Hai Nguyên Lý Nén Khí Cơ Bản: Nén Do Thay đổi Thể Tích Và Nén động ...

Atlas Copco Việt Nam homepage

Trình duyệt của bạn không được hỗ trợ

Bạn đang sử dụng trình duyệt chúng tôi không còn hỗ trợ. Để tiếp tục truy cập trang web của chúng tôi, vui lòng chọn một trong các trình duyệt được hỗ trợ sau.

Google Chrome

Mozilla Firefox

Safari

Microsoft Edge

• Sản phẩm
  • Bình chứa khí và bộ làm mát khí
    • Bình chứa khí nén
    • Bộ làm mát khí làm mát bằng khí và nước HD & TD
  • Các giải pháp xử lý ngưng tụ trong ngành công nghiệp
  • Các kiểu máy nén khí và giải pháp công nghiệp
    • Máy nén khí không dầu
    • Máy nén khí pít-tông
    • Máy nén khí trục vít xoay
  • Chuyển đổi năng lượng
  • Hệ thống làm mát nước công nghiệp
    • Bộ làm mát công nghiệp làm mát bằng khí TCS
    • Bộ làm mát công nghiệp TCX
    • Bộ làm mát nước công nghiệp TCA
  • Máy nén cho ngành phương tiện di chuyển
  • Máy nén khí công nghiệp
    • CO2 compressor
    • Máy nén khí hydro H2Y cho phương tiện di chuyển
    • Máy nén khí kiểu pít-tông HX & HN
    • Máy nén khí tự nhiên BBR
    • Máy nén trục vít GG
  • Máy nén khí đã qua sử dụng
  • Máy nén khí hàng hải
  • Máy nén khí không dầu và máy tăng áp ni-tơ
    • Máy bơm nitơ và máy bơm khí kiểu pít-tông không dầu DX&DN (VSD)
  • Máy sấy khí
    • Máy sấy có màng
    • Máy sấy khí kiểu hấp thụ
    • Máy sấy khí lạnh
  • Máy tạo khí
  • Máy thổi khí không dầu
    • Máy thổi cánh vấu xoay không dầu DZS
    • Máy thổi dạng lobe xoay không dầu ZL (VSD)
    • Máy thổi khí turbo không dầu ZB VSD⁺
    • Máy thổi trục vít không dầu ZS (VSD+)
    • Máy thổi và máy bài khí ly tâm nhiều tầng không dầu ZM
  • Phin lọc khí
    • Lọc không chứa silicone
  • Process filters
    • Filter bags
    • Filter capsules
    • Filter cartridges
    • Filter housings
  • Process gas and air equipment
    • Centrifugal compressors
    • Gas screw compressors
    • Turboexpanders
• Giải pháp cho từng ngành công nghiệp
  • Các giải pháp khí nén cho ngành xi măng
  • Các ngành công nghiệp tổng hợp
  • Chemical & Petrochemical
  • CNG
  • Dệt may
  • Điện tử và chất bán dẫn
  • Fertilizer
  • Giải pháp khí nén cho ngành Giấy và Bột giấy
  • Kim loại
  • LNG
  • Medical air and healthcare
  • Midstream
  • New Energy
  • Ngành Dược
  • Ngành hàng hải
  • Ngành khai thác mỏ
  • Ngành pin ô tô điện
  • Nhà máy bia
    • Giải pháp lọc bia
    • Nhà máy bia
  • Nhà máy rượu vang
    • Giải pháp lọc rượu vang
  • Nuôi trồng thủy sản
  • Oil and Gas
  • Ô tô
  • PET
  • Power generation
  • Renewables and energy recovery
  • Sản xuất, vận chuyển và sử dụng hydro
  • Thu giữ các-bon
  • Thủy tinh
  • Thực phẩm & Đồ uống
  • Xử lý nước thải
• Tin tức và sự kiện
• Blog
• Thu hồi nhiệt thải
• Phụ tùng và dịch vụ bảo trì - bảo dưỡng
  • Đào tạo về sản phẩm
  • Gói dịch vụ máy nén khí
    • AIRPlan
    • Bảo trì dự phòng
    • Extended Warranty+
    • Gói kiểm tra
    • Gói phụ tùng
    • TotalCare
    • Trách nhiệm tổng thể
  • Hiệu suất nén khí
    • AIRScan
    • Bộ điều khiển trung tâm
    • Giám sát chất lượng không khí
    • Khắc phục rò rỉ khí nén
    • SMARTLINK
    • Tái tạo năng lượng
  • Phụ tùng máy nén khí
    • Bộ linh kiện bảo dưỡng
    • Bộ tách và phin lọc
    • Chất bôi trơn
    • Dịch vụ bảo dưỡng với giá cố định
    • Đường ống AIRnet
    • Nâng cấp máy nén khí
    • Phin lọc đường ống
    • Sửa chữa máy nén khí cho mọi nhãn hiệu
  • Service for turbomachinery
    • Advanced aftermarket Services for Gas and Process
    • Breakdown & Repair Service for Gas and Process
    • Gas and Process Erection & Commissioning Service
    • Genuine spare parts service for gas & process turbomachinery
    • Preventive Maintenance for Gas and Process
    • Redesign and upgrade services for turbomachinery
    • Service plans for turbomachinery
    • Turbomachinery Operating Data Analysis (ODA)
    • Turbomachinery Turbo Oil Plus lubrication services

