స్క్రూ ఎయిర్ కంప్రెసర్ ఎయిర్ ఎండ్ యొక్క మూడు ప్రాథమిక పనితీరులు మరియు నిర్దిష్ట శక్తి

వాయువును సంపీడనం చేయడం అనేది, బాహ్య శక్తిని వినియోగించుకొని వాయువు పీడన స్థితిశక్తిని పొందేలా చేసే ఒక ప్రక్రియ. కంప్రెసర్ సంపీడన వాయువును సృష్టిస్తుంది. అందువల్ల, స్క్రూ ఎయిర్ కంప్రెసర్ యొక్క ప్రాథమిక పనితీరు పీడనం, ప్రవాహం, శక్తి మరియు విశిష్ట శక్తి అనే ఈ నాలుగు అంశాల నుండి విడదీయరానిది.
స్క్రూ ఎయిర్ కంప్రెసర్ ఎయిర్ ఎండ్ యొక్క ప్రాథమిక పనితీరు – పీడనం

సంపీడన గాలి యొక్క పీడన స్థితిశక్తిని పొందడం అనేది ఎయిర్ కంప్రెసర్‌ల యొక్క అత్యంత ప్రాథమిక విధి, మరియు స్క్రూ ఎయిర్ కంప్రెసర్‌లు కూడా దీనికి మినహాయింపు కాదు. స్క్రూ ఎయిర్ కంప్రెసర్‌ల యొక్క ప్రధాన ఇంజిన్ బాహ్య శక్తిని వినియోగించుకొని గాలి యొక్క పీడనాన్ని పెంచుతుంది. పీడనం ఎంత ఎక్కువగా ఉంటే, అంత ఎక్కువ శక్తి వినియోగించబడుతుంది, మరియు ప్రధాన ఇంజిన్‌పై అవసరాలు కూడా అంత ఎక్కువగా ఉంటాయి. సాధారణంగా మనం అవుట్‌పుట్ పీడనం ప్రకారం ఎయిర్ కంప్రెసర్‌లను నాలుగు వర్గాలుగా విభజిస్తాము:

తక్కువ పీడనం: 0.2~1.0MPa

మాధ్యమ పీడనం: 1.0~10MPa

అధిక పీడనం: 10~100MPa

అత్యధిక పీడనం: 100MPa కంటే ఎక్కువ

స్క్రూ ఎయిర్ కంప్రెసర్‌లు సాధారణంగా 0.2~4.0MPa అవుట్‌పుట్ ప్రెజర్‌ను కలిగి ఉంటాయి, అంటే ఈ పరిధిలో వాటి పనితీరు, ఆచరణీయత మరియు ఆర్థిక ప్రయోజనాలు మెరుగ్గా ఉంటాయి. ఇది కంప్రెసర్ ఎయిర్ ఎండ్ యొక్క నిర్మాణం మరియు పని చేసే విధానంపై ఆధారపడి ఉంటుంది, అంతేకాకుండా మార్కెట్‌లో అత్యధిక డిమాండ్ ఉన్న ప్రెజర్ విభాగం కూడా ఇదే.

ఎయిర్ కంప్రెసర్ అందించే సంపీడన గాలి పీడనాన్ని ప్రధానంగా పీడన నిష్పత్తి ద్వారా కొలుస్తారు, ఇది అవుట్‌పుట్ పీడనం Pd మరియు సక్షన్ పీడనం Ps ల మధ్య గల నిష్పత్తి. ఈ నిష్పత్తి ఎంత ఎక్కువగా ఉంటే, అవుట్‌పుట్ పీడనం అంత ఎక్కువగా ఉంటుంది.

ε=Pd/Ps సూత్రం (6)

స్క్రూ ఎయిర్ కంప్రెసర్ యొక్క ప్రధాన ఇంజిన్‌కు అంతర్గత పీడన నిష్పత్తి మరియు బాహ్య పీడన నిష్పత్తి ఉంటాయి.

