Basınçlı Havanın Üretimi Kontrol Sistemleri

Transkript

1 EĞİTİM NOTLARI - 1

2 Basınçlı Hava Teknolojisi Temel Prensipleri Basınçlı Havanın Üretimi Kontrol Sistemleri Fizibilite Kompresör Tesisi Dizaynı Basınçlı Hava Sistemleri Basınçlı Havanın Şartlandırılması

3 Basınçlı Hava Nedir? Havanın Bileşenleri Çevremizdeki hava aşağıdaki gazlardan oluşur : 78 % Nitrojen 21 % Oksijen 1 % Diğer Gazlar ( Örneğin ; karbondioksit ve argon ) Nitrojen 78% Diğer Gazlar 1% Oksijen 21%

4 Basınçlı Havanın Özellikleri Basınçlı hava, sıkıştırılmış atmosfer havasıdır. Bunun anlamı; enerjinin havada depolanmış olmasıdır. Basınçlı hava uzun boru hatları boyunca tesis edilebilir, tanklarda depolanabilir ve genişleyerek iş üretebilir. İŞ Basınçlı Hava Basınç Enerjisi Isı

5 Basınçlı Hava Nasıl Davranır? Bütün gazlarda olduğu gibi, hava da moleküllerden oluşur. Moleküller moleküler kuvvet tarafından birlikte tutulur. Hava bir tanka basılırsa ( sabit hacim ), bu moleküler tankın iç duvarlarına çarparak P basıncını oluşturur. P P P P P P Sıcaklık yükseldikçe hava moleküllerinin hareketi artar ve üretilen basınç yükselir. P P P P P P Hacim ( V ) Sıcaklık ( T ) Basınç ( P ) = Sabit = Artar = Yükselir Boyle ve Mariotte ayrı ayrı deneylerle basınçlı gazın hacmini incelemişler ve aşağıdaki gibi bağıl denklemler kurmuşlardır : Gaz hacmi basınç ile ters orantılıdır. ( Boyle-Mariotte Kanunu )

6 Hava Hatlarında Akış Hızı A 1 v 1 A 2 v 2 İlgili Formül : A1 V = A1 x v1 = A2 x v2 A2 V = Akış debisi v = hız A = boru kesit alanı = v2 v1

7 Sıkıştırılmış Havanın Hareketi Basınç kaybı : kesit alanı hava hızı boru boyu boru iç yüzeyinin durumu ile alakalıdır.

8 Genel: Basınç (p) = Birimler: 1 Pascal (Pa) = Kuvvet (F) Alan (A) 1 Newton (N) 1 m² (A) Basıncın Tanımı Çevrim Tablosu 10 5 Pa = 1 bar 1 MPa = 10 bar Gösterge Basıncı 1 bar = 14,5 psi(g) 1 bar = mmss 1 bar = 750,062 Torr A = 1 m 2

9 Birimler ve Formül Sembolleri TEMEL BİRİMLER SI-Uluslar arası sistem birimleri 14. ağırlık ve ölçüler genel konferansında kabul edilmiştir den itibaren uygulanmaktadır. Bağımsız ölçü birimleri olarak ifade edilirler ve SI-sisteminin temelini oluşturur. Temel Birim Formül Sembolü Sembol İsim Uzunluk I [ m ] Metre Kütle m [ kg ] Kilogram Zaman t [ s ] Saniye Akım Şiddeti I [ A ] Amper Sıcaklık T [ K ] Kelvin Işık Şiddeti I [ cd ] Candela Molekül Miktarı n [ mol ] Mol

