এয়ার কম্প্রেসারের শ্রেণিবিন্যাসের মানদণ্ডগুলো কী কী?

গ্যাস সংকুচিত করা হলো বাহ্যিক শক্তি ব্যবহার করে গ্যাসকে চাপ স্থিতিশক্তি অর্জন করানোর একটি প্রক্রিয়া, এবং কম্প্রেসার হলো সংকুচিত গ্যাসের সৃষ্টিকারী যন্ত্র। সুতরাং, স্ক্রু এয়ার কম্প্রেসারের এয়ার এন্ডের মৌলিক কার্যকারিতা এই চারটি দিক থেকে অবিচ্ছেদ্য: চাপ, প্রবাহ, ক্ষমতা এবং নির্দিষ্ট ক্ষমতা।

স্ক্রু এয়ার কম্প্রেসারের এয়ার এন্ডের মৌলিক কার্যকারিতা – চাপ

সংকুচিত বায়ুর চাপ স্থিতিশক্তি অর্জন করা হলো এয়ার কম্প্রেসরের সবচেয়ে মৌলিক কাজ, এবং স্ক্রু এয়ার কম্প্রেসরও এর ব্যতিক্রম নয়। স্ক্রু এয়ার কম্প্রেসরের এয়ার এন্ড বাহ্যিক শক্তি ব্যবহার করে বায়ুর চাপ বৃদ্ধি করে। চাপ যত বেশি হয়, তত বেশি শক্তি খরচ হয় এবং এয়ার এন্ডের প্রয়োজনীয়তাও তত বেশি হয়। সাধারণত আমরা আউটপুট চাপ অনুসারে এয়ার কম্প্রেসরকে চারটি শ্রেণীতে ভাগ করি:
নিম্নচাপ: ০.২~১.০ মেগাপ্যাসকেল মাঝারি চাপ: ১.০~১০ মেগাপ্যাসকেল উচ্চ চাপ: ১০~১০০ মেগাপ্যাসকেল অতি-উচ্চ চাপ: ১০০ মেগাপ্যাসকেলের উপরে
স্ক্রু এয়ার কম্প্রেসরের আউটপুট প্রেশার সাধারণত ০.২~৪.০ এমপিএ হয়ে থাকে, যার অর্থ হলো এই পরিসরে এর কার্যক্ষমতা, উপযোগিতা এবং সাশ্রয় সবচেয়ে ভালো। এটি কম্প্রেসরের এয়ার এন্ডের গঠন এবং কার্যপ্রণালী দ্বারা নির্ধারিত হয় এবং এটি বাজারে সর্বাধিক চাহিদাসম্পন্ন প্রেশার সেগমেন্টও বটে।
এয়ার কম্প্রেসার দ্বারা সরবরাহকৃত সংকুচিত বায়ুর চাপ প্রধানত চাপ অনুপাত দ্বারা পরিমাপ করা হয়, যা হল আউটপুট চাপ Pd এবং সাকশন চাপ Ps এর অনুপাত। অনুপাত যত বেশি হবে, আউটপুট চাপ তত বেশি হবে। ε=Pd/Ps সূত্র (6)
স্ক্রু এয়ার কম্প্রেসরের প্রধান ইঞ্জিনের ক্ষেত্রে অভ্যন্তরীণ চাপ অনুপাত এবং বাহ্যিক চাপ অনুপাত থাকে।
অভ্যন্তরীণ চাপ অনুপাত: মূল ইঞ্জিনের দাঁতের মধ্যবর্তী স্থানের চাপ এবং শোষণ চাপের অনুপাত, যা শোষণ এবং নিষ্কাশন পোর্টগুলির অবস্থান ও আকৃতি দ্বারা নির্ধারিত হয়;
বাহ্যিক চাপ অনুপাত: নিষ্কাশন নলের চাপ এবং শোষণ চাপের অনুপাত। পরিচালন পরিস্থিতি বা প্রক্রিয়া প্রবাহের জন্য প্রয়োজনীয় শোষণ এবং নিষ্কাশন চাপ।
যখন অভ্যন্তরীণ চাপের অনুপাত বাহ্যিক চাপের অনুপাতের সমান বা তার চেয়ে কম হয়, তখন মূল ইঞ্জিন বেশি শক্তি খরচ করবে; যখন অভ্যন্তরীণ চাপের অনুপাত বাহ্যিক চাপের অনুপাতের সমান হয়, তখন মূল ইঞ্জিন সর্বোত্তম অবস্থায় থাকে।

