স্ক্রু এয়ার কম্প্রেসার এয়ার এন্ডের তিনটি মৌলিক পারফরম্যান্স এবং নির্দিষ্ট ক্ষমতা

গ্যাস সংকুচিত করা হলো বাহ্যিক শক্তি ব্যবহার করে গ্যাসকে চাপ স্থিতিশক্তি প্রদান করার একটি প্রক্রিয়া। 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 করাই হলো এয়ার কম্প্রেসারের সবচেয়ে মৌলিক কাজ, এবং স্ক্রু এয়ার কম্প্রেসারও এর ব্যতিক্রম নয়। স্ক্রু এয়ার কম্প্রেসারের প্রধান ইঞ্জিন বাহ্যিক শক্তি ব্যবহার করে বায়ুর চাপ বাড়ায়। চাপ যত বেশি হয়, তত বেশি শক্তি খরচ হয় এবং প্রধান ইঞ্জিনের উপর তত বেশি চাপ পড়ে। সাধারণত আমরা আউটপুট চাপ অনুসারে এয়ার কম্প্রেসারকে 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 কম্প্রেসারগুলির আউটপুট চাপ সাধারণত ০.২~৪.০ এমপিএ হয়ে থাকে, যার অর্থ হলো এই পরিসরে এদের কর্মক্ষমতা, উপযোগিতা এবং সাশ্রয় সবচেয়ে ভালো। এটি কম্প্রেসারের এয়ার এন্ডের গঠন এবং কার্যপ্রণালীর উপর নির্ভর করে এবং এটি বাজারে সর্বাধিক চাহিদাসম্পন্ন চাপের বিভাগও বটে।

এয়ার কম্প্রেসার দ্বারা সরবরাহকৃত সংকুচিত বায়ুর চাপ প্রধানত চাপ অনুপাত দ্বারা পরিমাপ করা হয়, যা হলো আউটপুট চাপ Pd এবং সাকশন চাপ Ps-এর অনুপাত। এই অনুপাত যত বেশি হবে, আউটপুট চাপও 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 কম্প্রেসার সিস্টেমের শিল্প-নির্দিষ্টকরণ এবং মানগুলিতে, আমরা সাধারণত প্রবাহ পরিমাপের পদ্ধতি হিসাবে আয়তন প্রবাহ ব্যবহার করি, যাকে আমাদের দেশে নিষ্কাশন আয়তন বা নেমপ্লেট প্রবাহও বলা হয়: প্রয়োজনীয় নিষ্কাশন চাপের অধীনে, এয়ার কম্প্রেসার দ্বারা প্রতি একক সময়ে নির্গত গ্যাসের আয়তনকে গ্রহণ অবস্থায় রূপান্তরিত করা হয়, অর্থাৎ, প্রথম-পর্যায়ের ইনটেক পাইপের শোষণ চাপ এবং শোষণ 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 একে “স্ট্যান্ডার্ড স্কয়ার” বলা হয় এবং সাধারণত এর সূত্র 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।

স্ক্রু এয়ার কম্প্রেসার এয়ার এন্ড স্পেসিফিক পাওয়ার এবং গণনা

এয়ার কম্প্রেসরের এয়ার এন্ড চালু থাকা অবস্থায় প্রতি একক সময়ে আয়তন প্রবাহের জন্য ব্যবহৃত শ্যাফট পাওয়ার। নির্দিষ্ট ক্ষমতার একক হলো: kW/(m³/min)।

গণনার সূত্রটি নিম্নরূপ:

SER বায়ু প্রান্ত = Pd বায়ু প্রান্ত/qv সূত্র (10)

পিডি এয়ার এন্ড – এয়ার এন্ড শ্যাফট পাওয়ার;

qv – প্রতি একক সময়ে বায়ুর প্রান্তিক আয়তন প্রবাহ

এর নির্দিষ্ট শক্তির মান হলো:

SER এয়ার এন্ড = 117/23.1 = 5.065 (kW/(m3/min))

স্ক্রু এয়ার কম্প্রেসার এয়ার এন্ডের স্পেসিফিক পাওয়ার ভ্যালু যত কম হবে, এর শক্তি খরচ তত কম হবে এবং এয়ার এন্ডের পারফরম্যান্স তত ভালো হবে। স্থির প্রবাহের অবস্থায়, আউটপুট প্রেশার যত বেশি হবে, এয়ার এন্ড শ্যাফটের পাওয়ার তত বেশি হবে, ফলে এর স্পেসিফিক পাওয়ার ভ্যালুও তত বেশি হবে।

প্রতিটি স্ক্রু কম্প্রেসরের একটি সর্বোত্তম নির্দিষ্ট শক্তি মান (optimal specific power value) থাকে, যা মূল ইঞ্জিনের গতির সাথে সম্পর্কিত। যখন মূল ইঞ্জিনের গতি খুব কম হয়, তখন লিকেজ বেড়ে যায়, গ্যাসের পরিমাণ কমে যায় এবং নির্দিষ্ট শক্তি মান বেড়ে যায়; যখন মূল ইঞ্জিনের গতি খুব বেশি হয়, তখন ঘর্ষণ বেড়ে যায়, শ্যাফট পাওয়ার বেড়ে যায় এবং নির্দিষ্ট শক্তি মান বেড়ে যায়। কিন্তু এমন একটি সর্বোত্তম গতি অবশ্যই থাকবে যা নির্দিষ্ট শক্তি মানকে সর্বনিম্ন করে তোলে। এই কারণেই এটা বলা সবসময় সঠিক নয় যে মূল ইঞ্জিন যত বড় হবে, এটি তত বেশি শক্তি-সাশ্রয়ী হবে।

স্ক্রু কম্প্রেসার এবং ভেরিয়েবল ফ্রিকোয়েন্সি কম্প্রেসার ডিজাইন করার সময়, আমাদের অবশ্যই গুণমান নিশ্চিত করতে হবে এবং একই সাথে মূল ইঞ্জিনের সাশ্রয়, মানসম্মতকরণ ও মডুলারিটি বিবেচনা করতে হবে। এজন্য, আমরা বিভিন্ন চাপ ও প্রবাহের স্ক্রু কম্প্রেসার ডিজাইন ও তৈরি করতে মূল ইঞ্জিনের নির্দিষ্ট পাওয়ার ভ্যালু কার্ভ ব্যবহার করব।