• TỔNG ĐÀI 1800 5777 48
• Liên hệ
• SẢN PHẨM, DỊCH VỤ VÀ GIẢI PHÁP
• CÂU CHUYỆN CỦA KHÁCH HÀNG

Máy nén khí không dầu ZR/ZT cho mọi ứng dụng của bạn

Mọi điều bạn cần biết về máy nén khí ZR/ZT. Máy nén khí đầu tiên đạt chứng nhận Class 0 Tìm hiểu

Mọi thứ bạn cần để hiểu quy trình thiết lập và vận hành thống khí nén của bạn

Khám phá cách tạo ra một hệ thống khí nén hiệu quả tối ưu hơn Tìm hiểu Đóng Hai nguyên lý nén khí cơ bản: Nén do thay đổi thể tích và nén động năng

Compressor Types Máy nén khí Basic Theory Wiki về khí nén Displacement Compressed Air

Chia sẻ qua

• Chia sẻ qua

• • LinkedIn
  • Facebook
  • Twitter
  • Messenger
  • Mail

Go to topic⤸

• What are the two basic principles of compression?
• Difference between positive displacement and dynamic compressors
• Positive displacement compressors
• Working principle of positive displacement compressors
• Dynamic compressors

Before you can learn about the different compressors and compression methods, we first have to introduce you to the two basic principles for the compression of gas. After that, we will compare the two and look into the different compressors in these categories.

What are the two basic principles of compression?

There are two generic principles for the compression of air (or gas): positive displacement compression and dynamic compression. These principles are grounded in the theory of how air is compressed and discharged.

In positive displacement compression, the air is drawn into one or more compression chambers, which are then closed from the inlet. Gradually, the volume of each chamber decreases, and the air is compressed internally. When the pressure has reached the designed built-in pressure ratio, a port or valve is opened. The air is then discharged into the outlet system due to the continued reduction of the compression chamber's volume.

In dynamic compression, air is drawn between the blades on a rapidly rotating compression impeller and accelerated to a high velocity. The gas is then discharged through a diffuser, where the kinetic energy is transformed into static pressure.

Difference between positive displacement and dynamic compressors

Positive displacement compressors

• constant flow rate
• higher pressure
• low-speed operation
• smaller, stable applications
• simpler design

Positive displacement compressors provide consistent airflow, regardless of system pressure. They compress air by trapping a fixed volume and mechanically compressing it, such as with pistons or rotary screws.

 

These compressors deliver higher pressure ratios even at lower speeds and are ideal for smaller, stable applications like manufacturing and automotive industries. Their simple design ensures reliability and easy maintenance.

Dynamic compressors (Turbocompressors):

• variable flow rate
• variable pressure
• higher speed
• high-volume applications
• advanced design

Dynamic compressors use high-speed rotating blades to compress large volumes of air.

 

Their flow rate and pressure vary with operating speed, making them suitable for high-volume applications like power generation and HVAC. Their complex design is optimized for variable flow rates and efficient high-speed operations.

Positive displacement compressors

What are positive displacement compressors?

A bicycle pump is the simplest example of a positive displacement compression. Air is drawn into a cylinder and is compressed by a moving piston. Piston compressors have the same operating principle. They use a piston whose forward and backward movement is accomplished by a connecting rod and a rotating crankshaft.

 

If only one side of the piston is used for compression, this is called a single-acting compressor. If both the piston's top and undersides are used, the compressor is double acting. The pressure ratio is the relationship between absolute pressure on the inlet and outlet sides.