স্ক্রু এয়ার কম্প্রেসারের প্রধান ইঞ্জিনের ক্ষেত্রে, যখন প্রধান ইঞ্জিন, পারিপার্শ্বিক তাপমাত্রা, শোষণ চাপ, প্রধান ইঞ্জিনের গতি এবং অন্যান্য বিষয়গুলি একই থাকে, তখন আউটপুট চাপ যত বেশি হয়, বিদ্যুৎ খরচও তত বেশি হয়।
স্ক্রু এয়ার কম্প্রেসরের মৌলিক কার্যকারিতা – বায়ুর প্রান্ত – প্রবাহ

প্রবাহ সাধারণত ভর প্রবাহ এবং আয়তন প্রবাহ নিয়ে গঠিত। এয়ার কম্প্রেশন সিস্টেম শিল্পের স্পেসিফিকেশন এবং স্ট্যান্ডার্ডে, আমরা সাধারণত প্রবাহ পরিমাপের পদ্ধতি হিসেবে আয়তন প্রবাহ ব্যবহার করি, যাকে আমাদের দেশে এক্সহস্ট ভলিউম বা নেমপ্লেট ফ্লো-ও বলা হয়: প্রয়োজনীয় এক্সহস্ট চাপের অধীনে, এয়ার কম্প্রেসার দ্বারা প্রতি একক সময়ে নির্গত গ্যাসের আয়তনকে ইনটেক অবস্থায় রূপান্তরিত করা হয়, অর্থাৎ, প্রথম-পর্যায়ের ইনটেক পাইপের সাকশন চাপ এবং সাকশন তাপমাত্রা ও আর্দ্রতার আয়তন মান। এর একক হলো m³/min। আয়তন প্রবাহকে প্রকৃত আয়তন প্রবাহ এবং আদর্শ আয়তন প্রবাহে বিভক্ত করা হয়।
সাধারণত, নমুনা, নির্বাচন এবং মেশিনের নেমপ্লেটে আদর্শ আয়তন প্রবাহ ব্যবহার করা হয়। শিল্প, অঞ্চল এবং ব্যবহারের কারণে, আদর্শ অবস্থার (তাপমাত্রা, চাপ এবং উপাদান) পার্থক্যের উপর ভিত্তি করে সংকুচিত বায়ুর বাজারে আদর্শ আয়তন প্রবাহের দুটি সংজ্ঞা রয়েছে:
আদর্শ অবস্থাটি হলো চাপ P=১০১.৩২৫ কিলোপ্যাসকেল; আদর্শ তাপমাত্রা T=০℃; এবং আপেক্ষিক আর্দ্রতা ০%। এটি প্রায়শই শিল্প গ্যাস, রাসায়নিক শিল্প বা দরপত্র দলিলে দেখা যায়, যেখানে এটিকে “স্ট্যান্ডার্ড স্কয়ার” বলা হয় এবং সাধারণত এর প্রতীক হিসেবে “VN” ও একক হিসেবে Nm³/min ব্যবহার করা হয়।
আদর্শ অবস্থাটি হলো চাপ P = ১০১.৩২৫ কিলোপ্যাসকেল; আদর্শ তাপমাত্রা T = ২০℃; এবং আপেক্ষিক আর্দ্রতা ০%। এটি সাধারণত সংকুচিত বায়ু শিল্পের মানদণ্ডে ব্যবহৃত হয় এবং একে “আদর্শ কার্য পরিস্থিতি” বলা হয়। এর প্রতীক সাধারণত “V” এবং একক হলো ঘনমিটার/মিনিট।
সাধারণত, আমাদের এয়ার কম্প্রেসার শিল্পে ব্যবহৃত আদর্শ আয়তন প্রবাহ হার হলো পরেরটি। এই দুটি অবস্থায় আয়তন প্রবাহ হারের রূপান্তর নিম্নলিখিত সূত্র দ্বারা গণনা করা যেতে পারে:
V(m3/মিনিট)=1.0732VN(Nm3/মিনিট) সূত্র (7)
স্ক্রু এয়ার কম্প্রেসরের প্রধান ইঞ্জিনের ক্ষেত্রে, অন্যান্য শর্ত একই থাকলে, রোটরের কেন্দ্র দূরত্ব যত বেশি হয়, এর আয়তন প্রবাহের হারও তত বেশি হয়; প্রধান ইঞ্জিনের গতি যত বেশি হয়, এর আয়তন প্রবাহের হারও তত বেশি হয়।
V আয়তন প্রবাহের হার = qv প্রধান ইঞ্জিন সংকোচন আয়তন × n হেড গতি সূত্র (8)
qv=CΨqv0Z1n=CΨCn1nλD3 সূত্র (9)
