,5 0,95) n số vòng quay [v/ph] q lưu lượng vòng lý thuyết [m3/vòng] q = (0,25. .d2– A)b; [m3/vòng] d [m], A [m2], b [m]
1.7. Máy nén khí ly tâm Máy nén khí ly tâm hoạt động theo nguyên lý động năng, máy làm việc êm và có công suất rất lớn. Hình bên là sơ đồ hệ thống MNK ly tâm không dầu (Oil Free) 2 cấp. Không khí vào chặng nén thứ nhất (2) được tăng tốc nhờ cánh bơm, khuếch tán sau đó qua bộ làm lạnh thứ nhất (3), (4) tiếp tục vào chặng nén thứ hai (6), rồi qua bộ làm lạnh thứ hai (7), sau đó ra khỏi hệ thống (8).
1.8. Máy nén khí vòng nước (Liquid Ring Compressors) Khi hoạt động rotor quay sẽ tạo một vòng chất lỏng bám quanh thành trong vỏ bơm, vùng thể tích giữa các cánh dẫn và vòng chất lỏng bị thay đổi khi bơm hoạt động tạo động lực cho việc hút và nén không khí. Ưu điểm của loại máy nén khí này là chất lượng khí nén tạo ra tốt bởi không bị lẫn dầu bôi trơn, vòng nước giúp làm mát nên máy hoạt động hiệu quả. Tuy nhiên khi hoạt động tương đối ồn và áp suất tạo ra không cao (thường dưới 8 bar)
2. Động cơ khí nén (Air motor) Chức năng Động cơ khí nén là cơ cấu chấp hành có nhiệm vụ biến đổi năng Ưlượ u đing khí nén thành năng l ểm ượng cơ học dạng chuyển động quay. Điều chình đơn giản mômen quay và số vòng quay, trọng lượng nhỏ Đạt được với số vòng quay cao và điều chỉnh vô cấp ̉ ̉ Có thê đao chiê ̣ ́ch dễ dàng ̀u quay môt ca Ít bị hư hỏng khi quá tải, giá thành bảo dưỡng thấp Không sợ bi nguy c ̣ ơ cháy nổ Nhược điểm Giá thành năng lượng cao (khoảng gần 10 lần so với động cơ điện) Nguồn năng lượng là khí nén nên khó truyền dẫn đi xa. Số vòng quay bị thay đổi khi tải trọng thay đổi Phát sinh tiếng ồn lớn do hiện tượng xả khí
2.1 Thông số làm việc của động cơ khí nén Số vòng quay của trục động cơ (n) Ký hiệu Q n = ηv , [vg / ph] Quay 1 chiều, q không điều chỉnh Công suất trên trục động cơ (N) được lưu lượng Q ( P1 − P2 ) Quay 2 chiều, điều N = η , [kW ] chỉnh được lưu 612 lượng. Trong đó: ηv hiệu suất thể tích [%] η hiệu suất chung của động cơ [%] P1 P2 hiệu áp suất đầu vào/ra động cơ [Pa] Q lưu lượng dòng khí nén cấp cho động cơ [L/ph] q lưu lượng vòng của động cơ [L/vòng]
2.2 Các loại động cơ khí nén  Động cơ bánh răng (Gear motor) Động cơ bánh răng thường có công suất đến 50 kW với áp suất làm việc 6 bar và mômen quay đạt đến 500 Nm  Động cơ trục vít (Gear motor) Kết cấu của động cơ trục vít tương tự như máy nén khí trục vít. Để tăng hiệu suất sử dụng, hai trục vít thường có số đầu mối khác nhau
2.2 Các loại động cơ khí nén  Động cơ cánh gạt (Rotate motor) Dưới tác dụng của áp suất khí nén lên cánh các gạt làm roto quay, đến cửa xả dòng khí nén được thải ra ngoài  Động cơ piston (Piston motor) Áp suất khí nén sẽ tác động lên đỉnh piston, lực truyền qua thanh truyền, làm cho trục khuỷu quay và được truyền đến cơ cấu tác động. Người ta thường bố trí nhiều xylanh để trục khuỷu quay được ổn định và giảm va đập
3. Thiết bị xử lý khí nén 3.1. Thành phần và yêu cầu cơ bản của không khí nén  Thành phần: Các nguyên tố chính cấu thành: N2 (78%), O2 (20,9%), CO2 Các chất bẩn, bụi, cặn bã phát sinh từ dầu bôi trơn, các bộ truyền cơ khí hoặc trên đường ống… Một lượng hơi nước từ ẩm độ của không khí.  Yêu cầu cơ bản đối với khí nén: Loại bỏ hoặc hạn chế đến mức thấp nhất những tạp chất bẩn, bụi, bẩn và nhất là hơi nước...
3.2. Các phương pháp xử lý khí nén a) Sấy khô bằng môi chất lạnh Heat Exchanger Air out Refrigeranting unit Air in Refrigerant Refrigeranting Separator machine
b) Sấy khô bằng hấp thụ (Absorption) Sơ đồ hệ thống sấy khô khí nén bằng chất hấp thụ Bình hấp thụ (Adsorber)
c) Bộ lọc (Air service unit) Kí hiệu đầy đủ 2 3 1 Kí hiệu rút gọn Hình dáng ngoài bộ lọc Thành phần của bộ lọc Thành phần bộ lọc: Chức năng của bộ lọc: 1. Phần tử lọc áp suất (Compressure air filter) Lọc cặn, tạp chất, tách ẩm 2. Van điều áp (Compressure air regulator) Giảm / ổn định áp suất 3. Bộ tra dầu (Compressure air lubricator) Bổ sung dầu bôi trơn (tùy chọn
4. Mạng đường ống dẫn khí nén 4.1. Mạng đường ống lắp ráp cố định a) Các thông số kỹ thuật Áp suất làm việc Lưu lượng Độ giảm áp suất Đường kính ống Chiều dài đường ống Vật liệu đường ống