 

Accordingly, a machine that draws in air at atmospheric pressure (1 bar(a)) and compresses it to 7 bar overpressure, works at a pressure ratio of (7 + 1)/1 = 8.

Hai nguyên lý nén khí cơ bản

Có hai nguyên lý chung để nén không khí (hoặc khí): nén do thay đổi thể tích và nén động năng. Ví dụ, nguyên lý đầu tiên bao gồm máy nén khí pittông (piston) , máy nén khí lò so xoắn (máy nén khí con sò) và các loại khác của máy nén khi dạng rotor quay ( trục vít , bánh răng , dạng lá (vane) ). Trong nguyên lý nén khí do thay đổi thể tích, không khí được hút vào một hoặc nhiều buồng nén, sau đó được đóng lại từ đầu vào. Dần dần thể tích mỗi buồng nén giảm dần và khí được nén bên trong. Khi áp suất đạt đến tỉ lệ áp suất danh định, một cổng hay còn gọi là van sẽ được mở ra và khí đi ra theo đường ra do có sự giảm liên tục thể tích buồng khí nén.

Trong quá trình nén động năng, không khí được hút giữa các cánh quạt trên một cụm nén ( impeller) quay nhanh và tăng tốc lên tốc độ cao. Khí sau đó được thải qua bộ khuếch tán ( Diffuser), trong đó động năng được chuyển thành áp suất tĩnh. Phần lớn hầu hết các máy nén khí động năng là là máy nén khí turbo với kiểu tạo lưu lượng hướng trục hoặc hướng tâm .

Máy nén khí thay đổi thể tích tích cực

• Reciprocating (piston) compressors: Compressors that use pistons driven by a crankshaft to compress air in a cylinder.
• Orbital (scroll) compressors: Compressors that use two interleaved spiral-shaped scrolls to compress air smoothly.
• Rotary screw compressors: Compressors that use two rotating helical screws to compress air continuously.
• Rotary tooth compressors: Compressors that use two counter-rotating, non-contacting toothed rotors to compress air.
• Rotary vane compressors: Compressors that use a rotor with vanes sliding in and out to compress air inside a cylindrical cavity.

Working principle of positive displacement compressors

In the two graphs below, you'll find the pressure-volume relationship for a theoretical compressor and a realistic diagram for a piston compressor illustrated (respectively).

Zoom in

The stroke volume is the cylinder volume that the piston travels during the suction stage. The clearance volume is the volume underneath the inlet and outlet valves and above the piston. It must remain at the piston's top turning point for mechanical reasons.

 

Differences between the stroke volume and suction volume are due to the expansion of air remaining in the clearance volume before the suction starts. The practical design of a compressor, e.g. a piston compressor, results in a difference between the theoretical p/V diagram and the actual diagram.

 

The valves are never completely sealed and there is always a degree of leakage between the piston skirt and the cylinder wall. In addition, the valves can not fully open and close without a minimal delay. This results in a pressure drop when gas flows through the channels. The gas is also heated when flowing into the cylinder as a consequence of this design.

Dynamic compressors

What are dynamic compressors?

In a dynamic compressor, the pressure increase takes place while the gas flows. The flowing gas accelerates to a high velocity by means of the rotating blades on an impeller. The velocity of the gas is subsequently transformed into static pressure when it is forced to decelerate under expansion in a diffuser.

 

Depending on the main direction of the gas flow used, these compressors are called radial or axial compressors. Compared to displacement compressors, a small change in the working pressure of dynamic compressors results in a large change in the flow rate.

Each impeller speed has an upper and lower flow rate limit. The upper limit means that the gas flow velocity reaches sonic velocity. The lower limit means that the counter pressure becomes greater than the compressor's pressure build-up, which means return flow inside the compressor. This, in turn, results in pulsation, noise, and the risk of mechanical damage.

Trước khi giúp các bạn biết và hiểu được các loại máy nén khí và các phương pháp nén khác nhau, chúng tôi xin giới thiệu 2 nguyên lý cơ bản về nén khí. Sau đó, chúng tôi sẽ so sánh 2 nguyên lý này và đi sâu phân tích từng máy nén khí khác nhau vận hành theo 2 nguyên lý đó.

Types of dynamic compressors

• Centrifugal Compressors: Compressors that use a rotating impeller to accelerate and convert air velocity into pressure through a diffuser.
• Axial Compressors: Compressors that compress air as it flows parallel to the axis of rotation, commonly used in jet engines and high-speed applications.

