compressor thiết bị nén khí

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HCM
KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

Đề tài:

Compressor
Buổi thực hành: 16h - Chiều thứ 6
Nhóm: 03
SVTH : Nguyễn Thị Hồng Hạnh
Đào Thị Trà Mi

60600645
60601457

Trương Ngọc Hiếu

60600716

Lê Thị Hồng Như

60601710

Trần Thị Ngọc Oanh
Nguyễn Xuân Phú

60601731
60701814


PHẦN 1: LÝ THUYẾT TỔNG QUAN

A. LÝ THUYẾT VỀ COMPRESSOR








COMPRESSOR - THIẾT BỊ NÉN KHÍ
Những thông tin chung.
Các mô hình phát triển của compressor.
Hệ số truyền khối tương quan.
Phương trình cân bằng vật chất và năng lượng. Đồ thị cân bằng pha.
Quá trình giải quyết.


I. THÔNG TIN CHUNG:

 Máy nén một cấp mô phỏng giai đoạn nén đẳng entropy.

 Đầu ra và điều kiện làm việc được quyết định bởi hiệu quả của quá trình đoạn
nhiệt hoặc quá trình nén đa biến.

 Điều kiện đầu vào quyết định áp suất đầu ra, tỉ số áp suất, điều kiện làm việc,
hiệu suất dựa vào đường cong p-v.

 Máy nén nhiều cấp có thể được mô phỏng bằng cách liên kết những máy nén
1 cấp.

II. NHẬP LIỆU VÀ SẢN PHẨM:

 Vận hành với dòng nhập liệu hỗn hợp nhiều thành phần hơi.
 Có 2 hoặc nhiều hơn dòng sản phẩm đầu ra.
 Những hỗn hợp sản phẩm cho phép bao gồm: hơi, lỏng, hỗn hợp hơi, lỏng. kết
quả sẽ hiển thị ở cửa sổ Product Phases


III. PHÁT TRIỂN MÔ HÌNH COMPRESSOR:

 áp suất và thể tích biểu có mối quan hệ:
 P*Vn= không đổi

Với n= k= cp/cv,, với khí thực n>k.


 Mối quan hệ giữa áp suất và enthalpy:

 Độ biến thiên enthalpy của quá trình đoạn nhiệt:
∆ Had= H2- H1

 Enthalpy thực tế đầu ra H3 được tính theo công thức: H3= ∆ Hac + H1.
 Các giá trị tại điểm 3 sẽ là giá trị đầu ra của máy nén.
 Công của máy nén được tính theo công thức:


 Phương pháp tính toán ASME:
 n - hệ số đẳng entropy
S

V1: thể tích đầu vào
V2: thể tích đầu ra trong điều kiện cùng entropy đầu vào.

 Công suất

 Công đa hướng:

 Hiệu suất:


 Phương pháp tính toán GPSA:
 Tính toán theo quá trình đoạn nhiệt:

 Trong đó:
Z1. Z2: tác nhân nén đầu vào và đầu ra
T1: nhiệt độ đầu vào.

 Nếu tỉ số nén nhỏ hơn giá trị đặt của người dùng hoặc không thỏa mãn: , k: hệ số
đoạn nhiệt

 Ta có mối liên hệ:
 Hiệu suất:
 Nếu tính theo mã ngựa thì công suất sẽ là:


IV. QUÁ TRÌNH GIẢI QUYẾT:

 Sơ đồ một quy trình dung phần mềm Pro/II:

V. NHẬP DỮ LIỆU VÀ CHỌN THUẬT TOÁN:
1. Nhập dữ liệu:

 Chỉ cần nhập một phần các giá trị cần thiết, các thông số còn lại được tính toán khi
chạy chương trình

 Nếu dữ kiện vần còn thiếu, ô sẽ có màu đỏ, cần bổ sung dữ kiện đến khi ô chuyển
sang màu xanh thì mới được chạy chương trình.

2. Chọn thuật toán:

 PRO II tự động ước lượng bằng công cụ IEG dựa trên các thông số đã cung cấp. IEG
chỉ được sử dụng 2 thuật toán lặp và Chemdist trong PRO II.


B. TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP NHIỆT ĐỘNG

I. LÝ THUYẾT NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC

 Phương pháp tương quan: API và Rackett.