అంతర్గత పీడన నిష్పత్తి: ప్రధాన ఇంజిన్ యొక్క పళ్ల మధ్య భాగంలోని పీడనానికి, చూషణ పీడనానికి మధ్య గల నిష్పత్తి, ఇది చూషణ మరియు ఎగ్జాస్ట్ పోర్ట్‌ల స్థానం మరియు ఆకారం ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది;

బాహ్య పీడన నిష్పత్తి: ఎగ్జాస్ట్ పైపులోని పీడనానికి మరియు సక్షన్ పీడనానికి మధ్య గల నిష్పత్తి. నిర్వహణ పరిస్థితులు లేదా ప్రక్రియ ప్రవాహానికి అవసరమైన సక్షన్ మరియు ఎగ్జాస్ట్ పీడనాలు.

అంతర్గత పీడన నిష్పత్తి బాహ్య పీడన నిష్పత్తికి అనుపాతంలో లేనప్పుడు, ప్రధాన ఇంజన్ ఎక్కువ శక్తిని వినియోగిస్తుంది; అంతర్గత పీడన నిష్పత్తి బాహ్య పీడన నిష్పత్తికి సమానంగా ఉన్నప్పుడు, ప్రధాన ఇంజన్ ఉత్తమ స్థితిలో ఉంటుంది.

స్క్రూ ఎయిర్ కంప్రెసర్ యొక్క ప్రధాన ఇంజిన్ విషయంలో, ప్రధాన ఇంజిన్, పరిసర ఉష్ణోగ్రత, చూషణ పీడనం, ప్రధాన ఇంజిన్ వేగం మరియు ఇతర కారకాలు సమానంగా ఉన్నప్పుడు, అవుట్‌పుట్ పీడనం ఎంత ఎక్కువగా ఉంటే, విద్యుత్ వినియోగం కూడా అంత ఎక్కువగా ఉంటుంది.

స్క్రూ ఎయిర్ కంప్రెసర్ ఎయిర్ ఎండ్ ఫ్లో యొక్క ప్రాథమిక పనితీరు

ప్రవాహం సాధారణంగా ద్రవ్యరాశి ప్రవాహం మరియు ఘనపరిమాణ ప్రవాహంతో కూడి ఉంటుంది. ఎయిర్ కంప్రెసర్ సిస్టమ్‌ల పారిశ్రామిక నిర్దేశాలు మరియు ప్రమాణాలలో, మనం సాధారణంగా ప్రవాహ కొలత పద్ధతిగా ఘనపరిమాణ ప్రవాహాన్ని ఉపయోగిస్తాము, దీనిని మన దేశంలో ఎగ్జాస్ట్ వాల్యూమ్ లేదా నేమ్‌ప్లేట్ ఫ్లో అని కూడా అంటారు: అవసరమైన ఎగ్జాస్ట్ పీడనం కింద, యూనిట్ సమయానికి ఎయిర్ కంప్రెసర్ ద్వారా విడుదలయ్యే వాయువు యొక్క ఘనపరిమాణం ఇన్‌టేక్ స్థితికి మార్చబడుతుంది, అనగా, మొదటి-దశ ఇన్‌టేక్ పైపు వద్ద ఉండే చూషణ పీడనం, చూషణ ఉష్ణోగ్రత మరియు తేమ యొక్క ఘనపరిమాణ విలువ. దీని యూనిట్ m³/min. ఘనపరిమాణ ప్రవాహాన్ని వాస్తవ ఘనపరిమాణ ప్రవాహం మరియు ప్రామాణిక ఘనపరిమాణ ప్రవాహంగా విభజించారు.

సాధారణంగా, నమూనాలు, ఎంపికలు మరియు యంత్రాల నేమ్‌ప్లేట్‌లు ప్రామాణిక వాల్యూమ్ ఫ్లోను ఉపయోగిస్తాయి. పరిశ్రమ, ప్రాంతం మరియు వినియోగాన్ని బట్టి, సంపీడన గాలి మార్కెట్ డిమాండ్‌లో ప్రామాణిక వాల్యూమ్ ఫ్లోకు ప్రామాణిక స్థితి (ఉష్ణోగ్రత, పీడనం మరియు భాగాలు)లోని వ్యత్యాసం ప్రకారం రెండు నిర్వచనాలు ఉన్నాయి:

ప్రామాణిక స్థితి: పీడనం P=101.325KPa; ప్రామాణిక ఉష్ణోగ్రత T=0℃; సాపేక్ష ఆర్ద్రత 0%. ఇది తరచుగా పారిశ్రామిక గ్యాస్, రసాయన పరిశ్రమ లేదా బిడ్డింగ్ పత్రాలలో కనిపిస్తుంది, దీనిని సాధారణంగా "VN" అనే ఫార్ములా చిహ్నం మరియు Nm3/min యూనిట్‌తో "స్టాండర్డ్ స్క్వేర్" అని పిలుస్తారు.

ప్రామాణిక స్థితి: పీడనం P = 101.325KPa; ప్రామాణిక ఉష్ణోగ్రత T = 20℃; సాపేక్ష ఆర్ద్రత 0%. దీనిని సాధారణంగా సంపీడన గాలి పరిశ్రమ ప్రమాణాలలో ఉపయోగిస్తారు మరియు దీనిని “ప్రామాణిక పని పరిస్థితులు” అని పిలుస్తారు. దీని చిహ్నం సాధారణంగా “V” మరియు యూనిట్ m3/min.

సాధారణంగా, మన ఎయిర్ కంప్రెసర్ పరిశ్రమలో ఉపయోగించే ప్రామాణిక వాల్యూమ్ ఫ్లో రేట్ రెండవదిగా ఉంటుంది. రెండు స్థితుల కింద వాల్యూమ్ ఫ్లో రేట్ మార్పిడిని ఈ సూత్రం ద్వారా లెక్కించవచ్చు:

V(m3/min)=1.0732VN(Nm3/min) ఫార్ములా (7)

స్క్రూ ఎయిర్ కంప్రెసర్ యొక్క ప్రధాన ఇంజన్ విషయంలో, మిగతా పరిస్థితులు ఒకేలా ఉన్నప్పుడు, రోటర్ సెంటర్ దూరం ఎంత ఎక్కువగా ఉంటే, దాని వాల్యూమ్ ఫ్లో రేటు అంత ఎక్కువగా ఉంటుంది; ప్రధాన ఇంజన్ వేగం ఎంత ఎక్కువగా ఉంటే, దాని వాల్యూమ్ ఫ్లో రేటు అంత ఎక్కువగా ఉంటుంది.

V వాల్యూమ్ ఫ్లో రేట్ = qv ప్రధాన ఇంజిన్ కంప్రెషన్ వాల్యూమ్ × n హెడ్ స్పీడ్ ఫార్ములా (8)

qv=CΨqv0Z1n=CΨCn1nλD3 సూత్రం (9)

ఇక్కడ Z1——మేల్ రోటర్ యొక్క పళ్ళ సంఖ్య; n——మేల్ రోటర్ యొక్క వేగం; λ——రోటర్ ఆస్పెక్ట్ రేషియో; D——మేల్ రోటర్ యొక్క బయటి వ్యాసం.

అందువల్ల, పొదుపు దృష్ట్యా, మేము సాధారణంగా ప్రధాన ఇంజిన్ల రకాలను తగ్గిస్తాము మరియు మార్కెట్ డిమాండ్‌కు అనుగుణంగా ప్రధాన ఇంజిన్ వేగాన్ని నిర్ధారించడం ద్వారా ఎయిర్ కంప్రెసర్ యొక్క ఎగ్జాస్ట్ వాల్యూమ్‌ను సర్దుబాటు చేయగలము.

అయితే, స్క్రూ కంప్రెసర్ ప్రధాన ఇంజిన్ వేగం అనంతంగా ఎక్కువగా ఉండదు, సాధారణంగా 800 నుండి 10,000 rpm మధ్య ఉంటుంది. అందువల్ల, స్క్రూ కంప్రెసర్ యొక్క ప్రవాహ అవసరాలను తీర్చడానికి, స్క్రూ ప్రధాన ఇంజిన్ తయారీదారులు విభిన్న వాల్యూమ్ ప్రవాహ శ్రేణులతో ప్రధాన ఇంజిన్‌లను అభివృద్ధి చేస్తారు.

స్క్రూ ఎయిర్ కంప్రెసర్ ఎయిర్ ఎండ్ నిర్దిష్ట శక్తి మరియు గణన

ఎయిర్ కంప్రెసర్ ఎయిర్ ఎండ్ పనిచేస్తున్నప్పుడు, యూనిట్ కాలానికి వాల్యూమ్ ఫ్లో ద్వారా వినియోగించబడే షాఫ్ట్ పవర్‌ను నిర్దిష్ట పవర్ అంటారు. నిర్దిష్ట పవర్ యొక్క యూనిట్: kW/(m3/min).

గణన సూత్రం ఈ క్రింది విధంగా ఉంది:

SER ఎయిర్ ఎండ్ = Pd ఎయిర్ ఎండ్/qv ఫార్ములా (10)

Pd ఎయిర్ ఎండ్ – ఎయిర్ ఎండ్ షాఫ్ట్ పవర్;

qv – యూనిట్ సమయానికి గాలి చివరి వాల్యూమ్ ప్రవాహం

దీని నిర్దిష్ట శక్తి విలువ:

SER ఎయిర్ ఎండ్ = 117/23.1 = 5.065 (kW/(m3/min))

స్క్రూ ఎయిర్ కంప్రెసర్ ఎయిర్ ఎండ్ యొక్క నిర్దిష్ట శక్తి విలువ ఎంత తక్కువగా ఉంటే, దాని శక్తి వినియోగం అంత తక్కువగా ఉంటుంది మరియు ఎయిర్ ఎండ్ పనితీరు అంత మెరుగ్గా ఉంటుంది. స్థిరమైన ప్రవాహం ఉన్నప్పుడు, అవుట్‌పుట్ పీడనం ఎంత ఎక్కువగా ఉంటే, ఎయిర్ ఎండ్ షాఫ్ట్ శక్తి అంత ఎక్కువగా ఉంటుంది, కాబట్టి దాని నిర్దిష్ట శక్తి విలువ కూడా అంత ఎక్కువగా ఉంటుంది.

ప్రతి స్క్రూ కంప్రెసర్‌కు ఒక సరైన విశిష్ట శక్తి విలువ ఉంటుంది, ఇది ప్రధాన ఇంజిన్ వేగానికి సంబంధించింది. ప్రధాన ఇంజిన్ వేగం చాలా తక్కువగా ఉన్నప్పుడు, లీకేజీ పెరుగుతుంది, గ్యాస్ పరిమాణం తగ్గుతుంది, మరియు విశిష్ట శక్తి విలువ అధికమవుతుంది; ప్రధాన ఇంజిన్ వేగం చాలా ఎక్కువగా ఉన్నప్పుడు, ఘర్షణ పెరుగుతుంది, షాఫ్ట్ శక్తి పెరుగుతుంది, మరియు విశిష్ట శక్తి విలువ అధికమవుతుంది. కానీ విశిష్ట శక్తి విలువను అత్యల్పంగా ఉంచే ఒక సరైన వేగం తప్పకుండా ఉంటుంది. అందుకే ప్రధాన ఇంజిన్ ఎంత పెద్దదిగా ఉంటే, అంత ఎక్కువ శక్తిని ఆదా చేస్తుందని చెప్పడం పూర్తిగా సరైనది కాదు.

మనం స్క్రూ కంప్రెసర్‌లు మరియు వేరియబుల్ ఫ్రీక్వెన్సీ కంప్రెసర్‌లను డిజైన్ చేసేటప్పుడు, నాణ్యతను నిర్ధారించడంతో పాటు ప్రధాన ఇంజిన్ యొక్క ఆర్థిక అంశాలు, ప్రామాణీకరణ మరియు మాడ్యులారిటీని కూడా పరిగణనలోకి తీసుకోవాలి. అందువల్ల, విభిన్న పీడనాలు మరియు ప్రవాహాలతో స్క్రూ కంప్రెసర్‌లను డిజైన్ చేయడానికి మరియు అభివృద్ధి చేయడానికి మనం ప్రధాన ఇంజిన్ నిర్దిష్ట పవర్ వాల్యూ కర్వ్‌ను ఉపయోగిస్తాము.