Prezentacja dmuchawy: dmuchawa śrubowa kontra dmuchawa Rootsa
Do ostatniej dekady dmuchawy niskociśnieniowe wykorzystywały technologię kompresji krzywkowej lub Rootsa do wytwarzania powietrza stosowanego w różnych branżach. Jednak dmuchawy śrubowe stają się preferowaną opcją ze względu na ich wydajność — szczególnie w cementowniach.
Gdy bracia Roots odkryli zasadę działania dmuchawy wyporowej w 1854 roku, była ona wówczas najnowocześniejszą technologią. W ciągu ponad 150 lat odnotowano jedynie niewielką poprawę wydajności.
Dlatego warto porównać dmuchawę Rootsa z dmuchawą śrubową.
Jak działa dmuchawa Rootsa?
"" Dmuchawa krzywkowa lub Rootsa to bezzaworowa sprężarka tłokowa bez wewnętrznego sprężania. Działa ona na zasadzie sprężania izochorycznego. Oznacza to, że powietrze dostaje się do komory sprężania, a objętość powietrza pozostaje stała, gdy obracają się identyczne wirniki.
Objętość komory sprężania zmniejsza się wraz z ciągłym obracaniem. Dzięki temu sprężanie odbywa się na zewnątrz, przy pełnym przeciwciśnieniu, z powodu dopływu powietrza z podłączonego rurociągu.
Sprężanie zewnętrzne wiąże się z niską wydajnością i wysokim poziomem hałasu. W związku z tym technologia krzywkowa jest używana w zastosowaniach niskociśnieniowych i do sprężania jednostopniowego.
Zalety dmuchawy śrubowej
Dmuchawa śrubowa wykorzystuje śrubowy element sprężający. Składa się on z wirników męskich i żeńskich, które obracają się w przeciwnych kierunkach, podczas gdy objętość między wirnikami a obudową zmniejsza się.
Każda śruba ma stały, wbudowany stosunek ciśnień bez sił mechanicznych powodujących asymetrię. Oznacza to, że dmuchawa śrubowa może pracować z dużą prędkością wału oraz łączyć duże natężenie przepływu z niewielkimi wymiarami zewnętrznymi.
Sprężanie izochoryczne a izentropowe
Jak wskazano powyżej, dmuchawy Rootsa działają na zasadzie kompresji izochorycznej. Dla porównania, dmuchawy śrubowe korzystają z kompresji izentropowej. Aby lepiej zrozumieć różnicę, warto przyjrzeć się wzorom obu procesów
Idealny gaz w idealnym sprężaniu izochorycznym: T 2 = T 1 (P 2 /P 1)
Idealny gaz w idealnym sprężaniu izentropowym: T 2 = T 1 (P 2 /P 1) (γ-1)/l.
Zużycie energii przez dmuchawy śrubowe i krzywkowe
Na podstawie powyższych informacji wyraźnie widać, że temperatura T2 w przypadku sprężania izentropowego jest niższa niż w sprężaniu izochorycznym. Dzieje się tak dlatego, że mniejsza ilość pracy zmieniana jest w ciepło w porównaniu z elementem krzywkowym, gdzie praca jest wypromieniowywana jako ciepło
Mówiąc prościej, wydajność elementu śrubowego jest wyższa niż elementu krzywkowego przy tym samym ciśnieniu.
Pomoże to zrozumieć następujący przykład:
Dla temperatury otoczenia 35°C.
Przepływ nominalny: 2000 m3/godz.
Ciśnienie: 0,7 bar (g)
Zużycie mocy przez dmuchawę Rootsa wynosi 60 kW przy temperaturze powietrza na wylocie wynoszącej 125°C. W przypadku dmuchawy śrubowejpobór mocy wynosi 43 kW przy temperaturze powietrza na wylocie wynoszącej 94°C.
W ten sposób dmuchawa śrubowa jest o wiele bardziej energooszczędna niż dmuchawa Rootsa.
Wykres ciśnienia/objętości dmuchawy krzywkowej
Wykres ciśnienia/objętości dmuchawy śrubowej
Pobierz nasze badanie dotyczące dmuchaw śrubowych i krzywkowych
Wnioski
W dmuchawach śrubowych wewnętrzny tor przepływu powietrza jest zoptymalizowany tak, aby zapewniał ograniczenie spadków ciśnienia i turbulencji powietrza.
Pakiet zawiera zintegrowaną skrzynię biegów z napędem bezpośrednim zamiast układu pasa/koła pasowego. Zmniejsza to straty związane z zastosowaniem przekładni.
Połączenie tych elementów i zintegrowanego napędu o zmiennej prędkości obrotowej (VSD) powoduje, że dmuchawa śrubowa zużywa o 30% mniej energii niż dmuchawa krzywkowa.
Ponadto 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 Rootsa.