 Phương pháp phương trình trạng thái: phương trình bậc ba tổng quát, công thức
Alpha, các quy luật tổng hợp, phương trình SRK, phương trình PR, phương trình SRKP,
SRKM, SRKS…


II. LÝ THUYẾT NHIỆT ĐỘNG CHO COMPRESSOR:

 Máy nén 1 cấp:
Quá trình nén đẳng nhiệt, công của máy nén là công kỹ thuật của quá trình nén:

Lkt = G.lLT, W
Hay: Lmn = p1V1 ln (), W
= - GRT1 ln () , W

 Nhiệt thải trong quá trình nén:
Nhiệt dung riêng đa biến: Cn = C
Qn = Cn (T2 – T1) = Cn. T1 ( - 1) = Cn. T1 ( - 1)
 

Đối với máy nén m cấp thì công được tính như sau:
Lm cấp = m . L1 cấp. [ ()^ ]


PHẦN 2: TÌM HIỂU ỨNG DỤNG COMPRESSOR TRONG PRO/II
 Icon:

 Khí nén ở đây thường gặp các khí như: O , N , NH
2 2
3, …
o Ứng dụng khá lớn trong hệ thống làm lạnh của các loại máy lạnh.


 Máy nén
 Một thiết bị được thiết kế để nén 1 dòng khí từ 450 kPa đến 6200 kPa, trong 3 giai
đoạn, cho việc vận chuyển bằng 1 ống dẫn.

 tính toán công suất yêu cầu cho mỗi giai đoạn.
 tính toán năng suất máy lạnh và tốc độ hoàn lưu trong từng giai đoạn.
 Quá trình nhập liệu

Hình G4.1: Dòng lưu lượng trong quá trình nhập liệu


 Phương pháp và dữ liệu
 Phương trình trạng thái Soave-Redlich-Kwong (SRK) được sử dụng để tính toán giá
trị K cân bằng, entanpy và tỷ trọng hơi nước. Những thông số nhị phân được xây
dựng vào chương trình để mô hình hóa một cách chính xác trạng thái thực tế của
N2 và CO2 với những hydrocacbon.

 Phương pháp SRK được tìm ra để dự đoán tỷ trọng chất lỏng thấp khoảng 10 –
20%. Cho nguyên nhân này, phương pháp LK được chọn phù hợp nhất cho trạng
thái hydrocacbon, và hỗn hợp methane nồng độ cao.


 Mẫu mô phỏng
 Các máy nén được mô phỏng với các áp lực và suất lượng đầu ra cố định. Mô hình
máy nén trong pro II là một aftercooler và trống tách flash gắn liền. Các máy tách
cho các giai đoạn 1 và 2 được mô phỏng bằng các trống flash đoạn nhiệt riêng, để
trộn sản phẩm của máy nén với chất lỏng hoàn lưu.

 Kết luận
 Công suất yêu cầu cho máy nén tương tự nhau và có thể dùng những thiết bị
giống nhau cho mỗi máy. Năng suất yêu cầu làm lạnh khí và số lượng chất lỏng
được hoàn lưu tăng lên cũng như là sự tăng lên của áp suất sau mỗi trạng thái.


III. BÀI TOÁN ÁP DỤNG:

 Đề bài:
Ví dụ 1

Cho một máy nén hoạt động với áp suất p= 2660 KPa với hiệu suất 80% gồm 2 cấu tử: NH 3 (nồng
0
độ nhập liệu: 200 kmol/h) và CH4 (1890 kmol/h). Nhiệt độ nhập liệu là 35 C, áp suất nhập liệu
355 KPa. Sử dụng phần mềm PRO/II , hãy tính nồng độ của các cấu tử sau quá trình
nén.


 Phương pháp:
Bước 1: Tạo dựng bản sơ đồ quá trình (Thiết bị và dòng).


 Bước 2: Xác định danh mục các chất thành phần.
 Dòng nhập liệu bao gồm CH4, NH3
 Click chuột vào biểu tượng phân tử benzene
thành phần

trong ô màu đỏ trên thanh công cụ để chọn các chất


Vì không có vùng file bị viền đỏ biểu thị các mục bổ sung, click chuột vào nút bấm OK để thoát ra cửa sổ
này


 Bước 3: Xác định phương pháp nhiệt động.



 Bước 4: Thiết lập dữ liệu đối với dòng.