Máy nén khí bùi quốc thái

THƯ VIẸN
ĐẠI HỌC NHA TRANG

TS. BUI QUOC THAI

M

621.51
B510Th

ザノ •

THUVIEN DH NHA TRANG

3000016086

BACH KHOA

NHA XUAT BAN BACH KHOA ■ HA NOI


TS. BÙI QUỐC THÁI

MÁY NÉN KHÍ

ị

T H Ư VIỆN

*__ ...._______ :__ ：_____
(l U e 〇u

NHÀ XUẤT BẢN BÁCH KHOA - HÀ NỒI


MUC LUC
Lời nói đ ầ u .................................................................................................................................8
PHẦN 1 . M ÁY NÉN KH Í PÍT TƠNG
C hương 1. KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY NÉN VÀ c ơ SỞ NHIỆT ĐỘNG HỌC
CỦA KHƠNG KHÍ................................................................................................................. 9

1.1. Khái niệm chung về máy n é n ............................................................................... 9
1.1.1. Định nghĩa........................................................................................................ 9
1.1.2. Phân lo ạ i............................................................................................................9
1.1.3. Phạm vi sử dụng..............................................................................................10
1.1.4. ư u nhược điểm của máy nén khí................................................................... 11
1.2. Lý thuyết nhiệt động cơ bản của chất khí....................................................... 11
1.2.1. Các thơng số cơ bản của chất k h í.................................................................I I
1.2.2. Các định luặt cơ bản của chất k h í.................................................................. 12
1.2.3. Độ ẩm của khơng khí...................................................................................... 13
1.2.4. Nhiệt và cơng cơ h ọ c...................................................................................... 13
1.2.5. Phương trình cơ bản của nhiệt động.............................................................. 13
1.2.6. Phương trình liên tụ c ...................................................................................... 14
1.2.7. Phương trình Becnuli...................................................................................... 14
1.2.8. Số Râynol và số Makhơ (M a k).......................................................................15
1.2.9. Phương trình ơ le ..............................................................................................16
1.3. Quá trình nhiệt động trong máy n é n .................................................................16
1.3.1. Q trình đẳng nhiệt......................................................................................16
1.3.2. Q trình đảng tích ..........................................................................................17
1.3.3. Quá trình đẳng á p ............................................................................................17
1.3.4. Quá trình đoạn nhiệt....................................................................................... 18

1.3.5. Q trình đa biến.............................................................................................19
1.3.6. E ntrơpi.............................................................................................................20
1.4. Đổ thị chỉ th ị và đồ thị Entrôpi biểu diễn sự thay đổi trạng thái
của chất k h í.............................................................................................................22
Chương 2. MÁY NÉN KHÍ PÍT TƠNG..................................................................................................24

2.1. Phân loại và ưu nhược điểm của máy nén khí pit tơ n g ................................. 24
2 .1. 1. Phân loại máy nén khí pit tơng.....................................................................24
2.1.2. Uu nhược điểm của từnơ loại sơ đ ổ ...............................................................25
2.2. Các quá trình lý thuyết và thực tê của máy nén khí pit tơ n g ........................ 26


2.2.1. Các quá trình làm việc lý thuyết của máy nén khí pit tơ n g ....................... 26
2.2.2. Các q trình thực của máy nén khí pit tơng................................................35
2.3. Bậc nén cho phép của một tầng máy n é n .......................................................44
2.4. Các q trình nén khí lý thuyết trong máy nén pit tông hai tầng
và nhiều tầ n g ........................................................................................................ 45
2.5. Xác định luu lương của máy nén khí theo kích thước xi lanh của nó .........51
2.6. Xác định lưu lượng và còng suất của máy n é n .............................................. 53
2.6.1. Xác định luu lượng........................................................................................53
2.6.2. Công suất và hiệu suất của máy nén.............................................................55
2.7. Làm lạnh máy nén................................................................................................58
2.7.1. Nhiệt lượng thoát ra từ máy nén khí và ỉượng tiêu thụ nước làm lạ nh :..... 58
2.7.2. Các q trình làm lạnh khơng khí và ngun tắc tính tốn mặt làm lạnh .. 59
2.8. Điều chỉnh luu lượng của máy nén p it tô n g .....................................................62
2.8.1. Các phương pháp điều chỉnh lưu lượng của máy nén pit tông................... 62
2.8.2. Tác dụng lên truyền động...............................................................................63
2.8.3. Tác động mở van hút trong quá trình nén..................................................... 63
2.8.4. Thay đổi khoảng trống có hại của xi lanh máy nén....................................64
2.8.5. Tầng sức cản trên đường ống hút................................................................... 65

2.9. Tính tốn các kích thước chính của máy nén pit tô n g ...................................65
2.9.1. Chọn dạng của máy nén.................................................................................65
2.9.2. Chọn số tầng của máy nén............................................................................. 66
2.9.3. Các kích thước chính của pit tơng và xi lanh................................................ 67
2.9.4. Lực, mơ men tác dụng lên pit tông và xi la nh..............................................68
2.9.5. Xác định kích thước, trọng lượng và mơ men của bánh đ à ......................... 72
2.10. Một số loại máy nén pit tơng điển h ìn h .......................................................... 78
2.10.1. Máy nén khơng kh í...................................................................................... 79
2.10.2. Máy nén trong hệ thống lạnh...................................................................... 82
PHẦN 2. M ÁY NÉN RÔ TO
Chương 3. MÁY THổl RÚT VÀ MÁY NÉN RỒ TO CÁNH TRƯỢT..................................................83

3.1. Máy thổi R ú t...........................................................................................................83
3.1.1. Kết cấu và nguyên lý làm việc...................................................................... 83
3.1.2. Lưu lượng của máy thổi r ú t.......................................................................... 85
3.1.3. Công suất và hiệu suất của máy th ổ i............................................................86
3.2. Máy nén rô to cánh tr ư ợ t.................................................................................... 86

4


Chương 4. MÁY NÉN TRỤC V ÍT ........................................................................................................89

4.1. Kết cấu, đặc tính kỹ thuật, lĩnh vực sử dụng của máy nén trục v í t ..............89
4.1.1 Sơ đồ kết cấu và nguyên lý làm việc của máy nén trục v ít........................... 89
4.1.2. Kết cấu máy nén khí trục vít..........................................................................93
4.1.3. Các đường đạc tính của máy nén khí trục v í t ............................................114
4.1.4. So sánh tính kinh tế - kỹ thuật của M NTV với các loại
máy nén khí khác.........................................................................................119
4.1.5. Phạm vi sử dụng của các máy nén khí trục v í t ........................................... 123

