Máy nén
và máy giãn
Mục lục
1. Khái niệm chung ................................................................................................ 1
1.1. Định nghĩa ................................................................................................... 1
1.2. Phân loại máy nén ........................................................................................ 1
1.3. Sơ đồ kết cấu một số máy nén điển hình ...................................................... 2
2. Nhiệt động học máy nén ..................................................................................... 4
2.1. Phương trình cơ bản ..................................................................................... 4
2.2. Các quá trình nhiệt động cơ bản được sử dụng trong thuyết máy nén ........... 4
2.3. Đồ thị T-S và p-v ......................................................................................... 5
2.4. Phương trình năng lượng (công nén) ............................................................ 7
2.5. Công suất của máy nén .............................................................................. 10
2.6. Hiệu suất của máy nén ............................................................................... 11
2.7. Mối liên hệ giữa hiệu suất đẳng entropi tương đối với các thông số hãm của
quá trình: ..................................................................................................................... 12
2.8. Sơ đồ chung của máy nén có các cấp nén ................................................... 14
3. Máy giãn và ứng dụng của máy nén/máy giãn trong HYSYS ........................... 15
3.1. Khái niệm chung máy giãn ........................................................................ 15
3.2. Ứng dụng tính toán, thiết kế trong Hysys ................................................... 15
Tài liệu tham khảo .................................................................................................... 20
1
1. Khái niệm chung
1.1. Định nghĩa
Máy nén là máy để nén khí với cơ số tăng áp ɛ > 1,15 và có làm lạnh nhân tạo ở nơi
xảy ra quá trình nén khí.
Công dụng của máy nén là nén khí và di chuyển khí nén đến nơi tiêu thụ theo hệ
thống ống dẫn.
Máy nén dùng để tháo khí từ bình chân không và nén chúng đến áp suất khí quyển
hoặc áp suất lớn hơn, được gọi là bơm chân không.
Các thông số cơ bản đặc trưng cho sự làm việc của máy nén là: lưu lượng thể tích Q
(thường được tính trong điều kiện hút), áo suất đầu p1 và áp suất cuối p2 hoặc hệ số tăng áp
ɛ= p2/p1, số vòng quay n, công suất N trên trục của máy nén.
1.2. Phân loại máy nén
- Theo nguyên lý làm việc có thẻ chia máy nén ra làm 3 loại:
Máy nén thể tích
Máy nén cánh dẫn
Máy nén phun tia
- Theo kết cấu:
Máy nén thể tích có 2 loại:
Máy nén piston
Máy nén roto
Máy nén cánh dẫn có 2 loại:
Máy nén ly tâm
Máy nén trục
Ngoài ra còn có thể chia máy nén ra thành từng nhóm theo dạng chất khí làm việc,
theo dạng truyền dẫn, …
2
1.3. Sơ đồ kết cấu một số máy nén điển hình
a, Máy nén piston (một piston với một cấp nén)
Với chuyển động tịnh tiến lên xuống của piston,
các quá trình sau được thực hiện: giãn nở, hút, nén, đẩy.
Phương pháp tác dụng của máy nén piston dựa vào sự thải
khí bằng piston, cho phép xây dựng được những kết cấu
với đường kính và hành trình piston nhỏ, có áp suất lớn
khi lưu lượng bé.
Hình 1. Máy nén piston
b, Máy nén roto dạng tấm phẳng:
Hình 2. Máy nén roto dạng tấm phẳng.
1. Vỏ; 2. Roto; 3. Các tấm phẳng; 4. Ống hút; 5. Ống đẩy
Khi roto 2 quay, trong các rãnh dọc của roto, các tấm phẳng 3 có thể tự do di chuyển,
khí được điền đầy trong khoảng không gian giữa các cánh được mang từ ống hút 4 đến ống
đẩy 5 và được thải ra hệ thống ống dẫn.
Trục roto của máy nén có thể nối với trục của động cơ khởi động một cách trực tiếp
không cần bộ truyền động. Điều này làm cho máy đơn giản, dễ dùng và làm giảm khối lượng
của máy.
3
c, Máy nén ly tâm:
Nguyên lý làm việc tương tự như bơm
ly tâm. Trục của máy nén ly tâm nói với trục
của động cơ khởi động (động cơ điện hoặc
tuabin hơi nước) hoặc trực tiếp, hoặc qua
truyền dẫn cơ học để tăng số vòng quay của
trục máy nén nhằm giảm kích thước của máy
nén và giảm khối lượng cũng như giảm giá
máy.
d, Máy nén trục
Kết cấu gồm roto có gắn cánh dẫn làm
việc, vỏ có gắn cánh dẫn hướng dòng cố định.
Khí được hút vào ống hút, chuyển động dọc
trục và đồng thời bị nén trong các cấp nén của
cánh dẫn. Qua ống đẩy khí được đẩy vào hệ
thống ống dẫn đến nơi tiêu thụ. Để khởi động
máy nén trục dùng động cơ điện, tuabin hơi
nước hoặc tuabin khí.
Hình 4. Máy nén trục
1. Cánh dẫn công tác (cánh dẫn động);
2. Roto; 3.Cánh dẫn hướng dòng
Hình 3. Máy nén ly tâm