BRODSKI POMOĆNI STROJEVI KOMPRESORI ZRAKA

Kompresori zraka Kompresor zraka je stroj koji nekom plinu povećava tlak. Pri tome se plinu povećava i temperatura, iako to samo po sebi nije cilj.

Kompresori zraka Stlačeni zrak na brodu se koristi za: upućivanje glavnih motora upućivanje pomoćnih motora sustav pneumatskog upravljanja i regulacije

Podjela kompresora Volumetrijski kompresori povećavaju tlak određenom volumenu plina ciklički na način da mu smanje volumen, pretvaraju mehaničku energiju u energiju tlaka izravno. Dinamički kompresori povećavaju tlak struji plina kontinuirano na način da ubrzavaju strujanje čime se pretvara mehanička energija u kinetičku, i potom usporavaju strujanje čime se kinetička energija pretvara u energiju tlaka.

Podjela kompresora

Volumetrijski kompresori Klipni kompresor: cilindar klip usisni ventil tlačni ventil klipnjača koljenasto vratilo

Volumetrijski kompresori Krilni kompresor – promjenom eskscentriciteta moguće mijenjati protok plina

Volumetrijski kompresori Rootovo puhalo

Dinamički kompresori Radijalni turbokompresor

Dinamički kompresori Aksijalni turbokompresor

Podjela po dobavi mala dobava: do 150 m3/h srednja dobava: 150-4000 m3/h velika dobava: iznad 4000 m3/h

Podjela po radnim tlakovima vakuum crpke: iz podtlaka puhala: do 3 bara niskotlačni: 3-12 bara srednjetlačni: 12-150 bara visokotlačni: iznad 150 bara

Podrčja primjene kompresora

Termodinamičke osnove Idealni proces

Termodinamičke osnove Proces u indikatorskom dijagramu

Termodinamičke osnove Promjena stanja 1-2 može biti: a) izotermna n=1 (prilikom kompresije radnoj se tvari odvodi toplina pri čemu je T=konst.), b) izentropska n=κ (s=konst ; q=0), c) politropska (s≠konst; q=cnΔT ).

Termodinamičke osnove

Termodinamičke osnove

Termodinamičke osnove Izmjena topline između zraka i stijenki cilindra

Termodinamičke osnove Promjena stanja 1-2 u stvarnom kompresoru

Stupnjevana kompresija Ako je kompresijski omjer prevelik, kompresija se odvija u više stupnjeva

Stupnjevana kompresija Koristi se međuhlađenje kako bi se smanjila potrebna snaga kompresora. Optimalan omjer tlakova u stupnjevanoj kompresiji je: gdje je z broj stupnjeva.

Volumetrijski stupanj djelovanja λ1 – utjecaj štetnog prostora λ2 – utjecaj pada tlaka pri usisu λ3 – utjecaj zagrijavanja kod usisa λ4 – utjecaj propuštanja

Utjecaj štetnog prostora

Utjecaj pada tlaka pri usisu

Utjecaj zagrijavanja kod usisa

Utjecaj propuštanja

Volumetrijski stupanj djelovanja λ1 – utjecaj štetnog prostora λ2 – utjecaj pada tlaka pri usisu λ3 – utjecaj zagrijavanja kod usisa λ4 – utjecaj propuštanja

Snaga kompresora tehnički rad otvorenog ciklusa snaga kompresora uz maseni protok

Snaga kompresora volumetrijski stupanj djelovanja ukupna snaga

Snaga kompresora pi srednji indicirani tlak

Snaga kompresora indicirani izentropski stupanj djelovanja politropska kompresija, otpori u ventilima, propusnost, nedovoljno međuhlađenje mehanički stupanj djelovanja gubici trenja dobre izvedbe 0,9-0,96 višestepeni kompresori 0,88-0,93 mali jednoradni kompresori 0,85 izentropski stupanj djelovanja

Snaga kompresora izentropska snaga efektivna snaga

Snaga kompresora Unutrašnja (indicirana) izentropska efikasnost   Unutrašnja (indicirana) izentropska efikasnost Ukupna izentropska efikasnost Klipni jednostupanjski 0.90 ÷ 0.95 0.83 ÷ 0.94 Klipni višestupanjski 0.76 ÷ 0.83 0.72 ÷ 0.78 Dvovijčani kompresori 0.80 ÷ 0.85 Lamelni kompresori 0.70 ÷ 0.75 Roots 0.60 ÷ 0.65 Turbo puhala 0.60 ÷ 0.80 Jednostupanjski centrifugalni 0.80 ÷ 0.86 0.77 ÷ 0.82 Višestupanjski centrifugalni 0.68 ÷ 0.77 Aksijalni 0.85 ÷ 0.87

Projektni zadatak tip izvedbe broj stupnjeva brzina vrtnje broj i dimenzije cilindara stanje zraka na usisu konačni projektni tlak → učinak kompresora

Izvedbe za brodsku namjenu

Brzina vrtnje ograničenje vezano za srednju klipnu brzinu 3-5,5 m/s

Projektni zahtjev Izvedba vertikalni redni,V,W,.. Broj stupnjeva kompresije dvostupanjska s međuhlađenjem Izvedba cilindara(radnost) jednoradni,dvoradni Srednja klipna brzina- cm 3-5,5 m/s Pogonski stroj elektromotor (diesel i benziski motor) Brzina vrtnje- n 480-1450 o/min Kapacitet kompresora- Q m3/h Stanje usisnog voda p1=1,013bar; υ1=40°C

Projektne značajke kompresora Ukupni volumen zračnih spremnika treba omogućiti ne manje od dvanaest uzastopnih upućivanja porivnog dizelskog motora, ako je on prekretan, tj. šest uzastopnih upućivanja za neprekretne motore → kapacitet spremnika zraka → dobava kompresora

Projektne značajke kompresora projektni tlak 30 bara, potrebno uvećati zbog gubitaka

Projektne značajke kompresora snaga izentropske kompresije oba stupnja vrijedi uz:

Projektne značajke kompresora efektivna snaga kompresora uz pretpostavljene vrijednosti indiciranog izentropskog stupnja djelovanja i mehaničkog stupnja djelovanja

Usporedba s jednostepenim Snaga izentropske kompresije u jednom stupnju

Dimenzije cilindra u projektnoj fazi vrijedi: dobava kompresora dimenzije se mogu odrediti iz omjera ili srednje klipne brzine

Sustav stlačenog zraka