4.2. Cấu tạo của trục vít, Các biên dạng răng ch u ẩ n .......................................... 125
4. 2.1. Các kích thước cấu tạo chính của trục v ít................................................. 125
4.2.2. Sự biến dạng nhiệt của thân máy nén k h í..................................................128
4.2.3. Biến dạng của trục v ít................................................................................. 132
4.2.4. Sự ảnh hưởng của các yếu tố khác đến sự thay đổi khe hở
giữa các trục vít............................................................................................. 135
4.2.5. Phương pháp tính khe hở giữa các bộ phận công tác của
máy nén khí và các biên dạng danh nghĩa................................................. 137
4.3. Q trình hút, nén và đẩy k h í.......................................................................... 143
4.3.1. Các đặc điểm nhiệt - khí động học của q trình làm việc
trong khoang của máy nén.......................................................................... 143
4.3.2. Hút k h í••••••.:•...............................................................................................145
4.3.3. Q trình nén k h í........................................................................................ 157
4.3.4. Phương pháp đồ giai tính sự biến thiên của thể tích khoang....................160
4.3.4. Ị . Trường hợp góc vặn nhỏ hơn hoặc bằng giá trị tới hạn.......................... 160
4.3.4.2. Trường hợp nếu góc xoắn lớn hơn giá trị tới hạn................................... 176
4.3.5. Phương pháp giải tích tính sự biến thiên thể tích của các khoang........... 179
4.3.5.1.Trục vít dẫn động.......................................................................................182
4.3.5.2. Trục vít bị dẫn........................................................................................... 184
4.3.6. Biểu đồ phân bố áp suất trong các khoang của trục v í t ............................187
4.3.7. Lựa chọn áp suất nội nén, các kết quả nghiên cứ u................................... 189
4.4. Các phường pháp xác định sự rị khí và hiệu s’t lưu lượng
của máy nén trục v ít...........................................................................................195
4.4.1. Phân loại sự rị khí trong máy nén trục vít. Phân loại khe........................196
4.4.2. Phương pháp xác định lưu lượng khí qua các k h e .................................... 198
4.4.3. Xác định sự rị khí qua khe trong máy nén trục vít.................................... 210
4.4.4. Hiệu suất lưu lượng của máy nén trục v ít................................................... 229
4.4.5. Các yếu tố cơ bản ảnh hưởng đến hiệu suất lưu lượng............................. 235
4.5- Còng, còng suất và hiệu suâ’t của máy nén trục v ít.................................... 242
4.5.1. Cơng các q trình lý tưởng và thực của máy nén trục v í t ........................242

4.5.2. Phân loại tổn thất năng lượng trong máy nén trục vít,
hiệu suất của máy nén...................................................................................247
4.5.3 Cơng suất của máy nén trục vít.....................................................................251


PHẦN 3. M ÁY NÉN CÁNH DAN
Chương 5. MÁY NÉN LY TÂM.......................................................................................................... 253

5.1. Kết cấu và nguyên lý làm việc của máy nén ly tâ m .................................... 253
5.1.1. Kết cấu...........................................................................................................253
5.1.2. Nguyên lý làm việc....................................................................................... 254
5.1.3. Tam giác vận tốc của máy nén.................................................................... 255
5.1.4. Công lý thuyết của máy nén ly tâm ............................................................. 255
5.1.5. Độ phản lực và ảnh hưởng của số cánh hữu hạn......................................... 258
5.2. Tổn thất và hiệu suất của máy nén ly tâ m ..................................................... 261
5.2.1. Tổn thất của máy nén ly tâ m ........................................................................261
5.2.2. Công suất và hiệu suất của máy nén..............................................

263

5.3. Đường đặc tính của máy nén ly tâ m ............................................................... 266
5.3.1. Đường đặc tính lý thuyết..............................................................................266
5.3.2. Đường đặc tính thực tế.................................................................................. 268
5.3.3. Đường đặc tính không thứ nguyên.............................................................. 269
5.4. Điểu chỉnh máy thổi và máy nén ly tâ m ..........................................................271
5.4.1. Điều chỉnh với mục đích loại trừ sự làm việc trong vùng không ổn định. 2フ1
5.4.2. Điều chỉnh để giữ cho áp suất không đ ổ i................................................... 273
5.4.3. Điều chỉnh để giữ cho lưu lượng không đổi khi áp suất thay đ ổ i..............274
5.5. Các chi tiế t chủ yếu của máy nén ly tâ m .................................................

274

5.5.1. Bánh công tá c ................................................................................................275
5.5.2. Buồng tăng áp................................................................................................275
5.5.3. Ống vào và ống ra........................................................................................ 276
5.6. Tính tốn máy nén ly tâ m .................................................................................. 27 ĩ
5.6.1. Chọn dạng máy nén.....................................................................................277
5.6.2. Tính ống vào của máy nén............................................................................277
5.6.3. Tính bánh cơng tá c....................................................................................... 278
5.6.4. Tính buồng tăng áp....................................................................................... 280
5.6.5. Dẫn dịng ra ...................................................................................................282
5.7. Tính tốn máy nén ly tâm nhiều tầ n g ............................................................. 282
5.7.1. Chọn bậc nén cho m á y ................................................................................. 283
5.7.2. Đặc tính máy nén ly tâm nhiều tầng............................................................ 283
5.7.3. Chọn các thông số kết cấu của các tầng......................................................284
5.8. Làm mát máy nén ly tâm .................................................................................... 285
5.8.1. Làm mát bên tro n g ..................................................................................

287

5.8.2. Làm mát bên ngoài....................................................................................... 288
5.8.3. Làm mát bang cách phun chất lỏng vào khí nén........................................ 288
6


5.9. Một sơ loại máy nén ly tâm điển hình............................................................ 288
Chương 6. MÁY NÉN HƯỚNG TRỤC............................................................................................. 291

6.1. Kết cấu và nguyên lý làm việc của máy nén hướng trụ c ........................... 291
6 .1. 1. Kết cấu.....................................................................................

291

6.1.2. Nguyên lý làm vice...................................................................................... 292
6.2. Tam giác vận tố c và công của máy nén.........................................................293
6.2.1. Tam giác vận tốc.................................................................