10 BASINÇLI HAVA BİRİMLERİ Mühendislik, temel birimlerden türetilmiş ölçüleri kullanır. Aşağıdaki tablo sık kullanılan basınçlı hava birimlerini göstermektedir. Birim Formül Sembolü Sembol İsim Kuvvet F [ N ] newton Basınç p [ Pa ] [ bar ] pascal bar Alan A [ m 2 ] metre kare Hacim V [ m 3 ] [ I ] 1 bar = Pa metre küp litre 1 m 3 = I Hız v [ m/s ] metre / saniye Kütle m [ kg ] [ t ] kilogram ton 1 ton = kg Yoğunluk ρ [ kg/m 3 ] Kilogram / m 3 Sıcaklık T [ o C ] Santigrad derece İş W [ J ] Joule Enerji P [ W ] Watt Gerilim U [ V ] Volt Frekans f [ Hz ] Hertz Birimler ve Formül Sembolleri

11 Birimler ve Formül Sembolleri ÇEVRİM TABLOSU Hacim Debi -den Çarpım katsa. -e cm 3 0,06102 cu.inch (in 3 ) dm 3 (litre) 0,03531 cu.ft. (ft 3 ) dm 3 (litre) 0,22 galon (U.K.) dm 3 (litre) 0,242 galon (US.) m 3 1,308 cu.yard (yard 3 ) Basınç -den Çarpım katsa. -e lt/dak. 0,0353 cfm m 3 /dak. 35,31 cfm m 3 /sa. 0,588 cfm Kuvvet -den Çarpım katsa. -e -den Çarpım katsa. -e bar (abs) 14,5 psia bar (abs) 14,5+Atm. psig N 0,2248 Pound kuvvet (lbf) kw 1,36 HP

12 Basınç Atmosfer Basıncı P atm [ bar ] Atmosfer basıncı etrafımızı çevreleyen havanın ağırlığından kaynaklanır. Aynı yerde havanın yoğunluğundan ve yüksekliğinden bağımsızdır. Deniz seviyesinde, mbar = 1,01325 bar = 760 mm/hg [Torr ] = Pa Sabit koşullar altında ölçüm noktası yükseldikçe basınç düşer. Yüksek basınç P g [ bar op ] Yüksek basınç atmosfer basıncının üstündeki basınçtır. Basınçlı hava teknolojisinde basınç genellikle yüksek basınç olarak belirtilir ve birim olarak bar kullanılır.

13 Basınç Mutlak Basınç P a [ bar ] P a, mutlak basınç atmosfer basıncı ile yüksek (gauge) basıncın toplamıdır. Yüksek Basınç P a = P atm + P g P a P atm P g P V Barometrik Hava Basıncı Kısmi Vakum (500mbar) Kuvvet Alan SI sistemine göre birimi Paskal (Pa) dır. Ne varki pratik uygulamada bar kullanılır. Eski ölçü birimi atm artık kullanılmamaktır. 1 atm = bar. F Basınç P A (20 mbar) 100 % Vakum 1Newton 1N 1 pascal 2 1P a 1m 2 1m 1 bar = mmss [ mm su sütunu ]

14 Hacmin Norm Hacime Çevirimi DIN 1343 e göre, Hacmin Norm Hacime Çevirimi V O = V 1 x T O x (p 1 - (H rel x p D )) p O x T 1 V O = DIN 1343 e göre norm hacim V 1 = Hacim ( kompresörden sağlanan ) T O = DIN 1343 e göre sıcaklık, T O = K ( 0 o C ) T 1 = [ K ] cinsinden sistemdeki azami sıcaklık P O = DIN 1343 e göre hava basıncı, P N = bar P 1 = [ bar ] cinsinden sistemdeki asgari basınç H rel = Sistemdeki havanın azami bağıl nem oranı (%) P D = Hava sıcaklığına bağlı olarak ( tabloya bkz. ) havadaki su buharının doyma basıncı [ bar ] DIN 1343 e göre hava yoğunluğu : kg/m 3 ( kuru hava )

15 Hava sıcaklığına bağlı olarak su buharının doyma basıncı t ( C ) hava sıcaklığındaki doyma basıncı P D (bar) t -10 0, , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,01150 p D t p D t p D 10 0, , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,

16 DIN 1343 e göre Norm Hacim Çevrim Tablosu P 1 ( bar ) Bağıl H1 Nem % 60 0, , , Su buharı Doyma Basıncı Pd ( bar ) T1 ( o C ) , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,011473

17 DIN 1343 e göre Norm Hacim Çevrim Tablosu T1 ( o C ) , , , , , , , , , , , , , ,0956 1, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , V 1 = V 0. P 0. T 1 ( P 1 H rel.. P d ). T 0 = V 0. f ; V 0 = V 1 f

18 Basınçlı Hava Üretimi Kompresör Tipleri Dinamik Deplasmanlı Santrifüj Turbo Aksiyel-turbo Dönen Pistonlu Tek-rotorlu Çift-rotorlu Kanatlı Akışkan Ringli Spiral Vidalı Blower Trunk Çapraz Ventilli Serbest Pistonlu Diyaframlı

19 Kompresör Tipleri Vidalı Kompresörler Pistonlu Kompresörler Turbo Kompresörler Seyyar Kompresörler

20 Kompresör Tipleri

21 Kompresör Tipleri

22 Kompresör Tipleri Pistonlu Kompresörler Tek Kademeli

23 Pistonlu Kompresörlerde Efektif Hava Üretimi Deplasman hacmi Emiş basınç kaybı Sızıntı kayıpları Giriş havasının ısınması Kullanılamayan boşluklar Toplam Kayıplar Efektif hava üretimi Yaklaşık deplasman Hacminin %75 i

24 Kompresör Tipleri Pistonlu Kompresörler Çift Kademeli Uygulamalar : 15 bar a kadar sıkıştırma 40 bar a kadar Booster tipi (Vidalı ile beslemeli )

25 Pistonlu Kompresörler Piston üst boşluğu (ölü boşluk) 9 bar 1 bar mutlak Üst ölü nokta strok Alt ölü nokta

26 Üst Boşluk 8 bar Pistonlu Kompresörler 1 bar mutlak genleşme Üst ölü nokta Strok Alt ölü nokta

27 Pistonlu Kompresörler Kompresyon Kayıplar Hava sekmanlardan kartere kaçar

28 Basınç ( bar ) Pistonlu Kompresörler Pistonlu Kompresör Basınç Hacim Grafiği Polytropic Sıkıştırmada Basınç-Hacim İlişkisi : 20 o C 110 o C 240 o C ISOTHERMAL SIKIŞTIRMA P 1 V n 1 = P 2 V n 2, n = genel olarak 1.3 ADIABATIK SIKIŞTIRMA POLYTROPIC SIKIŞTIRMA İKİ KADEMEYLE TASARRUF EDİLEN İŞ Pa x Hacim(m 3 ) = N x m = joul 2.KADEME 20 o C 110 o C 1.KADEME 20 o C HACİM ( m 3 )

29 Hacimsel Verim [ % ] Pistonlu Kompresörler Tek ve çift kademeli kompresörlerde hacimsel verim 2-kademe 1-kademe Hacimsel Verim = Serbest hava miktarı Teorik piston Deplasmanı Basınç [ bar ]

30 Vidalı Kompresörler Vidalı Kompresör Akış Şeması Hava Radyatörü Yağ Radyatörü Hava Emiş Filtresi Emiş Regülatörü Soğutucu Fan Sıkıştırma Elemanı Basınç Sınır Valfi Otomatik Kondens Tahliye Sisteme ( Hava Tankına ) Hava/Yağ Separatörü Yağ Tankı Termostatik Valf Separatörden Emilen Yağ Hattı Yağ Filtresi

