Рабочие процессы и производительность винтового компрессора

Рабочий цикл винтового компрессора имеет четыре фазы: всасывание, перенос, сжатие и нагнетание.

Всасывание. Газ через всасывающее окно заполняет впадины между зубьями роторов при их вращении и выходе зубьев из зацепления. Процесс всасывания продолжается до тех пор, пока кромки зубьев ведомого и ведущего роторов совместятся с кромками окна всасывания. Объем впадин между зубьями ведущего и ведомого роторов носит название парной полости.

Перенос. В процессе дальнейшего поворота роторов газ переносится без изменения замкнутого объема парной полости в направление окна нагнетания.

Сжатие. Давление газа повышается за счет уменьшения замкнутого объема парной полости при вращении роторов. Процесс сжатия продолжается до момента совмещения кромок зубьев с кромками окна нагнетания.

Нагнетание. Газ из уменьшающегося объема парной полости нагнетается в нагнетательный патрубок. Если давление в конце сжатия меньше давления в нагнетательном трубопроводе, то происходит внешнее дожатие газа до давления нагнетания.

 

Теоретическая объемная производительность винтового компрессора:

 

,

 

где – объем парной полости.

 

Действительная производительность:

 

,

 

где λ – коэффициент подачи компрессора.

Коэффициент подачи учитывает влияние различных потерь на производительность компрессора. Среди них основными являются утечки газа через зазоры, подогрев на всасывании, выделение газа из масла, гидравлические сопротивления всасывающих каналов, центробежные силы и другие.

Для определения теоретической производительности можно использовать зависимость:

 

,

 

где – безразмерные коэффициенты использования объема парной полости; относительной длины винтов; относительной площади соответственно; – диаметр ведущего винта.

При расчете компрессоров определяется диаметр :

 

.

 

Выразив через окружную скорость и , получим:

 

.