Back to top 

Thiết bị bơm xe đạp là hình thức đơn giản nhất của nén thay đổi thể tích, theo đó không khí được hút vào một xi lanh và được nén bởi pít-tông chuyển động. Máy nén khí piston có cùng nguyên lý hoạt động và sử dụng một piston có chuyển động tiến và lùi được thực hiện bằng một thanh nối và trục khuỷu quay. Nếu chỉ có một bên của piston được sử dụng để nén thì đây được gọi là máy nén đơn. Nếu cả trên và dưới của piston được sử dụng, máy nén sẽ hoạt động kép.

Tỷ lệ áp suất là mối quan hệ giữa áp suất tuyệt đối tại đầu vào và đầu ra. Theo đó, một máy hút không khí ở áp suất khí quyển (1 bar (a) và nén nó thành 7 bar áp suất quá áp sẽ hoạt động với tỷ lệ áp suất là (7 + 1) / 1 = 8).

Công thức nén của máy nén khí thay đổi thể tích

Hai công thức dưới đây minh họa (tương ứng) mối quan hệ áp suất - thể tích cho máy nén lý thuyết và sơ đồ máy nén thực tế hơn cho máy nén piston. Thể tích hành trình là thể tích xylanh mà pít-tông di chuyển trong giai đoạn hút. Thể tích giải phóng là thể tích ngay bên dưới các van đầu vào và đầu ra và phía trên pít-tông, phải duy trì ở điểm trên cùng của pít-tông vì các lý do cơ học.

Sự khác biệt giữa thể tích hành trình và thể tích hút là do sự giãn nở của lượng khí còn lại trong thể tích trễ trước khi việc hút có thể bắt đầu. Sự khác biệt giữa sơ đồ p/V lý thuyết và sơ đồ thực tế là do thiết kế thực tế của máy nén, ví dụ: một máy nén khí piston. Các van không bao giờ được kín hoàn toàn và luôn có một mức độ rò rỉ giữa màng piston và vỏ xi lanh. Ngoài ra, các van không thể mở và đóng hoàn toàn mà không có độ trễ tối thiểu, dẫn đến sụt áp khi khí chảy qua các van này. Khí cũng được làm nóng khi nén trong xi lanh do kết quả của thiết kế này.

Công suất nén đẳng nhiệt:

Công suất nén đẳng hướng:

Các phép tính này cho thấy rằng cần nhiều lực hơn cho nén đẳng hướng so với nén đẳng nhiệt

Nguyên lý hoạt động của máy nén khí động năng

Trong máy nén khí động năng, sự tăng áp diễn ra trong khi khí lưu thông. Khí lưu thông sẽ tăng tốc lên tốc độ cao bằng các cánh nén trên bánh nén. Vận tốc của khí sau đó được chuyển thành áp suất tĩnh khi nó buộc phải giảm tốc khi giãn nở trong bộ khuếch tán. Tùy thuộc vào hướng chính của dòng khí được sử dụng, các máy nén này được gọi là máy nén hướng tâm hoặc trục. So với máy nén thay đổi thể tích, máy nén động năng có đặc tính là một thay đổi nhỏ trong áp suất làm việc dẫn đến thay đổi lớn về lưu lượng.

Mỗi tốc độ cánh nén có giới hạn lưu lượng trên và dưới. Giới hạn trên có nghĩa là tốc độ dòng khí đạt đến tốc độ âm thanh. Giới hạn dưới có nghĩa là áp suất ngược trở nên lớn hơn áp suất tích tụ của máy nén, nghĩa là khí chảy ngược bên trong máy nén. Điều này lần lượt dẫn đến rung động, tiếng ồn và nguy cơ phá hỏng cơ học

Nén khí trong các cấp nén

Về lý thuyết, không khí hoặc khí có thể được nén đẳng hướng (ở hướng không đổi) hoặc đẳng nhiệt (ở nhiệt độ không đổi). Cả hai quá trình có thể đảo ngược về mặt lý thuyết. Nếu khí nén có thể được sử dụng ngay lập tức ở nhiệt độ cuối cùng sau khi nén, quá trình nén đẳng hướng sẽ có những lợi thế nhất định. Trong thực tế, không khí hoặc khí hiếm khi được sử dụng trực tiếp sau khi nén và thường được làm mát đến nhiệt độ môi trường trước khi sử dụng. Do đó, quá trình nén đẳng nhiệt được ưa dùng hơn, vì nó đòi hỏi ít năng lượng hơn. Một cách tiếp cận thực tế, phổ biến để thực hiện quá trình nén đẳng nhiệt này bao gồm làm mát khí trong quá trình nén. Ở áp suất làm việc hiệu quả là 7 bar, về mặt lý thuyết, nén đẳng hướng đòi hỏi năng lượng cao hơn 37% so với nén đẳng nhiệt.

