Hệ số cung cấp khí của máy nén khí trục vít là gì? Các yếu tố ảnh hưởng và phương pháp tính toán hiệu suất

Hệ số cung cấp khí của máy nén khí trục vít là gì?

Hệ số cung cấp khí của máy nén khí trục vít, trong lĩnh vực kỹ thuật, thường được gọi làHệ số truyền khíHoặcHiệu suất thể tíchĐó là tỷ số giữa thể tích khí thực tế do máy nén cung cấp và thể tích khí được tính toán theo lý thuyết. Chỉ tiêu này là một thông số quan trọng để đánh giá mức độ tận dụng dung tích xi-lanh của máy nén. Hệ số cung cấp khí càng cao thì cho thấy trong quá trình vận hành, hiện tượng rò rỉ khí, tổn thất do ma sát và hiệu ứng gia nhiệt của máy nén càng nhỏ, đồng thời khả năng sinh công thực tế của thiết bị càng gần với giá trị thiết kế lý thuyết.

Các yếu tố chính ảnh hưởng đến hệ số cung cấp khí

Trong quá trình vận hành thực tế, hệ số cung cấp khí chịu ảnh hưởng tổng hợp của nhiều yếu tố vật lý và cơ học, trong đó chủ yếu bao gồm các khía cạnh sau:

• Rò rỉ khí: Giữa các rôto trục vít và giữa rôto với vỏ máy đều tồn tại khe hở. Sự rò rỉ khí từ phía áp suất cao sang phía áp suất thấp sẽ trực tiếp làm giảm lưu lượng xả thực tế. Khi thời gian vận hành của thiết bị tăng lên, mài mòn sẽ khiến khe hở ngày càng lớn, đồng thời lượng rò rỉ cũng theo đó gia tăng.
• Độ cản trở khi hít vào và tổn thất áp suấtKhi khí chảy qua bộ lọc hút, van nạp và đường ống sẽ sinh ra lực cản. Áp suất hút giảm làm cho mật độ của khí nạp giảm, từ đó làm giảm khối lượng khí thực tế được nạp vào.
• Hiệu ứng gia nhiệtTrong quá trình nén, nhiệt ma sát giữa rôto và vỏ máy cũng như nhiệt sinh ra do quá trình nén khí sẽ được truyền sang khí tươi được hút vào. Khi khí bị nóng lên và giãn nở, thể tích riêng tăng, dẫn đến giảm thể tích khí thực tế được hút vào.
• Độ ẩm của khí và sự ngưng tụKhi hít thở không khí chứa hơi nước, trong quá trình nén và làm lạnh, một phần hơi nước có thể ngưng tụ thành nước lỏng. Nước lỏng chiếm một thể tích nhất định và không thể nén được, điều này sẽ gián tiếp ảnh hưởng đến lưu lượng khí hữu ích.

Phương pháp tính toán hiệu suất của hệ số cung cấp khí

Cốt lõi của việc tính toán hệ số cung cấp khí nằm ở việc xác định chính xác lưu lượng xả thực tế và lưu lượng xả lý thuyết. Logic tính toán cụ thể như sau:

1. Tính toán dung tích xả lý thuyết

Dung tích xả lý thuyết được xác định bởi kích thước hình học và tốc độ quay của máy nén. Đối với máy nén trục vít đôi, dung tích xả lý thuyết bằng tích của thể tích giữa các răng của rôto, số răng của rôto và tốc độ quay của rôto. Giá trị này thường được nhà sản xuất thiết bị xác định trong giai đoạn thiết kế và được ghi trên nhãn mác của thiết bị.

2. Đo lường lưu lượng xả thực tế

Dung tích xả thực tế cần được đo đạc trực tiếp tại đầu xả của máy nén bằng thiết bị đo lưu lượng chuyên dụng. Khi tiến hành đo, phải quy đổi thể tích khí xả theo điều kiện vận hành thực tế sang thể tích ở trạng thái tiêu chuẩn nhằm bảo đảm tính so sánh của dữ liệu.

3. Tính toán hệ số cung cấp khí

Lấy thể tích xả thực tế ở trạng thái tiêu chuẩn chia cho thể tích xả lý thuyết, ta sẽ thu được hệ số cấp khí. Tỷ lệ này thường được biểu thị dưới dạng phần trăm. Nếu kết quả tính toán thấp hơn mức bình thường, điều đó cho thấy bên trong thiết bị có thể đang xảy ra các vấn đề như mài mòn, độ kín kém hoặc hệ thống đường khí vào bị tắc nghẽn; khi đó cần tiến hành bảo dưỡng, sửa chữa theo hướng cụ thể.

Khuyến nghị bảo trì định kỳ nhằm nâng cao hệ số cung cấp khí

Để duy trì hệ số cung cấp khí ở mức cao và kéo dài tuổi thọ của thiết bị, công tác bảo dưỡng định kỳ là vô cùng quan trọng:

• Thay thế định kỳ các vật tư tiêu hao: Thay thế lõi lọc khí vào đúng thời hạn để giảm lực cản hút; định kỳ thay dầu bôi trơn và bộ lọc dầu nhằm bảo đảm khe hở giữa các rôto được làm kín tốt và được làm mát hiệu quả.
• Theo dõi các thông số vận hànhTrong quá trình kiểm tra định kỳ, cần theo dõi chặt chẽ áp suất xả, nhiệt độ xả và dòng điện động cơ. Nếu phát hiện lưu lượng xả giảm hoặc tiêu thụ năng lượng tăng bất thường, cần kịp thời rà soát để xác định nguyên nhân do rò rỉ bên trong hoặc sự cố ở van.
• Môi trường vận hành chuẩn mựcĐảm bảo phòng máy nén khí được thông gió tốt, giảm nhiệt độ môi trường, từ đó làm giảm nhiệt độ ban đầu của khí nạp, tăng mật độ khí, qua đó nâng cao lưu lượng khí thực tế.