Các thành phần chính của động cơ tuabin khí máy nén khí

Các tuabin khí ban đầu sử dụng các máy nén khí ly tâm , tương đối đơn giản và rẻ tiền. Tuy nhiên, chúng được giới hạn ở các tỷ lệ áp suất thấp và không thể phù hợp với hiệu quả của hiện đạimáy nén dòng dọc trục . Theo đó, máy nén khí ly tâm được sử dụng ngày nay chủ yếu trong các đơn vị công nghiệp nhỏ.

Một máy nén khí dòng dọc trục là đảo ngược của một tuabin phản ứng. Cáccác đoạn lưỡi , trông giống như những chiếc máy nén khí  bị xoắn, cong cao, phải tạo ra một lực tiếp tuyến trên chất lỏng với áp suất ở một bên của lưỡi dao cao hơn mặt kia.

Đối với dòng chảy subsonic, sự gia tăng áp suất đòi hỏi diện tích dòng chảy cũng tăng lên, do đó làm giảm vận tốc dòng chảy giữa các đoạn lưỡi dao và khuếch tán dòng chảy. Một hàng lưỡi máy nén phải được xem như một tập hợp các hình dạng máy nén khí  có khoảng cách gần nhau, có độ cong cao với luồng không khí tương tác mạnh. Sẽ không chỉ có sự gia tăng áp lực dọc theo lưỡi dao mà còn là sự thay đổi giữa chúng. Ma sát dòng chảy, rò rỉ, đánh thức được tạo ra bởi các bộ lưỡi trước, và lưu thông thứ cấp hoặc dòng xoáy đều đóng góp vào tổn thất trong một thiết bị thực. Các thử nghiệm của các cụm lưỡi cố định, được gọi là thác, có thể được thực hiện trong các đường hầm gió đặc biệt, nhưng sự sắp xếp lưỡi thực tế trong một cụm quay đòi hỏi các thiết lập thử nghiệm đặc biệt hoặc giàn khoan.

may-nen-khi-puma-pk1090.jpg

Lưỡi dao phải được thiết kế không chỉ để có hình dạng khí động học chính xác mà còn phải nhẹ và không bị rung động nghiêm trọng. Những tiến bộ gần đây trong thiết kế lưỡi máy nén khí (và tuabin) đã được hỗ trợ bởi các chương trình máy tính mở rộng.

Trong khi tỷ lệ áp suất mở rộng vừa phải có thể đạt được trong giai đoạn phản ứng-tuabin, chỉ tăng áp suất tương đối nhỏ có thể được xử lý bởi một giai đoạn nén – tỷ số áp suất thông thường trên mỗi giai đoạn 1,35 hoặc 1,4 đến 1 trong thiết kế hiện đại. Do đó, máy nén đòi hỏi nhiều công đoạn hơn tuabin. Nếu tỷ lệ áp suất cao hơn được cố gắng, dòng chảy sẽ có xu hướng tách rời khỏi lưỡi dao, dẫn đến nhiễu loạn, giảm áp suất tăng, và “ngừng” của máy nén với sự mất mát đồng thời của công suất động cơ. Thật không may, máy nén có hiệu quả nhất gần với cái gọi là điều kiện tăng cường này, nơi các nhiễu nhỏ có thể làm gián đoạn hoạt động. Nó vẫn là một thách thức lớn cho các nhà thiết kế để duy trì hiệu quả cao mà không bị trì hoãn máy nén khí.

Khi không khí được nén, khối lượng của nó giảm. Do đó, vùng thông tư hình khuyên cũng nên giảm nếu vận tốc dòng chảy được giữ gần như không đổi – tức là các lưỡi dao phải trở nên ngắn hơn ở áp suất cao hơn. Một sự cân bằng tối ưu của tốc độ lưỡi dao và vận tốc dòng khí thường đòi hỏi tốc độ quay của đầu trước, áp suất thấp của máy nén khí ít hơn so với đầu áp suất cao. Điều này đạt được trong các tua bin khí máy nén khí  lớn bằng các trục “spooled” trong đó trục cho đầu áp suất thấp, được điều khiển bởi phần áp suất thấp của tuabin, đang chạy ở tốc độ khác trong trục máy nén / trục áp suất cao rỗng , với mỗi trục có vòng bi riêng. Cả hai động cơ ống đôi và ba ống đã được phát triển.

Xem thêm các sản phẩm máy nén khí và bài viết hướng dẫn của chúng tôi tại đây.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *