Rasio Kompresi Roots Blower
Rasio Kompresi Roots Blower
Rasio kompresi blower Roots adalah perbandingan antara tekanan buang dan tekanan masuk – parameter penting yang menentukan suhu buang, efisiensi, dan batas operasi. Tidak seperti kompresor sekrup, blower Roots tidak memiliki kompresi internal – rasio kompresi ditentukan oleh resistansi sistem, bukan oleh geometri rotor. Rasio kompresi yang lebih tinggi berarti suhu buang yang lebih tinggi dan efisiensi yang lebih rendah.
Berdasarkan data lapangan, rasio kompresi adalah faktor paling penting dalam suhu buang. Pada 8 psig, rasio tekanan adalah 1,54 – suhu buang 185–200°F. Pada 15 psig, rasio tekanan adalah 2,02 – suhu buang 210–240°F. Pada 20 psig, rasio tekanan adalah 2,36 – suhu buang 250–280°F.
Panduan ini mencakup perhitungan rasio kompresi, pengaruh terhadap kinerja, kenaikan suhu, dan batas operasi.
Daftar Isi
Apa Itu Rasio Kompresi Blower Roots?
Bagaimana Rasio Kompresi Dihitung
Rasio Kompresi dan Suhu
Rasio Kompresi dan Efisiensi
Batas Operasi
Rasio Kompresi vs Tekanan
Efek Ketinggian
Panduan Pemilihan
Pertanyaan yang Sering Diajukan
Pikiran Terakhir
Apa Itu Rasio Kompresi Blower Roots?
Rasio kompresi blower Roots adalah perbandingan antara tekanan mutlak saluran keluar dengan tekanan mutlak saluran masuk. Ini adalah angka tanpa dimensi yang menunjukkan seberapa besar tekanan ditingkatkan di dalam blower.
Rumus rasio kompresi:
Rasio Kompresi = Pkeluar (mutlak) / Pmasuk (mutlak)
Contoh:
Masuk: 14,7 psia (permukaan laut)
Keluar: 8 psig = 22,7 psia
Rasio Kompresi = 22,7 / 14,7 = 1,54
Poin-poin penting:
Blower Roots tidak memiliki kompresi internal
Rasio kompresi diciptakan oleh resistansi sistem
Rasio kompresi yang lebih tinggi = suhu pembuangan yang lebih tinggi
Rasio kompresi yang lebih tinggi = efisiensi yang lebih rendah
Berdasarkan data lapangan, rasio kompresi tipikal untuk blower Roots adalah 1,2–2,0. Di atas 2,0, efisiensi turun secara signifikan dan suhu naik dengan cepat.
Bagaimana Rasio Kompresi Dihitung
Tekanan absolut:
Tekanan absolut masuk = tekanan atmosfer (14,7 psia di permukaan laut)
Tekanan absolut keluar = tekanan gauge + tekanan atmosfer
Rumus:
R = (P2 + Patm) / Patm
Di mana:
R = rasio kompresi
P2 = tekanan keluar (psig)
Patm = tekanan atmosfer (psia)
Contoh:
| Tekanan Pembuangan (psig) | Tekanan absolut keluar (psia) | Rasio Kompresi |
|---|---|---|
| 3 | 17.7 | 1.20 |
| 5 | 19.7 | 1.34 |
| 8 | 22.7 | 1.54 |
| 10 | 24.7 | 1.68 |
| 12 | 26.7 | 1.82 |
| 15 | 29.7 | 2.02 |
| 20 | 34.7 | 2.36 |
Pada ketinggian:
Pada 5.000 kaki, tekanan atmosfer = 12,2 psia
8 psig = 20,2 psia
Rasio Kompresi = 20,2 / 12,2 = 1,66
Rasio lebih tinggi dibandingkan permukaan laut untuk tekanan gauge yang sama
Rasio Kompresi dan Suhu
Rumus suhu pelepasan:
Tpelepasan = Tinlet × R^((γ-1)/γ) + ΔTmekanis
Di mana:
Tpelepasan = suhu pelepasan absolut (°R)
Tinlet = suhu masuk absolut (°R)
R = rasio kompresi
γ = rasio panas spesifik (1,4 untuk udara)
ΔTmekanis = pemanasan mekanis (30–50°F)
Kenaikan suhu teoritis:
| Rasio Kompresi | Kenaikan Suhu Teoretis (°F) | Khas Aktual (°F) |
|---|---|---|
| 1.20 | 27 | 50–60 |
| 1.34 | 48 | 75–90 |
| 1.54 | 73 | 105–120 |
| 1.68 | 90 | 125–145 |
| 1.82 | 107 | 145–170 |
| 2.02 | 132 | 175–210 |
| 2.36 | 158 | 240–270 |
Wawasan kunci:
Kenaikan suhu meningkat seiring rasio kompresi
Pada 8 psig (R=1,54): 185–200°F
Pada 15 psig (R=2,02): 210–240°F
Pada 20 psig (R=2,36): 250–280°F
Batas suhu:
Di bawah 220°F: operasi normal
220–250°F: pantau dengan saksama
Di atas 250°F: degradasi oli
Di atas 275°F: risiko kontak rotor
Rasio Kompresi dan Efisiensi
Bagaimana rasio kompresi memengaruhi efisiensi:
| Rasio Kompresi | Efisiensi (3-lobus) |
|---|---|
| 1.20 | 72–77% |
| 1.34 | 72–78% |
| 1.54 | 72–78% |
| 1.68 | 70–76% |
| 1.82 | 68–74% |
| 2.02 | 65–72% |
| 2.36 | 60–68% |
Mengapa efisiensi menurun:
Rasio kompresi lebih tinggi = lebih banyak slipback
Lebih banyak slipback = lebih banyak kebocoran
Lebih banyak kebocoran = efisiensi volumetrik lebih rendah
Efisiensi volumetrik lebih rendah = efisiensi keseluruhan lebih rendah
Rentang efisiensi terbaik:
Rasio kompresi 1,3–1,7 (5–10 psig)
Slipback terendah
Suhu sedang
Efisiensi puncak
Perbandingan efisiensi:
| Tekanan | Rasio Kompresi | Efisiensi |
|---|---|---|
| 5 psig | 1.34 | 72–77% |
| 8 psig | 1.54 | 72–78% |
| 10 psig | 1.68 | 70–76% |
| 12 psig | 1.82 | 68–74% |
| 15 psig | 2.02 | 65–72% |
Batas Operasi
Batas rasio kompresi:
| Tipe Blower | Rasio Kompresi Maksimum | Tekanan Maksimum |
|---|---|---|
| Standar | 2.0 | 15 psig |
| Tekanan tinggi | 2.5 | 20–25 psig |
| Terputus-putus | 2.7 | 25 psig |
Apa yang membatasi rasio kompresi:
1. Suhu.
Rasio lebih tinggi = suhu lebih tinggi
Di atas 250°F: oli terdegradasi
Di atas 275°F: risiko kontak rotor
2. Slipback.
Rasio lebih tinggi = lebih banyak slipback
Aliran berkurang
Efisiensi lebih rendah
3. Beban bantalan.
Tekanan lebih tinggi = beban bantalan lebih tinggi
Masa pakai bantalan berkurang
4. Daya motor.
Daya = aliran × tekanan
Tekanan lebih tinggi = daya lebih besar
Rasio kompresi vs batas operasi:
| Rasio Kompresi | Tekanan (psig) | Suhu | Direkomendasikan |
|---|---|---|---|
| 1,3–1,7 | 5–10 | <220°F | Berkesinambungan |
| 1,7–2,0 | 10–15 | 220–250°F | Pantau |
| 2,0–2,3 | 15–20 | 250–280°F | Pendinginan air |
| >2,3 | >20 | >280°F | Tidak disarankan |
Rasio Kompresi vs Tekanan
Memahami tekanan gauge vs absolut:
| Tekanan Gauge (psig) | Tekanan Absolut (psia) | Rasio Kompresi |
|---|---|---|
| 5 | 19.7 | 1.34 |
| 8 | 22.7 | 1.54 |
| 10 | 24.7 | 1.68 |
| 12 | 26.7 | 1.82 |
| 15 | 29.7 | 2.02 |
Pada ketinggian:
Pada ketinggian 5.000 kaki (12,2 psia):
| Tekanan Gauge (psig) | Tekanan Absolut (psia) | Rasio Kompresi |
|---|---|---|
| 5 | 17.2 | 1.41 |
| 8 | 20.2 | 1.66 |
| 10 | 22.2 | 1.82 |
| 12 | 24.2 | 1.98 |
| 15 | 27.2 | 2.23 |
Wawasan kunci:
Tekanan gauge yang sama = rasio kompresi lebih tinggi di ketinggian
Rasio kompresi lebih tinggi = suhu lebih tinggi
Turunkan blower di ketinggian
Efek Ketinggian
Tekanan atmosfer pada ketinggian:
| Ketinggian (kaki) | Tekanan Atmosfer (psia) | Faktor Koreksi |
|---|---|---|
| 0 | 14.70 | 1.00 |
| 1.000 | 14.17 | 1.04 |
| 2.000 | 13.66 | 1.08 |
| 3.000 | 13.17 | 1.12 |
| 4.000 | 12.69 | 1.16 |
| 5.000 | 12.23 | 1.20 |
Efek ketinggian pada rasio kompresi:
Tekanan atmosfer lebih rendah = rasio kompresi lebih tinggi
Rasio kompresi yang lebih tinggi = suhu pembuangan yang lebih tinggi
Turunkan blower di ketinggian
Penurunan peringkat ketinggian:
5.000 kaki: rasio kompresi 8% lebih tinggi
10.000 kaki: rasio kompresi 18% lebih tinggi
Kurangi tekanan atau tambah pendinginan
Panduan Pemilihan
Langkah 1 – Tentukan rasio kompresi.
Hitung berdasarkan tekanan yang diperlukan dan ketinggian lokasi.
Langkah 2 – Periksa suhu.
Hitung suhu pembuangan berdasarkan rasio kompresi. Pastikan di bawah 220°F untuk operasi berkelanjutan.
Langkah 3 – Verifikasi efisiensi.
Periksa efisiensi pada rasio kompresi. Jika efisiensi terlalu rendah, pertimbangkan teknologi alternatif.
Langkah 4 – Pertimbangkan ketinggian.
Rasio kompresi yang benar untuk ketinggian. Ketinggian lebih tinggi = rasio lebih tinggi = suhu lebih tinggi.
Langkah 5 – Tentukan peningkatan.
Jika rasio kompresi >1,7: pertimbangkan bantalan C4, rotor baja tahan karat, pendinginan air.
Contoh pemilihan:
| Parameter | Nilai |
|---|---|
| Tekanan yang diperlukan | 12 psig |
| Ketinggian lokasi | 0 kaki (14,7 psia) |
| Rasio kompresi | 1.82 |
| Suhu pembuangan | 210–230°F |
| Efisiensi | 70–74% |
| Rekomendasi | Kipas standar dengan pemantauan |
Contoh ketinggian tinggi:
| Parameter | Nilai |
|---|---|
| Tekanan yang diperlukan | 12 psig |
| Ketinggian lokasi | 5.000 kaki (12,2 psia) |
| Rasio kompresi | 1.98 |
| Suhu pembuangan | 230–260°F |
| Efisiensi | 68–72% |
| Rekomendasi | Desain tekanan tinggi, pendinginan air |
Pertanyaan yang Sering Diajukan
1. Apa itu rasio kompresi blower Roots?
Rasio kompresi adalah perbandingan antara tekanan absolut keluaran dengan tekanan absolut masukan. Ini menunjukkan seberapa besar tekanan ditingkatkan di seluruh blower. Blower Roots tidak memiliki kompresi internal – rasio tersebut diciptakan oleh resistansi sistem.
2. Bagaimana cara menghitung rasio kompresi?
Rasio Kompresi = (tekanan buang + tekanan atmosfer) / tekanan atmosfer. Contoh: 8 psig di permukaan laut = (8 + 14,7) / 14,7 = 1,54.
3. Bagaimana rasio kompresi mempengaruhi suhu?
Rasio kompresi yang lebih tinggi = suhu buang yang lebih tinggi. Pada 8 psig (R=1,54): 185–200°F. Pada 15 psig (R=2,02): 210–240°F. Kenaikan suhu sekitar 20–30°F per peningkatan rasio kompresi 0,1.
4. Berapa rasio kompresi maksimum?
Blower standar: 2,0 (15 psig). Tekanan tinggi: 2,5 (20–25 psig). Di atas 2,0, efisiensi turun dan suhu naik dengan cepat. Di atas 2,5, kompresor sekrup lebih efisien.
5. Bagaimana rasio kompresi mempengaruhi efisiensi?
Efisiensi turun pada rasio kompresi yang lebih tinggi. Pada R=1,54: 72–78%. Pada R=2,02: 65–72%. Pada R=2,36: 60–68%. Efisiensi terbaik pada R=1,3–1,7.
