Cała prawda o dmuchawach: Dmuchawa śrubowa vs dmuchawa krzywkowa
Do ostatniej dekady dmuchawy niskociśnieniowe wykorzystywały lobową technologię sprężania do produkcji powietrza do użytku w różnych gałęziach przemysłu. Jednak dmuchawa śrubowa staje się preferowaną opcją ze względu na swoje zalety - szczególnie w cementowniach.
Zasada działania dmuchawy wyporowej była nowatorska, gdy bracia Roots odkryli ją w 1854 roku. To powiedziawszy, w ciągu ostatnich 150 lat odnotowano tylko niewielką poprawę wydajności.
Dlatego warto porównać dmuchawę krzywkową z dmuchawą śrubową.
Jak działa dmuchawa krzywkowa?
"" Dmuchawa krzywkowa lub Roots jest sprężarką wyporową bez zaworu, bez wewnętrznego sprężania. Działa na zasadzie kompresji izochorycznej. W tym miejscu powietrze dostaje się do komory sprężania, a objętość powietrza pozostaje stała, gdy wirniki te same się obracają.
Objętość komory sprężania zmniejsza się wraz z ciągłym obrotem. W ten sposób sprężanie odbywa się zewnętrznie w stosunku do pełnego przeciwciśnienia spowodowanego napływem powietrza z podłączonego rurociągu.
Kompresja zewnętrzna zapewnia niską wydajność i wysoki poziom hałasu. W rezultacie zastosowanie technologii krzywkowej sprowadza się do zastosowań o bardzo niskim ciśnieniu i sprężania w jednym etapie.
Zalety technologii dmuchawy śrubowej
Dmuchawa śrubowa wykorzystuje śrubowy element sprężający. Składa się z wirników męskich i żeńskich, które obracają się w przeciwnych kierunkach, podczas gdy objętość między wirnikami a obudową zmniejsza się.
Każdy element śrubowy ma stały, wbudowany stosunek ciśnień i nie ma sił mechanicznych, które powodują nierównowagę. Oznacza to, że technologia śrubowa może działać przy dużej prędkości obrotowej wału i może łączyć duże natężenie przepływu z małymi wymiarami zewnętrznymi.
Izochroniczna vs izentropowa
Jak wspomniano powyżej, dmuchawy Roots działają na zasadzie kompresji izochoronicznej. Dla porównania, dmuchawy śrubowe na kompresji izentropowej. Aby lepiej zrozumieć różnicę, warto przyjrzeć się formułom dla obu procesów
Idealny gaz w idealnej kompresji izochronicznej: T 2 = T1 (P 2 / P1)
Idealny gaz w idealnej kompresji izentropowejj: T 2 = T1 (P1) (γ-2)/y
Zużycie energii przez dmuchawy śrubowe i krzywkowe
Na podstawie powyższych informacji jest jasne, że temperatura T2 w kompresji isentropicznej jest niższa niż w kompresji izochorowej. Dzieje się tak dlatego, że mniej pracy jest przenoszone na ciepło w porównaniu do elementu krzywkowego, w którym praca jest promieniowana jako ciepło
Mówiąc prościej, wydajność elementu śrubowego jest wyższa niż elementu krzywkowego przy tym samym ciśnieniu.
Przyjrzyjmy się tej koncepcji za pomocą przykładu:
Dla temperatury otoczenia wynoszącej 35 °C.
Przepływ znamionowy: 2000 m3/godz.
Ciśnienie: 0.7 bar(g)
Moc pobierana przez dmuchawę Roots wynosi 60 kW przy temperaturze powietrza na wylocie 125 °C. W przypadkudmuchawy śrubowejpobór mocy wynosi 43 kW przy temperaturze powietrza na wylocie 94 °C.
Tak więc dmuchawa śrubowa jest znacznie bardziej energooszczędna niż dmuchawa korzeniowa.
Schemat ciśnienia/objętości dmuchawy krzywkowej
Schemat ciśnienia/objętości dmuchawy śrubowej
Wnioski
W dmuchawie śrubowej, przepływ powietrza jest zoptymalizowany dla obniżenia spadku ciśnienia i turbulencji
Pakiet zawiera zintegrowaną skrzynię biegów z napędem bezpośrednim zamiast systemu pasa/koła pasowego. Zmniejsza to straty transmisji.
Połączenie tych elementów oraz zintegrowany napęd o zmiennej prędkości obrotowej (VSD) powoduje, że dmuchawa śrubowa zużywa o 30% mniej energii niż dmuchawy krzywkowe.
Dodatkowo zintegrowany sterownik Elektronikon może monitorować pracę 24/7 w celu zapewnienia maksymalnej niezawodności.
Wszystkie te korzyści w połączeniu z oszczędnością energii sprawiają, że dmuchawy śrubowe są preferowanym wyborem w porównaniu z dmuchawami korzeniowymi.