31 Vidalı Kompresörler Vidalı Kompresör Akış Şeması 3 M 23* * 25 M P2NE-Regler 13 5 R B2 p 22 7 P2 p p P Emiş ( hava ) filtresi Emiş Regülatörü Hava Silindiri Basınç Kontrol Valfi Elektrik Motoru Vida Bloğu Sıcaklık Sensörü Basınç ( Yağ ) Tankı Separatör Boşaltma Vanası Emniyet Ventili Yağ Filtresi ΔP si ( opsiyon ) Yağ Filtresi Yağ Radyatörü Kısma Basınç Düşürücü Valf Basınç Sınır ve Çekvalf Konbinesi R2 P1 P2 Hava Radyatörü Basınç Göstergesi 3/2 Selenoid Valf 2/2 Selenoid Valf Yağ Sıcaklık Regülatörü Yağ Seviyesi Göstergesi Hava Filtresi Düğmesi ( bakım ) Hava Soğutma Fanı Çekvalf Pislik Tutucu ( sadece Su soğutmalıda ) Su Soğutma Selenoid Valfi Kompresör Sıcaklığı ( Kumandada Görünen ) Sistem Basınç Transmitteri İç Basınç Y6 Soğutma Suyu Selenoid Valfi ( Sadece su soğutmalıda ) Y6

32 Vidalı Kompresörler Yağ Tankı 2 Yağ Filtresi 3 Yağ Radyatörü 4 Basınç Sınır Çekvalf Kombinesi 5 Kumanda Panosu 6 Nihai ( Hava ) Soğutucu 7 Elektrik Motoru 8 Hava Filtresi 9 Soğutma Fanı 10 Şase 11 Kanopi ( Kaporta ) 12 Elektrik Panosu 13 Termostatik Valf 14 Vida Bloğu 15 Oto. Kayış Gerdirme 16 Emiş Regülatörü

33 Vidalı Kompresörler V-Kayış Tahrik Sistemi Otomatik Gerdirme Sistemi Sabit Güç Aktarımı Uzatılmış Servis Ömrü Bakım Gerektirmez Kolay Servis Yapılabilirlik Basınç Değişimi Kolay Adapte Edilen Kasnaklar Pahalı Dişli Kutusu Revizyonları Yoktur.

34 V-Kayış Tahriki Otomatik Kayış Gerdirme Sistemi Vidalı Kompresörler

35 Tam Otomatik Dinamik Gerdirme Sistemi Vidalı Kompresörler Motor ağırlığı, tork etkisi ve yay ile gerdirme Çalışmanın bütün safhalarında doğru kayış gerginliği V-Kayışlar ve rulmanlar için uzun servis ömrü Bütün servis ömrü boyunca en aza indirilmiş kayma ve sabit verimlilik F S = ( F dyn x L3 ) - ( F G x L1 ) - M R L2

36 Vidalı Kompresörler Otomatik Kayış Gerdirme Sisteminin Avantajları Her çalışma modu için optimum kayış gerginliği elde edilir. ( Yüke göre ön gerdirme ) Çok yüksek ön gerdirme gereksinimi olmadığından V-kayışının ömrü önemli ölçüde artar. ( saat çalışma ömrü garanti edilir ) ve vida bloğu rulmanlarına gelen yük azaltılır. Kayma minimum seviyededir. ( % % 0.5 ) Kasnakların ayarı her zaman garanti edilir. Tüm sistem otomatik olarak bakımsız çalışır. F S = ( F dyn x L 3 ) + ( F G x L 2 ) - M L 1

37 Soğutma Havası Akışı Vidalı Kompresörler Isınan hava fan(lar) vasıtası ile dışarıya atılır. Soğutucu Hava Çıkışı Kötü çevre koşullarında bile ısı birikmesi olmaz ve efektif bir soğuma olur. Asıl Soğutma Hava Akışı Soğutucu hava, motor ve vida bloğunun üzerindeki ısıyı alarak soğuk bölgeye çekilir. Soğutucu Soğutucu fanlar asıl soğutma havasını radyatörler üzerinden sıcak bölgeye çekerler Hava Akışı