6. Apa pengaruh ketinggian terhadap rasio kompresi?
Ketinggian mengurangi tekanan atmosfer – rasio kompresi meningkat untuk tekanan pengukur yang sama. Pada ketinggian 5.000 kaki, 8 psig = R=1,66 vs 1,54 di permukaan laut. Rasio lebih tinggi = suhu lebih tinggi. Turunkan daya blower pada ketinggian.
7. Bagaimana rasio kompresi mempengaruhi slipback?
Rasio kompresi lebih tinggi = lebih banyak slipback (kebocoran melalui celah ujung). Lebih banyak slipback = mengurangi efisiensi volumetrik. Celah yang lebih rapat mengurangi slipback.
8. Berapa rasio kompresi pada 10 psig?
Di permukaan laut: (10 + 14,7) / 14,7 = 1,68. Pada ketinggian 5.000 kaki: (10 + 12,2) / 12,2 = 1,82. Ketinggian meningkatkan rasio kompresi.
9. Mengapa blower roots tidak memiliki kompresi internal?
Blower roots menjebak volume tetap dan memindahkannya – mereka tidak mengurangi volume. Kompresi hanya terjadi ketika udara dikeluarkan melawan tekanan sistem. Inilah sebabnya rasio kompresi ditentukan oleh resistansi sistem.
10. Apa hubungan antara rasio kompresi dan tekanan?
Rasio kompresi meningkat seiring tekanan. Untuk tekanan atmosfer tertentu, tekanan pengukur yang lebih tinggi = rasio kompresi yang lebih tinggi. Hubungannya linier tetapi tidak proporsional.
11. Bagaimana rasio kompresi mempengaruhi daya motor?
Daya = aliran × tekanan / efisiensi. Rasio kompresi yang lebih tinggi = tekanan yang lebih tinggi = daya yang lebih besar. Daya meningkat secara linier dengan tekanan (untuk aliran yang sama).
12. Berapa rasio kompresi untuk operasi vakum?
Rasio kompresi vakum kurang dari 1,0 (saluran masuk di bawah atmosfer). Rasio vakum = Pinlet / Patm. Contoh: 10 inci Hg vakum = 9,79 psia / 14,7 = 0,67.
13. Bagaimana cara mengurangi rasio kompresi?
Kurangi tekanan pembuangan. Tingkatkan tekanan saluran masuk (tidak mungkin). Ubah titik operasi. Gunakan blower yang lebih besar pada tekanan yang lebih rendah.
14. Apa pengaruh rasio kompresi terhadap umur bantalan?
Rasio kompresi yang lebih tinggi = tekanan yang lebih tinggi = beban bantalan yang lebih tinggi. Umur bantalan menurun seiring tekanan. Pada 15 psig, umur bantalan adalah 60% dari normal. Gunakan bantalan C4 untuk tekanan tinggi.
15. Kapan sebaiknya saya menggunakan kompresor sekrup sebagai pengganti blower akar?
Ketika rasio kompresi >2,0 (15 psig). Kompresor sekrup memiliki kompresi internal – lebih efisien pada rasio kompresi tinggi. Pada R=2,0+, efisiensi sekrup 5–10% lebih tinggi.
Pikiran Terakhir
Setelah puluhan tahun analisis rasio kompresi blower akar, berikut saran praktis saya:
Rasio kompresi mempengaruhi suhu. Rasio lebih tinggi = suhu buang lebih tinggi. Pada 8 psig (R=1,54): 185–200°F. Pada 15 psig (R=2,02): 210–240°F. Pada 20 psig (R=2,36): 250–280°F. Pantau suhu dengan cermat.
Efisiensi menurun pada rasio kompresi tinggi. Pada R=1,54: 72–78%. Pada R=2,02: 65–72%. Di atas R=2,0, penalti efisiensi signifikan. Pertimbangkan kompresor sekrup untuk rasio kompresi tinggi.
Ketinggian meningkatkan rasio kompresi. Pada ketinggian 5.000 kaki, rasio kompresi 8% lebih tinggi untuk tekanan gauge yang sama. Rasio lebih tinggi = suhu lebih tinggi. Turunkan peringkat blower di ketinggian. Zhanggu dan produsen lain menyediakan data koreksi ketinggian.
Intinya.Rasio kompresi blower Roots adalah parameter kinerja yang kritis. Pabrikan seperti Zhanggu dan lainnya menentukan rasio kompresi maksimum. Tetap dalam batas yang ditentukan. Pantau suhu. Tambahkan pendinginan untuk rasio tinggi. Investasi dalam pemilihan yang tepat akan terbayar melalui operasi yang andal.