293

6.2.2. Công của máy nén..................................................................

295

6.2.3. Độ phản lực của máy nén hướng trụ c......................................................... 296
6.3. Đặc tính của máy nén hướng trụ c ................................................................... 299
6.3.2. Đặc tính tổng hợ p .......................................................................................300
6.4. Tính tốn máy nén hướng trụ c .........................................................................301
6.4.1. Các thơng số cho trước.............................................................................. 302
6.4.2. Tính tốn sơ b ộ .............................................................................................302
6.4.3. Tính tốn tầng...............................................................................................305
6.4.4. Xây dựng biên dạng cánh............................................................................309
6.9. Một sô [oại máy nén hướng trục điển h ìn h ................................................... 311
Tài liệu tham k h ả o ............................................................................................................... 314
Phụ lục: Chuyển đổi đơn vị đo lư ờ n g ............................................................................. 316
Bảng A l : Mối liên hệ giữa các đại lượng đo lường..............................................316
Bảng A.2: Chuyển đ ổ i............................................................................................317
Báng A.2: Chuyển đổi (tiếp).................................................................................. 317
Bảng B I : Các thông so cua không Khi ơ áp suất khí quyển................................. 318
Bảng B2: Các thơng số của khơng khí ở áp suất khí quyển (tiêu chuẩn Anh).... 318
Báng B3: Các thơng số khơng khí chuẩn............................................................. 319

Báng B4: Các thơng số khơng khí chuẩn (tiêu chuẩn A nh)................................ 319

7


LỊI NĨI ĐẦU

Máy nén khí là một trong những mơn học quan trọng của sinh viên ngành Máy và Tự
động thuỷ khí trường Đại học Bách Khoa Hà Nội. Giáo trình này là tài liệu rất cần thiết
phục vụ cho việc giảng dạy và học tập của sinh viên và có thể làm tài liệu tham khảo cho
các ngành kỹ thuật có liên quan như Động cơ đốt trong, Cơ khí Hàng khơng, Thiết bị nhiệt,
v.v...
Giáo trình biên soạn có tham khảo các tài liệu đã có của các tác giả trong và ngoài
nước, đặc biệt là một số tài liệu của nước ngoài mới cập nhật. Nội dung giáo trình đề cập
đến lý thuyết của các loại máy nén thơng dụng. Tài liệu có tính thực tế thích hợp với các
thiết bị máy nén đang sử dụng ở nước ta. Ngồi ra giáo trình cịn đề cập đến một số loại
máy nén khí điển hình thơng dụng để người đọc dễ phân biệt.
Giáo trình sẽ phục vụ tốt cho việc nghiên cứu, giảng dạy và học tập ở các trường Đại
học Kỹ thuật trong việc tính tốn, thiết kế máy nén, đồng thời cũng có ích cho những người
đang nghiên cứu và sử dụng máy nén khí.
Trong q trình biên soạn, tuy đã có nhiều cố gắng song khơng tránh khỏi những sơ
suất, mong các đồng nghiệp và bạn đọc xa gần góp ý kiến để nội dung của giáo trình hồn
chỉnh hơn.

TÁC GIẢ

8


PhẦN 1

MÁY NÉN KHÍ PÍT TƠNG

Chương 1
KHÁI NIỆM CHUNG VÉ MÁY NÉN
VÀ C ơ SỎ NHIỆT ĐỘNG HỌC CÚA KHÔNG KHÍ

1.1. KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY NÉN
1.1.1. Định nghĩa
Máy nén là máy thủy khí tạo ra khí nén với áp suất p > 3 at (« 29,43 N/Cm2).
Người ta cịn định nghĩa theo cách khác:
Máy nén là máy thủy khí tạo ra khí nén với bậc nén 8 > 3, 8 = P2/P|.
Pị -L à áp suất của khí ở lối vào của máy.
P2-L à áp suất của khi ơ lối ra của máy.
1.1.2. Phân loại
a. Phân loại theo nguyên lý làm việc
Theo nguyên lý làm việc người ta chia máy nén thành hai nhóm cơ bản sau đây:
- Máy nén khí cánh dẫn: Q trình nén xảy ra do tác động tương hỗ giữa hệ thống
cánh dẫn với dòng khí vận chuyển qua máy (tạo áp suất động là chủ yếu). Máy cánh dẫn
có: Máy nén ly tâm và máy nén hướng trục.
- Máy nén khí thể tích: Làm việc theo ngun lý chèn ép dịng khí trong một thể tích
kín, sự tâng áp suất xảy ra do giảm thể tích khỏng gian làm việc (tạo áp suất tĩnh là chủ
yếu). Máy nén thể tích có: Máy nén pit tông và máy nén rô to.
b. Phân loại theo áp suất
- Máy nén áp suất thấp p < ÌO at.
- Máy nén áp suất trunơ bình p = ÌO

30 at.

9

- Máy nén áp suất cao p = 30

1000 at.

- Máy nén áp suất siêu cao p > 1000 at.
c. Phân loại theo số vòng quay
- Máy nén số vòng quay thấp n < 200 (v/phút).
—Máy nén số vòng quay trung bình n = 200

1000 (v/phút).

- Máy nén số vịng quay cao n > 1000 (v/phút).
d. Phân loại theo chức nảng làm việc
- Máy nén khơng khí
- Máy nén Ơxy
- Máy nén Amơniắc
- Các loại khí khác v.v…
e. Phân loại theo công dụng
- Máy nén tĩnh tại
- May nén di động
f. Phân loại theo cấp
Dựa theo số tầng mà phân thanh máy nén một tầng, nhieu tầng v.v...
KG/cm 2

Hình 1 -1 :Lĩnh vực sử dụng các loại máy nén theo luiỉ lượng va ap suàt
1 - Máy nén pit tông; 2 - Máy nén rô to;
3 - Máy thổi rô to; 4 - Máy nén ly tâm và hướng trục.

1.1.3. Phạm vi sử dụng
a.

Máy nén Pit tông: Sử dụng yêu cầu lưu lượng nhỏ, áp suất cao (P > ÌO at, ộ = 100

150 (mVphút).

10


b. Máy nén Roto: Sử dụng yêu cầu lưu lượng thấp, áp suất trung bình (P = 8
at. Q = 200

10

350 (m Vphút).

c. Máy nén Ly tâm: Sử dụng yêu cầu lưu lượng lớn, áp suất trung bình (P < 8 at,
Q > 350 (m Vphút).
d. Máy nén Hướng trục: Sử dụng yêu cầu lưu lượng lớn, áp suất nhỏ (P < 4 at,
Q > 350

500 (mVphút).

Phạm vi sử dụng các loại máy nén có thể tham khảo theo biểu đồ hình 1-1.
M á \ nén khí được sử dụng trong các lĩnh yực công nghiệp sau:
- Dùng cung cấp khí nén trong máy cơng cụ (máy dập, ép, máy búa, máy cắt kim
loại, máy phun, sơn v.v...).
- Dùng cung cấp khí nén cho các máy tự động, dây chuyền tự động (Truyền động khí
ncn, các máy gia cơng cắt gọt tự động v.v...).