38 Vidalı Kompresörler İki Bölge Prensibi Sıcak Bölge Soğuk Bölge Soğutucular Fanlar Optimize edilmiş Δt Düşük gürültü seviyesi Girişi havasını soğutma Motor Vida Bloğu Açığa çıkan ısı soğutma havası ile alınır

39 Ana Parçalar Vidalı Kompresörler Elektrik panosu Çelik hava ve yağ bağlantı boruları Güvenilir ve bakım gerektirmeyen otomatik V-Kayış gerdirme sistemi Yüksek kapasiteli emiş regülatörlü sıkıştırma elemanı

40 Vidalı Kompresörler Ana Parçalar Emiş Filtresi Soğutma Fan(lar)ı Motor Kolay Erişilen Büyük Soğutucular Separatör Tankı

41 Soğutucu Fanlar Vidalı Kompresörler

42 Sıkıştırma Elemanı Vidalı Kompresörler Modern, CompAir Sıkıştırma Elemanı Düşük Hız rpm Güvenli Mil Sızdırmazlık Sistemi, FSS Emiş kısmına bağlantı Sıkıştırma Elemanını Koruyan 3 Mikron Emiş Filtresi

43 Vidalı Kompresörler FSS Hava Emiş Toz Tutucu Keçe Radyal Mil Keçesi Destek Bileziği Yağ Kaçakları Vida Bloğunun Emişine Verilir

44 Sıkıştırma Elemanı Vidalı Kompresörler Rotorlar hassas 3D görüntüleme teknolojisi kullanılan CNC taşlama makinelerinde işlenir. Yüksek Hassasiyet Düşük rotor hızları Yüksek verimlilik Maksimum güvenilirlik

45 Hava ve Yağ Soğutucuları Vidalı Kompresörler Nihai Soğutucu En iyi soğutma için geniş yüzey alanı Kolay temizlik için dik dizayn 45 o C çevre sıcaklığına kadar çalışmaya uygunluk Kurutucu ekipmanının yükünü azaltacak, çevre sıcaklığının 5-7 o C üstünde, düşük hava çıkış sıcaklığı Yağ Soğutucusu

46 Yüksek Kaliteli Hava Vidalı Kompresörler Verimli ilk separasyon için yağ-hava karışımı tanka teğet püskürtülür. Yüksek kaliteli soğuk basınçlı hava 3 ppm yağ miktarı Mükemmel ölçülendirilmiş separatör elemanı Basınç düşümünü azaltır & enerji tasarrufu sağlar. Uzun çalışma ömrü : 4000 saat Uzatılmış yağ ömrü : 4000 saat

47 Vidalı Kompresörler Kolay Kurulum Kurulumu basit tamamen sessiz paket Titreşim takozları ile sönümlendirilen titreşim Düşük gürültü seviyeleri: db(a) Üniteler fabrikadan yağ doldurulmuş olarak gönderilir

48 Kompresör Isı Dağılım Grafiği Vidalı Kompresörler Çevreye ısı yayılımı 2% Basınçlı havadaki Isı 4% Elektrik motorundan yayılan ısı 9% Hava radyatöründe alınan ısı 13% Yağ radyatöründe alınan ısı 72%

49 Yağ Yaşlanma Prosesi Vidalı Kompresörler Yağ sıcaklığına bağlı olarak, yağın servis ömrü Yağın Nominal Ömrü ( Değişim Zamanı ) Tavsiye edilen yağ değişimi %25 %50 %75 %100 İşletme - Servis Periyodu ( Yağın Nominal Ömür Yüzdesi )

50 Vidalı Kompresörler Yağ Püskürtmeli Vidalı Kompresörlerde Yağlamanın Önemi İlk Fayda: Soğutma, vida bloğu çıkış sıcaklığı o C İkinci Fayda: Üçüncü Fayda: Dördüncü Fayda: Rulmanların yağlanması Rotorlar ve blok arası boşlukların yalıtılması, metalik kontağın engellenmesi Havanın toz, sülfür vb. Maddelerden arındırılması