而压缩机更是遍布千家万户,举个最简单的例子,后世家家户户全都有的空调和冰箱,全靠压缩机制冷。
不过,作为工业级空分设备的心脏,研发道路上的第一只拦路虎,具有不可替代性的压缩机,工作要求和指标却远远超过空凋压缩机和冰箱压缩机,而且,对压缩机而言,想要整台空分设备生产出足够的氧气,必须付出五倍以上的努力。
原因很简单,空气中的氧气体积分数为21%。
制取一份氧气,需要五份空气。
对压缩机来说,满足一台最小的2t级实验氧吹炉单位耗氧量,即180立方米每小时氧气产量,得直接乘以五倍。
如果是真正意义上的30吨级工业氧吹炉,那就更加夸张了。
30吨级氧吹炉不仅意味着钢水容积增加,而且单位耗氧量急剧上升,达到每吨金属3.5立方米/每分钟!
这是什么概念?
每小时供氧强度要达到6300立方米,然后再乘以5,得到3.15万立方米空气的天文数字。
当然,余华没有好高骛远,准备直接上马7000立方米每小时的空分设备,脚踏实地,从小出发,目标定在每小时200立方米氧气的空分设备。
“现阶段全世界空分设备的氧气产量不高,主要原因在于压缩机进气量不够,而这取决于进气机组的进气效率……”余华右手握着铅笔,简单几笔,便画出一个具有极简风格的进气机组结构,脑海高速运转思考。
进气机组与进气效率!
工业级空分设备的研发难度之所以高,在于超高制氧效率。
由于压缩机必须每时每刻需要获得巨量空气,进气机组的设计至关重要,已知进气效率越高,压缩机进气量越高。
一个新的问题由此诞生,什么结构设计的进气机组效率最高?
没人知道,这是氮肥工厂老板和氧气切割工程师最关心的事情。
当然,余华还是知道的,已知进气效率最高的进气机组,唯有f-22‘猛禽’身上f119矢量涡扇发动机用的压气机,这玩意儿进气效率之高令人感到可怕,每秒进气量达到上千立方米以上,令这款小涵道比涡扇发动机的进气效率,却丝毫不弱于大涵道比涡扇发动机,推力更是达到航空发动机之最。
嗯,理论上这是一款超理想的压缩机进气机组,如果余华能造出来的话。
用f119涡扇发动机的压气机太过遥远,回到压缩机草图上,余华权衡考虑,仔细思索过后,认为现阶段最适合压缩机的进气机组,就是由离心式压气机与涡轮构成的涡轮增压技术。
是的,大名鼎鼎的涡轮增压。
涡轮增压技术可以有效提升进气效率,进而满足压缩机的进气量需求,在整个空分设备中起到至关重要的作用。