- Dùng cung cấp khí nén trong khai thác mỏ, các ngành hoá chất, un điểm chủ yếu
của nó là an tồn.
- Dùng trong thiết bị tua bin khí.
- Cung cấp khí nén cho động cơ đốt trong, bằng cách tăng áp suất nạp vào xi lanh.
- Sử dụn〇trong cơng nghiệp ướp lạnh.
- Dùng cung cấp khí nén cho các thiết bị làm sạch chi tiết máy, các thiết bị máy
khỏng thê làm sạch bằng tay và nước được.
1.1.4. Ưu nhược điểm của máy nén khí
a. Ưu điểm
- Cấu tạo của máv nén và các thiết bị cung cấp khí nén đơn giản.
- Điều khiến và điều chỉnh đơn giản, dễ dàng, thuận tiện.
- Độ an toàn trong sử dụng cao. Đối với các máy ép, búa, dập sử dụng nâng lượng
khí nén an tồn hưn năng lượng điện.
- Thiết bị khí nén có độ chính xác, tin cậy cao.
ị. Nhược điểm
- Giá thành cao, đắt.
Khó bảo đám độ kín của hệ thống.
1.2. LÝ THUYẾT NHIỆT ĐỘNG c ơ BẢN CỦA CHẤT KHÍ
Đế nghiên cứu q trình nhiệt động trong máy nén, trong phần này khái quát lại một
số khái niệm và định luật cơ bản của chất khí. Ở đây chỉ nêu lên có tính tổng kết, bỏ qua
khâu chứng minh và dẫn dắt công thức.
1.2.1. Các thơng sơ cơ bản của chất khí
Các đại lượng xác định trạng thái của chất khí gọi là các thơng số của chất khí. Các
tliỏng số cơ bán của chất khí là:

ll


• Áp suất của chất khí p [KG/cm2, KG/m2, N/m2];
Nếu ta ký hiệu p - áp suất tuyệt đối; Pa - áp suất cùa khí quyên; P(l - áp suất dư (xấc

định bằng áp kê); Pik - áp suất chân khơng.
Ta có thê viết:
P = P(， Pd;
p = p (lÁp suất tuyệt đối PH trên độ cao H so với mặt nước biển được xác định bằng cơng thức:
1

\

5.256

44300,
Trong đó: P() - áp suất tuyệt đối trên mặt nước biển;
H - chiều cao tính bằng m so với mặt nước bien;
• Nhiệt độ chất khí T [°Cf °K ]ỉ
• Thể tích chất khí V Ịn r ];
• Trọng lượng chất khí (chiếm chỗ trong thể tích V) G [K G ];
• Thể tích riêng ( thể tích của 1KG chất khí)

V

= V/G [m3/KGJỉ

• Trọng lượng riêng (Trọng lượng của 1 m3khí) ỵ = GIV [KG/m^],v = Uy;
1.2.2. Các định luật cđ bản của chất khí
Khi chất khí bị nén hay dãn nở, các thơng số của nó như áp suất, thể tích và nhiệt độ
sẽ thay đổi.
Nếu ta ký hiệu Pj, T ị (T ị = 273 + í ị ) °K, V ị và Vị là áp suất ban đầu, nhiệt độ tuyệt dối
ban đầu, thể tích ban đầu và thể tích riêng ban đầu của chất khí. P2f T2 (T2 = 273 + t2) ()Ky V 2
và v2 là áp suất cuối, nhiệt độ tuyệt đối cuối, thể tích cuối và thể tích riêng cuối của chất khí.
Các thơng số đó phụ thuộc lẫn nhau theo các định luật sau đây:

a. Định luật Bôi - Mariốt (Boyle - Mariotte)
Khi nhiệt độ khơng đổi thì tích của thể tích riêng ( v ) và áp suất ( P ) l à hằng số,
T = const
V p
_L -

V

v 2

v2

p \

Vịp t =

>vp - Const;

( l- l)

b. Định luật Gây Luyt sắc (Gay - Lussac)
Khi áp suất khơng thay đổi thì thể tích riêng tỷ lệ thuận với nhiệt độ, p = Const
(1- 2 )
v2

T2

c. Phương trình Klapâyrơn (Clapeyron)
小

，丨 —

仏

L

12

R = Const (R - là hần^ số của chất khí).

(1-3)


R = 29.27 [KGm/KG C]
Viết cho thể tích riêng (cho lm 3 khơng khí): Pv = KT; p /ỵ = Rỉ
Đối với G KG khơng khí: PV = GKI'
1.2.3. Độ ẩm của khơng khí
Khơng khí trong khí quyến ln ln chứa một lượns hơi nước nào đó nằm trong
trạng thái khồng bão hồ. Lượng hơi nước giơi hạn có thể chứa trong I nr khơng khí ẩm
gọi là trọng lượns của Inr hơi nước bão hoà, ký hiệu là ỵs.
Tỷ số: ụ/ = ——
— gọi là độ ẩm tươns đối của khơng khí.
Ys
.
•
Khi V7< / khơng km ơ trạng thái trong suốt, khi V7> y khơng khí bão hồ hơi nước
và mấí tính trons suốt, vì khi đó có một phần hơi nước tách ra dưới dạng những hạt nước
nhò lẫn trong khơng khí.
1.2.4. Nhiệt và cơng cơ học
Đê nén khơng khí cần phai tốn một cơng cơ học bên ngồi. Nhiệt và cơng cơ học là

hai dạng khác nhau của năng lượng nhưng tương đương với nhau, nó có thể chuyển hố cho
nhau, trong máy nén ln có sự biến đổi từ cơ năng thành nhiệt năng.
Đơn vị công là KGm hay Nm.
Đơn vị nhiệt lượng là KcaU đó là nhiệt lượng cần thiết để nung nóng ỉ KG nước dưới
ấp suất khí quyển lên r c .
Cứ ỉ Kcal có thể cho ta 427 KGm cơng cơ học.
Đại lượng E gọi là đương lượng công cơ học, ta có £ = 427 ỊKGm/Kcal].
Đại lượng A = l/E gọi là đương lượng nhiệt của cơng.
1.2.5. Phương trình cơ bản của nhiệt động
Gọi nhiệt lượng cần thiết đê làm nóng I KG khơng khí trong một thể tích kín
(V = Const) tăng lên d ĩ độ là CÌQV(Kcal). Khi nhiệt độ của khơng khí thay đổi khơng lớn
lắm thì có thể coi nhiệt lượng cIQy tỷ lệ thuận với nhiệt độ CĨI'\
clQv = Cv, c í r ；

(1-4)

Trong đó Cy - Tỷ nhiệt khơng khí ứng với V = Const hay cịn gọi là tỷ nhiệt đẳng
tích. Đó là nhiệt lượng cần thiết cung cấp cho 1 KG khơng khí chứa trong một thể tích kín
để tãng nhiệt độ của nó lên I độ.
Từ phương trình 1-4 ta có:
dQy .
dT

(1-5)

Đê làm nóng 1 KG khồng khí dưới áp suất khơng thay đổi lên CỈT độ phải mất một
nhiệt lượng là CỈQP (Kcal). Tương tự như biểu thức (1-4) ta có thể viết:
CỈQP =

cr. CĨT\

(1-6)