যেখানে Z1—পুরুষ রোটরের দাঁতের সংখ্যা; n—পুরুষ রোটরের গতি; λ—রোটরের আকৃতি অনুপাত; D—পুরুষ রোটরের বাইরের ব্যাস।
তাই, সাশ্রয়ের জন্য আমরা সাধারণত প্রধান ইঞ্জিনের প্রকারভেদ কমিয়ে আনি এবং বাজারের চাহিদা মেটাতে প্রধান ইঞ্জিনের গতি নির্ধারণের মাধ্যমে এয়ার কম্প্রেসরের নির্গত গ্যাসের পরিমাণ সমন্বয় করতে পারি।
তবে, স্ক্রু কম্প্রেসারের প্রধান ইঞ্জিনের গতি অসীমভাবে বেশি হতে পারে না, এটি সাধারণত ৮০০ থেকে ১০,০০০ আরপিএম-এর মধ্যে থাকে। একারণে, স্ক্রু কম্প্রেসারের প্রবাহের চাহিদা মেটাতে স্ক্রু প্রধান ইঞ্জিন প্রস্তুতকারকরা বিভিন্ন ভলিউম ফ্লো রেঞ্জের প্রধান ইঞ্জিন তৈরি করে থাকে।
সংকুচিত বায়ুর প্রবাহের পরিমাণের ভিন্নতা অনুসারে, এয়ার কম্প্রেসারগুলিকে সাধারণত ভাগ করা যায়:
মাইক্রো কম্প্রেসার<1m3>১০～<100 m3min; large compressor ≥100 min
মেইন স্ক্রু এয়ার কম্প্রেসারটি ১ থেকে ১০০ ঘনমিটার/মিনিট ক্ষমতাসম্পন্ন একক মেশিনের জন্য উপযুক্ত, যা সবচেয়ে নির্ভরযোগ্য ও সাশ্রয়ী এবং এয়ার কম্প্রেসার বাজারের প্রধান মডেল।
চাপ যত বেশি হয়, মূল ইঞ্জিনের শক্তি খরচও তত বেশি হয়; প্রবাহের পরিমাণ যত বেশি হয়, মূল ইঞ্জিনের শক্তি খরচও তত বেশি হয়।
স্ক্রু এয়ার কম্প্রেসারের প্রধান ইঞ্জিনের নির্দিষ্ট ক্ষমতার মান যত কম হবে, এর শক্তি খরচ তত কম হবে এবং ইঞ্জিনের কার্যক্ষমতাও তত ভালো হবে। স্থির প্রবাহের ক্ষেত্রে, আউটপুট চাপ যত বেশি হবে, প্রধান ইঞ্জিনের শ্যাফট পাওয়ার তত বেশি হবে, ফলে এর নির্দিষ্ট ক্ষমতার মানও তত বেশি হবে।
প্রতিটি স্ক্রু এয়ার কম্প্রেসার প্রধান ইঞ্জিনের একটি সর্বোত্তম নির্দিষ্ট শক্তি মান (optimal specific power value) থাকে, যা প্রধান ইঞ্জিনের গতির সাথে সম্পর্কিত। যখন প্রধান ইঞ্জিনের গতি খুব কম হয়, তখন লিকেজ বাড়ে, গ্যাসের পরিমাণ কমে যায় এবং নির্দিষ্ট শক্তি মান বেড়ে যায়; যখন প্রধান ইঞ্জিনের গতি খুব বেশি হয়, তখন ঘর্ষণ বাড়ে, শ্যাফট পাওয়ার বাড়ে এবং নির্দিষ্ট শক্তি মান বেড়ে যায়। কিন্তু অবশ্যই একটি সর্বোত্তম গতি থাকবে যা নির্দিষ্ট শক্তি মানকে সর্বনিম্ন করে। এই কারণেই এটা বলা সবসময় সঠিক নয় যে প্রধান ইঞ্জিন যত বড় হবে, এটি তত বেশি শক্তি-সাশ্রয়ী হবে।
স্ক্রু এয়ার কম্প্রেসার এবং ভেরিয়েবল ফ্রিকোয়েন্সি এয়ার কম্প্রেসার ডিজাইন করার সময়, গুণমান নিশ্চিত করার পাশাপাশি আমাদের মূল ইঞ্জিনের সাশ্রয়, মানসম্মতকরণ এবং মডুলারিটির বিষয়টিও বিবেচনা করতে হবে। এজন্য, আমরা বিভিন্ন চাপ ও প্রবাহের স্ক্রু এয়ার কম্প্রেসার ডিজাইন ও ডেভেলপ করার জন্য মূল ইঞ্জিনের নির্দিষ্ট পাওয়ার ভ্যালু কার্ভ ব্যবহার করব।