Blåsarkraftmätning: Skruvblåsmaskin kontra Roots-blåsmaskin
Fram till det senaste decenniet använde lågtrycksblåsmaskiner tekniken lobkompression eller Roots-kompression för att producera luft för användning i en mängd olika branscher. Skruvblåsmaskinen blir dock det bästa alternativet på grund av dess effektivitetsfördelar - särskilt i cementanläggningar.
Principen för blåsmaskinen med positivt deplacement var banbrytande när bröderna Roots upptäckte den 1854. Med det sagt har det bara skett mindre effektivitetsförbättringar under de senaste 150 åren.
Det är därför det är värt att jämföra Roots-blåsmaskinen med skruvblåsmaskinen.
Hur fungerar en Roots-blåsmaskin?
En lobblåsmaskin eller "Roots-"blåsmaskin är en ventillös deplacementkompressor utan intern kompression. Den fungerar enligt principen för isokorisk kompression där luft kommer in i kompressionskammaren och luftvolymen förblir konstant när de identiska rotorerna roterar.
Kompressionskammarens volym minskar med fortsatt rotation. Med detta sker kompression externt mot fullt mottryck på grund av den inkommande luften från den anslutna rörledningen.
Extern kompression ger låg effektivitet och höga bullernivåer. Därför används lobteknik till tillämpningar med mycket lågt tryck och kompression i ett enda steg.
Fördelar med skruvblåsteknik
En blåsmaskin av skruvtyp har ett skruvkompressionselement. Detta består av han- och honrotorer som roterar i motsatt riktning medan volymen mellan rotorerna och huset minskar.
Varje skruvelement har ett fast, inbyggt tryckförhållande och har inga mekaniska krafter som orsakar obalans. Det innebär att skruvtekniken kan arbeta med högt axelvarvtal och kan kombinera ett stort flöde med små yttermått.
Isokor kontra isentrop kompression
Som vi påpekade ovan arbetar Roots-blåsmaskiner med principen om isokor kompression. Som jämförelse använder skruvblåsmaskiner isentrop kompression. För att bättre förstå skillnaden är det värt att titta på formeln för båda processerna
Idealisk gas i idealisk isokorisk kompression: T 2 = T 1 (P 2 /P 1)
Idealisk gas i idealisk isentrop kompression: T 2 = T 1 (P 2 /P 1) (γ-1)/y
Energiförbrukning för skruv- och lobblåsmaskiner
Baserat på informationen ovan är det tydligt att temperaturen T2 i en isentrop kompression är lägre än i isokor kompression. Det beror på att mindre arbete omvandlas till värme jämfört med lobelementet där arbetet utstrålar värme
Med enklare ord är skruvelementets effektivitet högre än lobelementets vid samma tryck.
Låt oss förstå detta koncept med hjälp av ett exempel:
Vid en omgivningstemperatur på 35 °C
Nominellt flöde: 2 000 m3/h
Tryck: 0,7 bar(g)
Effekten som förbrukas av en Roots-blåsmaskin är 60 kW med en luftutloppstemperatur på 125 °C. Med skruvblåsmaskinen är strömförbrukningen 43 kW med en luftutloppstemperatur på 94 °C.
Därför är en blåsmaskin av skruvtyp mycket mer energieffektiv än en Roots-blåsmaskin.
Tryck-/volymdiagram för en lobblåsmaskin
Tryck-/volymdiagram för en skruvblåsmaskin
Sammanfattning
I skruvblåsmaskiner är den interna luftflödesvägen optimerad för att minska tryckfall och luftturbulens.
Paketet innehåller en direktdriven integrerad växellåda istället för ett rem-/remskivesystem. Detta minskar transmissionsförlusterna.
Kombinationen av dessa element och den integrerade drivningen med variabelt varvtal (VSD) resulterar i en skruvblåsmaskin som använder 30 % mindre energi än lobblåsmaskiner.
Dessutom kan en integrerad Elektronikon-styrenhet övervaka din drift dygnet runt för att säkerställa maximal tillförlitlighet.
Alla dessa fördelar i kombination med energibesparingar gör skruvblåsmaskinerna till ett bättre val än rotblåsmaskiner.