13


Cp gọi là tỷ nhiệt đảng áp, nó chính là nhiệt lượn^ cán cung cấp cho I KG chất khí
trong điều kiện áp suất không đổi để đưa nhiệt độ của nó lên 1 dộ.
Từ phương trình 1-6 ta có:

ニ

dQ 丨） •
ỈT

(1-7)

Đê tăng nhiệt độ khơng khí khi

p=

const lên CỈT độ, trước hết phải tốn một nhiệt

lượng bằng dQy để nung nóng 1 KG khơng khí đó lên đ ĩ độ trong điều kiện thể tích khơng
đổi. Sau đó phải tốn thêm một nhiệt lượng bằng dQp - CỈQV để thực hiện một công cơ học
giữ cho nhiệt độ của khơng khí khồng đổi. Cơng cơ học đó được xác định bằng biểu thức:
CÌL = pf.cis = pdv;

(1-8)

AcIL = Apclv;

(1-9)

hay:
Do đó nếu gọi nhiệt lượng cần thiết để làm nóng 1 KG khơng khí (P = Const) tăng
lên CỈT độ là cỉQp thi:
dQp = CỈQV + AdL ;

(1-10)

= c vđ ĩ + Apdv ;
= (Cv + AR) CỈT; (pdvlcỉT = R);
= Cp. đT\

(1 -1 1 )

Trong đó CydT - là nhiệt lượng làm tăng nội năng, Apcìv - là cơng cơ học.

cp= cv + AR ỉ (A =

HE =1/427; R = 29,27

->cp= Cy + 29271427)

k = CfJCv. Nếu khơng khí có p
từ 20 đên J00°c thì Cp = 0,241, cv = 0,172 và k = IA .
Ngồi ra cịn dùng hệ số đoạn nhiệt

< 10 at, nhiệt độ

1.2.6. Phương trình liên tục
Khối lượng khí chuyển động qua tất cả các tiết diện của một kênh cố định sau một
đơn vị thơi gian là không đoi:
V
FC
m = — = —— = const;
V

(1-12)

V

m - Khoi lượng không kni chay qua tất cả tiêt diện trong một đơn vị thơi gian.
V - Thê tích khí chảy qua tiết diện;
V-

The tích riêng

Khi

cnay qua tiết diện;

F - Diộn tích cua tiết diện;

c-

Vận tốc của dịng khí;

1.2.7. Phương trình Becnuli

Phương trình Becnuli là một dạng của phương trình báo tồn nãng lượng. Dịng chat
khí khỏng chịu nén và khơng có tổn thất lúc đó ta có:

p c2

— + -----: const

14

( l-1 3 )


Tổng động năng và thế năng của irìột đơn vị khối lượng trong dịng cháy khơng đổi.
Dịng chất khí chịu nén và có tổn thất lúc đó ta có:
Ị厂H
—-— + vdp + dLs = 0;
2

(1-14)

Sau khi tích phân cho khoảng giữa hai tiết diện ỉ và 2 ta có:
+ vdp + dLs)

び 2 -

\^dp

c 丨2

2

(1-15)

0;

Ls - Gọi là tổng tổn thất năng lượng giữa tiết diện 1 và 2.
1.2.8. Số Râynol và số Makhơ (Mak)
Re = — ;

c-

(1-16)

Vận tốc trung bình dịng chay [m/s];

L - Chiều dài đặc trưng [m];
V -

Độ nhớt động học [m2/s];

Chiều dài L có thể là đường kính ống dẫn, đường kính bánh cơng tác

V .V ..

Đối với máy nén ly tâm và hướng trục số Râynol có thể tính như sau:
=

(1-17)

U2- Vận tốc vịng của bánh cồng tác (đường kính ngồi);

D2- Đường kính ngoai của bánh công tác;
Số Mak là tỷ số giữa vận tốc dòng chảy (C) với vận tốc âm cục bộ (a):
M

(1-18)

Vận tốc âm bằng:
a = ^kR T [m/s];

(1-19)

Hiẹu suất của máy nén ly tâm và hướng trục phụ thuộc vào số Râynol và số Mak. Khi
số Râynol nhỏ (vận tốc nhỏ) tổn thất sẽ giảm và ngược lại. Sự phụ thuộc này chi đúng đến
một giá trị Re xác định, lớn hơn giá trị này Re không ảnh hưởng tới hiệu suất. Giá trị Re tới
hạn này phụ thuộc vào các thông số kết cau cua máy.
Với vận tốc nhỏ số Mak không ảnh hưởng tới hiệu suất của máy, nếu số Mak gần tới
I (gần vận tốc âm) thì tổn thất sẽ tăng rất nhanh và hiệu suất của máy sẽ giảm. Khi chuyên
từ chế độ trên âm sang dưới âm, dịng chảy xuất hiện sóng xung kích. Đối với các tầng có
dạng hình học giống nhau, dịng chảy được đặc trưng bằng thông số chịu nén My. Đại
lượng này bằng tỷ sơ giữa vận tốc vịng của bánh cơng tác U2 và vận tốc ờ trạng thái hút
vào bánh cồng tác aH.
M v = U2/ cỉịi；

(1-20)

15


1.2.9. Phương trình ơle
Nếu vặn tốc của dịng chảy trong kênh dẫn thay đổi về dại lượns và hướng thì thành

kênh dẫn bị tác dụng bởi lực p bằng độ biến thiên động lượng trons một đơn vị thơi gian:
d{mc)

(l 21)
一

dt

'

Nếu chất lỏng chảy qua bánh cồng tác thì bánh công tác sẽ bị tác dụng bởi một mổ
men bằng hiệu mô men động lượng của chất lỏng vào và ra. Để cân bằng mô men động
lượng này cần phải tác dụng một mơ men ngồi bằng nó về đại lượng và ngược chiều.
Nêu có m (Kg/s) chất lỏng chảy qua bánh cồng
tác thì mỏ men động lượng đối với tâm 0 bán kính R
bằng (hình 1-2):

c

M r - m.c.a - mCRcosa;
Mà Ccơsa = C ịj；
(1-22)

V ầ y :M K= mRCuỉ

Mô men tác dụng lên bánh công tác quay bang:
M = nì(R2C2ll- R 丨
c丨
")•，

(1-23)

Cồng suất của bánh cơng tác: N = Mco\
(1-24)

H^y: N = m(U2C2ll- U lC J ;
Trong đó: Ư2 = R2(0 ； Uị = R|(0 ；

Công suất cung cấp cho 1 kg/s chất khí bằng: N/m = U^C〇
u- U|C|U;

(1-25)

