Máy nén khí có mặt tại hầu hết các ngành nghề và lĩnh vực sản xuất, vui chơi giải trí hiện nay. Tính linh hoạt của loại máy này khiến chúng được mọi người ứng dụng vào các ngành nghề quan trọng. Nếu như bạn muốn sử dụng máy nén khí đúng kỹ thuật để vừa có thể đảm bảo an toàn, cũng như không xảy ra hỏng hóc thì hãy tham khảo ngay bài viết dưới đây của Fedi Việt Nam để tìm hiểu về nguyên lý hoạt động của máy nén khí nhé!
Cách hoạt động của máy nén khí
Máy nén khí hoạt động dựa trên nguyên lý ép không khí vào bình chứa để tạo ra áp suất. Bằng cách thay đổi thể tích hoặc động năng của khí, máy nén khí có thể tăng áp suất khí lên mức mong muốn. Mặc dù có nhiều loại máy nén khí khác nhau với cấu trúc và nguyên lý hoạt động riêng, nhưng nguyên tắc chung vẫn là nén khí từ môi trường xung quanh để tạo ra áp suất cao hơn phục vụ cho nhiều mục đích khác nhau.
Quá trình hoạt động của máy nén khí thường diễn ra qua các bước sau:
- Hút khí: Máy nén khí lấy không khí từ môi trường xung quanh thông qua một hệ thống van và ống dẫn.
- Nén khí: Sau khi được hút vào, không khí được nén lại bằng cách sử dụng các thành phần như piston, vít xoắn, hoặc bánh răng, làm tăng áp suất của nó.
- Xả khí: Khi áp suất đạt đến mức mong muốn, khí nén được đẩy ra khỏi buồng nén thông qua van xả.
- Lưu trữ: Khí nén sau đó được chứa trong một bình chứa hoặc hệ thống bình chứa để chuẩn bị cho việc sử dụng sau.
- Phân phối: Khí nén từ bình chứa được chuyển qua hệ thống ống dẫn đến các thiết bị cần sử dụng, như máy móc, công cụ, hoặc các hệ thống khí nén khác.
Xem ngay: Tìm hiểu cấu tạo máy nén khí trục vít có dầu chi tiết NHẤT
Nguyên lý hoạt động của máy nén khí
Hiện nay, có hai phương pháp chủ yếu để nén khí bao gồm: Nguyên lý nén khí động năng và nguyên lý thay đổi thể tích.
Nguyên lý thay đổi thể tích
Nguyên lý thay đổi thể tích là nguyên tắc cơ bản mà các máy nén khí sử dụng để nén không khí. Khi thể tích của không khí giảm đi, áp suất của nó sẽ tăng lên và ngược lại. Trong máy nén khí, nguyên lý này được thực hiện thông qua việc sử dụng một buồng chứa khí (hay còn gọi là đầu nén) có khả năng thay đổi thể tích.
Quá trình nén khí do thay đổi thể tích:
- Cấu tạo: Máy nén khí áp dụng buồng nén có thể thay đổi thể tích, thường thấy ở các loại máy nén như piston và trục vít.
- Nguyên lý hoạt động:
- Hút khí: Buồng nén mở rộng thể tích, tạo ra áp suất thấp và hút không khí từ bên ngoài vào.
- Nén khí: Sau đó, buồng nén thu nhỏ thể tích, làm giảm không gian cho khí, khiến áp suất khí tăng lên.
- Xả khí: Khi áp suất khí đạt mức yêu cầu, khí nén được xả ra khỏi buồng nén qua van xả.
Nén khí thay đổi thể tích là thuật ngữ dùng để mô tả các loại máy nén khí sử dụng cơ chế chuyển dịch khí tích cực. Mặc dù cấu trúc nội bộ của các máy này có thể khác nhau, nhưng phương pháp cung cấp năng lượng là tương tự nhau.
Một ví dụ đơn giản về nén thay đổi thể tích là bơm xe đạp, nơi không khí được hút vào một xi lanh và nén lại bởi một pít-tông di chuyển.
Tỷ lệ áp suất là mối quan hệ giữa áp suất tuyệt đối tại đầu vào và đầu ra. Ví dụ, một máy nén hút không khí ở áp suất khí quyển (1 bar(a)) và nén nó lên 7 bar áp suất quá áp sẽ có tỷ lệ áp suất là (7 + 1) / 1 = 8.
Máy nén khí được phân loại dựa trên áp suất làm việc cụ thể như sau:
- Máy nén khí áp suất thấp: ≤ 15 bar
- Máy nén khí áp suất cao: ≥ 15 bar
- Máy nén khí áp suất rất cao: ≥ 300 bar
Xem ngay: Trọn bộ chi tiết bộ phụ kiện máy nén khí không dầu mới nhất
Nguyên lý động năng
Trong máy nén khí động năng, quá trình tăng áp diễn ra khi không khí lưu thông qua máy. Không khí được tăng tốc đến tốc độ cao nhờ các cánh nén trên bánh nén. Sau đó, vận tốc của khí được chuyển thành áp suất tĩnh khi khí buộc phải giảm tốc độ và giãn nở trong bộ khuếch tán.
So với máy nén thay đổi thể tích, máy nén động năng có đặc điểm là một thay đổi nhỏ về áp suất làm việc có thể gây ra sự thay đổi lớn về lưu lượng.
Mỗi tốc độ của cánh nén có một giới hạn lưu lượng nhất định, cả trên và dưới. Giới hạn trên xảy ra khi tốc độ dòng khí đạt đến tốc độ âm thanh. Giới hạn dưới xảy ra khi áp suất ngược vượt quá áp suất tích tụ của máy nén, dẫn đến hiện tượng khí chảy ngược bên trong máy nén. Điều này có thể gây ra rung động, tiếng ồn và nguy cơ hỏng hóc cơ học.
Cụ thể về nén khí dựa trên động năng:
- Cấu tạo: Máy nén khí động năng sử dụng cánh quạt hoặc bánh xe ly tâm để tăng tốc độ của không khí, thường thấy trong các máy nén ly tâm.
- Hoạt động:
- Tăng tốc: Không khí được hút vào và quay với tốc độ cao nhờ cánh quạt hoặc bánh xe ly tâm.
- Chuyển đổi năng lượng: Vận tốc cao của khí được chuyển đổi thành áp suất cao khi khí đi qua bộ khuếch tán.
- Xả khí: Khí nén sau đó được xả ra khỏi máy qua van xả.
Xem ngay: Hướng dẫn quy trình bảo dưỡng máy nén khí trục vít
Trên đây là bài viết của Fedi Việt Nam về nguyên lý hoạt động của máy nén khí một cách chi tiết nhất. Hy vọng thông qua bài viết này, bạn đọc sẽ có được những thông tin hữu ích nhất khi sử dụng loại máy này.