Một phương pháp thực tế để giảm nhiệt của khí là chia nén khí thành nhiều cấp. Khí được làm mát sau mỗi cấp trước khi được nén thêm đến áp suất cuối cùng. Điều này cũng làm tăng hiệu quả năng lượng, với kết quả tốt nhất đạt được khi mỗi cấp nén có cùng tỷ lệ áp suất. Bằng cách tăng số cấp nén, toàn bộ quá trình sẽ tiếp cận nén đẳng nhiệt. Tuy nhiên, để giảm chi phí đầu tư thì số lượng cấp nén mà một thiết kế thực tế có thể sử dụng cho từng ứng dụng cụ thể .

Sự khác biệt giữa máy nén khí turbo mà máy nén khí thay đổi thể tích tích cực

Ở tốc độ quay không đổi, biểu đồ áp suất/lưu lượng cho máy nén khí turbo khác biệt đáng kể so với biểu đồ tương đương đối với máy nén thay đổi thể tích. Máy nén khí turbo là một máy có lưu lượng khí và đặc tính áp suất thay đổi. Mặt khác, máy nén thay đổi thể tích là một máy có lưu lượng khí gần như không đổi khi áp suất thay đổi. Một máy nén thay đổi thể tích có áp suất cao hơn ngay cả ở tốc độ thấp. Máy nén khí Turbo được thiết kế cho lưu lượng khí lớn.

Các bài liên quan

Cách chọn máy nén khí công nghiệp hoàn hảo

30 tháng sáu, 2022

Có rất nhiều điều bạn cần phải xem xét khi chọn máy nén khí cho doanh nghiệp của mình. Trong bài viết này, chúng tôi sẽ giải thích máy nén khí nào phù hợp nhất với bạn, dựa trên ứng dụng và nhu cầu của bạn.

Đọc thêm

Máy nén khí Động năng: Máy nén khí Ly tâm và Hướng trục

16 tháng ba, 2023

Tìm hiểu thêm về nén khí động năng và hai loại máy nén khí khác nhau chúng ta có thể phân biệt: máy nén ly tâm và máy nén hướng trục.

Đọc thêm

Khí nén là gì?

4 tháng tám, 2022

Khí nén ở xung quanh chúng ta, nhưng chính xác thì nó là gì? Hãy để chúng tôi giới thiệu với bạn về thế giới của khí nén và các hoạt động cơ bản của máy nén khí.

Đọc thêm

Xử lý khí nước và không khí

Máy sấy khí

• Dòng sản phẩm máy sấy khí của chúng tôi bảo vệ các hệ thống và quy trình của bạn theo cách đáng tin cậy, hiệu quả trong tiết kiệm năng lượng và chi phí vận hành.

Phin lọc khí

• Rất nhiều lựa chọn giải pháp lọc dành cho khí nén với nhiều loại và cấp độ phin lọc khác nhau. Ra đời với sự hỗ trợ của kiến thức ứng dụng chuyên gia mà chúng tôi nắm được.

Xử lý ngưng tụ

• Dòng sản phẩm bao quát các giải pháp xử lý ngưng tụ đáng tin cậy, sạch và hiệu quả về giá dành cho tất cả các ứng dụng áp suất thấp, trung và cao của bạn. Tìm hiểu thêm

Bình chứa khí và bộ làm mát khí

• Xem toàn bộ dòng sản phẩm bộ làm mát khí và bình chứa khí cao cấp của chúng tôi. Linh hoạt, chắc chắn và có những tiêu chuẩn cao nhất, chắc chắn bạn sẽ có hiệu suất cao nhất. Tìm hiểu thêm

Process filtration

• We meet gas and liquid filtration requirements in different industries.

Hệ thống làm mát nước công nghiệp

• Bộ làm mát bằng nước công nghiệp hiệu suất cao và đáng tin cậy cho nhiều ứng dụng khác nhau. TCX và TCA series của chúng tôi là bộ làm mát quy trình toàn diện, cho phép lắp đặt nhanh chóng trong hệ thống làm mát của bạn.