1.3. Q TRÌNH NHIỆT ĐỘNG TRONG MÁY NÉN
Q trình nhiệt động xảy ra trong máy nén tuỳ theo điều kiện làm việc của thiết oị
(làm mát, điều chỉnh v.v...). Do vậy quá trình thực trong máy là một quá trình tổng hợp và
phức tạp. Để nghiên cứu quá trình nhiệt động trong máy nén được thuận tiện, người ta đưa
ra khái niệm về q trình nhiệt động lý tưởng. Đó là quá trình đẳng nhiệt (T = const), quá
trình đẳng áp (P = const), quá trình đoạn nhiệt (dQ = 0), quá trình đa biến v.v...
1.3.1. Quá trình đẳng nhiệt
Là q trình khơng có sự trao đoi n h iẹ t: T = const
Theo đinh luât Bôi - Mariốt ta có: Pv = const.
Hay:

\P
p2

V 丨’

V

Cơng của q trình đẳng nhiệt:
L —

小

，丨

dv\

V

16

(l-2 6 )
V


L —P\^\ In —- \

(1—27)

v 2

Thay vào phương trình trạng thái ta được:
L ニ/?r l n ' = 2,303/?r l g ) i ニ 2

'，2

,

3

0

3

( 1- 28)

P\

v，2

Để xác định sự thay đổi entanpi (còn gọi là nhiệt hàm) ta sử dụng dạng thứ 2 của
phương trình nhiệt động thứ nhất:
CỈQV =

(1-29)

C ịẩ ỉ ĩ - Avcỉp;

V i CĨT - 0 nên khơng có sự trao đổi Entanpi.
1.3.2. Q trình đẳng tích
Là q trình nhiệt động trong đó khi các thơng số khác thay đỏi thì thê tích khơng aoi
(V = const).
Phương trình của q trình đẳng tích có thể nhận được từ phương trình trạng thai chất
khí cho trường hợp thể tích khơng đổi:
pv = RT ~^P/T = R/v = const -^P,/T, =P2/T2

P2/Pj = T2/T l ；

(1-30)

Như vậy trong quá trình đẳng tích áp suất ln tỷ lộ thuận với nhiệt độ.
Cơng thực hiẹn trong q trình đảng tích xác định theo công thức:
Ạ

(1—31)

L = ịvdP = \ịP 2 - P , ) \
Nhiệt lượng cung cấp cho chất khí trong qua trình đẳng tích:
Nếu

cv= const thì:
T2
ịd u = U l - u , = C v {T2 - T x)71

Nếu

cv ^ const thì

(1-32)

:

ợ = C ,.|^ (r2- 7 ；
);

(1—33)

Trong đó Cị ^ gọi là tý nhiệt đẳng tích trung bình trong khoảng nhiệt độ từ Tị đến T2.
Độ thay đổi entrơpi trong q trình đảng tích xác định theo công thức:
TI

zisr = S2~ Sị = ịC ị
T\

Nếu

cv = const thì ASy = Cị

ln

C ỈT

(1-34)

T

¥ ! £ 酸*
Ị—

t h ư

v ỉẻ n

—

ị
——I

1.3.3. Quá trình đẳng áp
しà quá trình nhiệt động trong đó khi các thơng số khác thay đói thi ap suất không đêli
(p - const).

\1


Phương trình của q trình dẳng áp có thể nhận được từ phương trình trạng thái châìí
khí cho trường hợp áp suất khônơ đổi:
Pv = RT

v/T = R/P = const

V,/Tj = V2/T2

v2/v, = T2/T,;

(1-35)

Trong q trình đẳng áp thể tích luôn tỷ lệ thuận với nhiệt độ.
Công thực hiện trong quá trình đẳng áp:
V2
L = ịp d v = P{v2 - v , ) \
1，
1

(1—36)

Nhiệt lượng cung cấp (hoặc toá ra) trong quá trình đẳng áp:

d q ^ C .c n ' ^ q = CP\T
T]Ợ 2 - T ,) \

(1-37)

Trong âốCp ^ gọi là tỷ nhiệt đẳng áp trung binh trong khoảng nhiệt độ từ Tị đến T 2
Nếu so sánh với phương trình sự biến đổi entanpi ta thấy:
dq = di;
Nếu Cp = const thì q = Cp (T 2 - T ị ) = i2 - //.
Như vậy nhiệt cung cấp cho chất khí trong q trình đẳng áp dùng để tãng entanpi
của chúng.
Sự thay đổi entrôpi trong q trình đẳng áp có thể xác định theo cơng thức:
(1-38)

dS = Cp- - R — \
dT
T
Vì p = const nên: dS = Cp — hay ASp = S2 - S| = Cp ln — ;

(1-39)

1.3.4. Quá trình đoạn nhiệt
Là q trình thay đổi trạng thái khí xảy ra khơng có sự trao đổi nhiệt với mơi trường
bên ngồi (clq = 0).
Phương trình của quá trình đoạn nhiệt nhặn được từ phương trình:
dq = du + pclv;
Khi dq = 0 thì du + pdv = 0 hay C yđ ĩ + pclv = 0;
Bỏ qua các bước biến đổi cơng thức ta nhận được phương trình đoạn nhiệt của chất
khí lý tưởng dưới dạng:
pvk = Const;

(l-4 0 )

Từ phương trình này ta có:
hay

do đó:

( l- 4 l)

18


Với dq - 0, phương trình định luật thứ nhất nhiệt động có dạng: CỈL = - (ìu\
Như vậy cơng thực hiện trong quá trình đoạn nhiệt bằng độ giảm của nội nãng. Tích
phân phương trình trên ta có:
U2
L

=

ニー

ひ2 —ひ ひ 1—(；2 ;

Nếu Cy = const thì L = C y ịT Ị-T 2) hay là L

- 乙）;

Bỏ qua các biến đổi tốn ta nhận được:

L

/>丨

(1 -4 2 )

k-ì

Vì trong q trình đoạn nhiệt & / = ỡ nẽn entrơpi khơng thay đổi (ÍẢS = 0, s =
1.3.5. Q trình đa biên
La q trình nhiệt động trong đó các thỏng so ap suất và thể tích bien đổi theo quy
luật như phương trình:
(l-4 3 )

pvn = const;
Trong đó n = const có gia ư\ iừ - oo

oogọi là số mũ đa biến

Quá trình đa biến là một dạnR tổng hợp mà bốn quá trình ngnien cứu ở tren là một
dạng đặc biệt của nó:
n=0

p = const, đây là phương trình của quá trình đẳng áp;

n - Ị —> pv = const, đây là phương trình của quá trình đẳng nhiẹt;
/7 = k —>p\^ = const, đây là phương trình cua quá trình đoạn nhiẹt;

n - ±〇〇—>pv11 = const —> v = const, đây là phương trình cua quá trình dẳng tích;

Từ các phương trình của q trình đoạn nhiệt nếu thay k - n ta có thể nhận dược
phương trình chung của quá trình đa bien sau:
p2 _

'ハ

，
卜I
”ス

育 -—l v2 J マ

_
: ノ 2ノ

; 背ニ

Tương tự, cơng của q trình đa biến được xác định theo các phương trình sau:
ム= 士

m

L

L

(l-4 5 )

19

L

立

n -1

p '.

Dựa vào cơng thức tính số mũ đa biến: n = (C - Cp)/(C - c v)\
Ta có thể tính tỷ nhiêt của q trình đa biến: c - Cy - ~~- ;
n -1

(1-46)

Biết tỷ nhiệt ta tính được nhiệt lượng cung cấp hoặc mất đi trong quá trình đa bien:
dq = CdT;
Từ đó ta tính được:
h

2 ニ \C dT ^ C \T 2- T ,) = Cy 4

く

比 - て);

(1-47)

Sự thay đổi entanpi của chất khí khi Cp = const trong khoảng nhiệt độ từ Tị đến T2
xác định theo công thức sau:

M = i2- i , =

cp(T2- T j);

(1-48)

Độ thay đổi entrôpi xác định theo các cơng thức được trình bày tại mục 1.3.6.
1.3.6. Entrơpi
Entrơpi là chỉ số chuyển biến các dạng năng lượng khác nhau thành nhiệt năng. Nhiệt
năng khơng thể tự nó trở về trạng thái ban đầu. Khái niệm đó xuất phát từ định luật cơ bản
thứ hai của nhiệt động học, tức là: Không thể chuyển nhiệt nãng từ một nguồn lạnh tới một
nguồn nóng hơn nếu như khơng tồn tại một cơng cơ học.
Nếu như truyền cho chất khí một lượng nhiệt, khi đó nhiệt độ của chất khí tăng nó sẽ
có khả năng sinh cơng nhiều hơn. Vì vậy có thể coi nhiệt độ như số đo cường độ của nhiệt
năng chứa trong chất khí.
Như vậy, một nhiệt lượng nguyên tố dQ có thể coi như tích số của nhiệt độ tuyệt đối
T va gia số entrơpi CÌS.
CỈQ = TJS\

d -4 9 )

Entrơpi có đơn vị [S] = KcaH°C\ Đối với 1KG khơng khí [S ]ỊKG = KcíKG C .
Khi khảo sát q trình thay đổi trạng thái của khơng khí, bên cạnh ba thơng số cơ bản
p, V và T ta cịn sử dụng thơng số thứ tư rất tiện lợi đó là entrơpi.
Thay giá trị của dQp = CVJT + Ap. dv (phương trình cơ bản của nhiệt động học dưới
dạng vi phân) vào (1-49) ta được:
C y đ ĩ + Ap.dv = TdS\ chia hai vế của phương trình cho T ta được:
dS=CỵỂ L +A F ^

(1-50)

Kết hợp với phương trình pv = K ĩ y ta sẽ biếu thị gia số entrồpi theo hai thông số cơ
bản bất kỳ của khơng khí.

20


L Liên hệ ^iữa ỉỊÌa số entrơpi với thể tích và nhiệt độ tuyệt đối
Ta có p/T = R/v\ thay p/T vào (1-50) ta được:
(IS= Cy — + AR— \
T
V

(1-51)

Khi tích phân các q trình xảy ra với khồng khí, trong điều kiện bình thường có thể
coi c \ =consí ta đươc:
+ AR\ĩ\

5 2 - 5, = c v ln

(1-52)

2. Liên hệ iỊÌữa entrơpi với áp suất và nhiệt độ tuyệt đơi
Ta có:

V

= R.T/p ; dv = R

pdT - Tdp
7
，

Thay giá trị của clv vào (1-50) ta được:
dS= CV— + AR— - A R dp_.
p

(1-53)

Vì Cp = Cy + AR nên:
CÌS

(1-54)

Cp 等 - AR p

Gia sử trạng thái ban đầu cua khơng khí được xác định bơi các thơng số P j va f|, và
trạng thai cuối là p7, T2. Tích phân phương trình (1-52) và coi Cp = const ta được:
5*2 ~ Sị —c p\w

T，

、

AR\n 1

(1—55)

p'

3. Liên hệ giữa entrơpi với thể tích và áp suất
Từ phương trình: T = pv/R ta có :
dT

pdv - vdp
R

Thay giá trị của T va dT vào phương trình (1-50) ta được:
… ^ dv
t ^d v ^ dp
ds = Cị,---- h AR-----h Cy — ;
V

V

p

hay:
(1-56)

CỈS

Giả sử trạng thái ban đầu của khơng khí được xác định bởi các thông số p, và
trạng thai cuối là p2, v2. Tích phân phương trình (1-54) ta được:
5 2 - 5, = c p ln

+c , ln

Vị,

và

(1-57)
p'

21


1.4. ĐĨ THỊ CHỈ THỊ VÀ ĐĨ THỊ ENTRƠPI BIỂU DIỄN s ự THAY ĐỔI TRẠNG
THÁI CỦA CHẤT KHÍ
Trong phương trình trạng thái của chất khí, phương trình Kơrapâyrơn, hàng số R đối
với một chất khí là hằng số khơng đổi. Nếu Diet hai đại lượng đặc trưng cho trạng thái của
chất khí ta có thể xác định được đại lượng thứ 3. Sử dụng tính chất đó ta có thê biểu thị sự
thay đổi trạng thái của khơng khí bằng đồ thị trong toạ độ p-v.
Hình l -3 biểu thị sự thay đổi trạng thái của khơng khí trong toạ độ p - V gọi là đồ thị
chỉ thị hay biểu đồ p - V .
Nếu ta tách ra từ đồ thị diện tích ngun tố dfcó chiều cao bằng p và đáy bằng d \\ thì
diện tích ngun tố đó chính là cơng bên ngồi nhận được (hoặc chi phí). Ta có:
dL = clf = pdv;
Tích phân biểu thức này ta được diện tích Dieu đồ nằm dưới đường cong AB và
được giơi hạn bởi trục hoành V và hai đường thẳng AF và BE chính là cơng tồn phần
bên ngồi ABEF.

Hình 1-3: Đổ thị chỉ thị biểu diễn sựthay đổi trạng thái của khơng khí

Chúng ta cần phân biệt cơng tuyệt đối do khơng khí thực hiện được (sản ra hoặc nhận
được) với cơng hữu ích thực tế nhận được trên cần pit tơng.
Áp suất khí quyển trong q trình dãn nở khơng khí khơng thay đổi và trên đồ thị
p - V

được biểu diễn bằng đường thẳng DC song song với trục hồnh. Diện tích DCEF là

cơng chi phí để khắc phục áp suất của khí quyển (đối áp).
Như vậy, công thực tế nhận được bằng diện tích A B E F - D C E F
bằng diện tích nằm dưới đường cong A B có đáy là đoạn thẳng C D

=

ABCD;

tức là

giới hạn bởi hai

đường A D và B C .
Các quá trình lý thuyết biểu thị sự thay đổi trạng thái của chất khí cũng thường được
biểu diễn trong toạ đ ộ T -S .
Hình 1-4 là biểu đồ entrơpi biểu thị sự thay đối trạng thái của khơng khi, trục hồnh
biểu thị gia số entrôpi

s,

trục tung biểu thị nhiệt độ tuyệt đối T, gốc toạ độ có thể lấy tuỳ ý,

vì rằng khi thay đổi trạng thái của khơng khí, giá trị tuyệt đối của entrỏpi khồng có ý nghĩa
mà gia số của entrơpi mới có ý nghĩa.

22

V 2
V』

V 2>V!

Hình 1-4: Biểu đó entrơpi biểu thị sự thay đơi trạng thái của khơng khí

Một sự thay đổi bất kỳ trạng thái của khơng khí được biểu diễn trong toạ độ T-S bằng
một đườn〇cong tương ứng. Diện tích ngun tố phía dưới đường cong có tung độ T và
hồnh độ cis bằng TdS chính là nhiệt lượng ngun tố dQ.

VI vậy diện tích phía dưới

đường cong trên biểu đồ T -S là lượng nhiệt truyền cho l KG khồng khí để thay đổi trạng
thái của nó. Đơn vị của diện tích (nhiệt lượng) là:
[Q ] = KcơI/KGỉ
Hình \-A là biểu đồ entrôpi biểu thị sự thay đổi trạng thái của khơng khí trong các
trường hợp p = const (đường đậm nét) và V = const (đường nét đứt).
Phương trình của đường cong p = const được xác định dựa theo phương trình (l-5 5 )
ưong đó
= P/ = p = CO/LVへァ2 = T và
= 5" (p, T, s là các thơng số biến đổi cùa khơng
khí). Lúc này ta có:
( l —58)

5
Phương trình (l- 5 8 ) là phương trình đường cong logarít

VƠI

hệ số Cp, nó bieu thị

trạng thái của khơng khí khi p = Pi = const.
Phưưns trình của đường cong
trong đó v 2

= V, = V，=

= const được xác định dựa theo phương trình (l-5 2 );

ア2 = r và も

=

5" (V ，T, s là các thơng

số

bien đói của khơng

khí). Lúc này ta có:
s - 5 , = c y In —

;

(l-5 9 )

Phương trình (1-59) là phương trình đường cong logarít với hệ số Cv, nó Diêu thị
trạng thái của khơng khí khi

V = v7 =

const.

23


Chương 2
MÁY NÉN KHÍ PIT TỒNG

2.1. PHÂN LOẠI VẦ ƯU NHƯỢC ĐlỂM

c ủ a m á y nén khí

PÍT

tồng

2.1.1. Phân loại máy nén khí pit tơng
Máy nén khí pit tơng cũng giống như bơm pit tông, thuộc loại máy thể tích. Máy nén
pit tơng có sơ đồ cấu tạo như bơm pit tông. Do chất lỏng làm việc trong máy nén pit tơng ở
thể khí và chịu nén nên kết cấu của máy nén pit tơng và q trình làm việc của nó có những
đặc điểm khác bơm pit tồng.
Máy nén khí pit tơng có thể phân loại như sau:
1 . Theo đặc điểm q trình nén khơng khí chia ra máy nén pit tông một hoặc nhiều
tầng. Máy nén khí một tầng dùng để thu được áp suất khơng khí tới 6 at, hai ầ
t ng đến 15 at,
thường là 8 at. Khi cần áp suất lớn h〇
fn dùng nhiều tầng, số tầng của máy nén khí nhiểu

tầng được xác định bằng cấp nén cho phép của khơng khí trong mỗi cấp theo nhiệt độ tới
hạn của không khi ơ cuối quá trình nén.
2. Theo phương pháp tác dụng mà chia ra máy nén pit tồng tác dụng đơn và máy nén
pit tông tác dụng kép.
3. Theo sự bố trí các xi lanh của máy nén khí pit tơng, thường chia ra loại nằm ngang,
loại có trục thẳng đứng, nghiêng và chữ V, w v.v.r. Các máy nén pit tơng lớn (năng suất
60
100 m3/ph) thường bố trí nằm ngang. Loại năng suất trung bình (10
50 mVph)
thẳng đứng, các máy nén khí năng suất nhỏ ( đến lOmVph) có thể bố trí thẳng đứng hay
chữV, w v.v...
4. Theo số xi lanh có thể phân thành máy nén một hoặc nhiều xi lanh.
5. Theo phương pháp làm lạnh bằng nước hay khồng khí.
6. Theo số vịng quay, tốc độ chậm tới 200 v/ph, máy nén có tốc độ trung bình từ 200
đến 450 v/ph，máy nén có tốc độ nhanh trên 450 v/ph.
7. Theo áp suất đẩy cuối cùng: Áp suất thấp ( <10 at), trung bình ( đến 80 at), áp suất
cao (tới 1000 at) và cực cao (trên 1000 at).
8. Theo giá trị của lưu lượng có: Máy nén lưu lượng nhỏ Q < \ữ mVph; máy nén lưu
lượng trung bình Q = (Ỉ 0

30) mVph; máy nén lưu lượng lớn Q = (30

100) m Vph.

9. Theo công dụng: Máy nén khơng khí, máy nén ni tơ, máy nén amơniắc v.v...

24


Hình 2-1: Một sơ loại sơ đố máy nén khí pit tông

a - h: Máy nén hai cấp; i - I: Máy nén ba cấp; m - 0 ： Máy nén bốn cấp;
p - q: Máy nén năm cấp; r - s: Máy nén sáu cấp; t - u: Tổ hợp máy nén kèm động cơ nổ;
a - b: Máy nén chữ V, w ； i-j-m -n -p -r:M á y nén kiểu đúYig; I, 0 ： Máy nén kiểu nằm ngang.

2.1.2. ưu nhược điểm của từng loại sơ đồ
Trên hình 2 - l trình bày các loại sơ đồ của máy nén pit tông. Khi chọn sơ đồ của máy
nén khí cần phải đám bảo tiện lợi cho việc tháo lắp, sửa chữa, bảo dưỡng và vận hành máy.
Trong một số trường hợp sơ đồ của máy còn liên quan đến tổn thất, độ hao mịn của pit
tỏng, kích thước của bánh đà, khuôn khổ và trọng lượng của máy.
a. Kiểu đứng: Tổn thất do ma sát giữa xi lanh và pit tơng ít và đều, tuổi thọ của máy
lãng. Lực quán tính của các bộ phận chuyển động tịnh tiến tác động thẳng vào nển móng
do đó kích thước nền móng bé, run? động ft vì thế có thể tăng được tốc độ quay làm năng
25