Wie hängen die Leistung eines Kompressors und die Tauchtiefe zusammen?

Einleitung: Die Rolle des Kompressors bei Tiefenarbeiten

Bei Taucharbeiten, Unterwasserkonstruktionen sowie beim Tiefbohren ist der Kompressor das zentrale Gerät, das entweder die Lebenserhaltung oder die Antriebsenergie bereitstellt. Wie hängen die „Leistung“ des Kompressors und die „Tiefe“ der Arbeiten eigentlich miteinander zusammen? Im Wesentlichen erfolgt dieser Zusammenhang über…SystemdruckanforderungenGegründet wurde es.

Umwandlung der Tiefe in physikalische Druckanforderungen

Sowohl bei Unterwassereinsätzen als auch bei Tiefbohrungen führt eine zunehmende Tiefe unmittelbar zu einem Anstieg des Umgebungsdrucks.

• Unterwasserumgebung: Mit jeder Zunahme der Wassertiefe um 10 Meter erhöht sich der hydrostatische Druck ungefähr um 0. 1MPa Um Luft unter Wasser zu fördern, muss der Auslassdruck des Kompressors höher sein als der Umgebungswasserdruck in dieser Tiefe; andernfalls kann das Gas nicht abgeführt werden.
• Tiefbrunnen und BergwerkBei der Förderung von Gasen in vertikalen Rohrleitungen sind sowohl die Eigengravitation der Gas­säule als auch der mit zunehmender Tiefe ansteigende Rohrreibungswiderstand zu überwinden.

Wie wird die Motorleistung anhand des Druckbedarfs bestimmt?

Die Wellenleistung eines Druckluftkompressors steht in engem Zusammenhang mit dem Auslassdruck und dem Volumenstrom. Unter der Voraussetzung eines festgelegten Durchflussbedarfs besteht eine positive Korrelation zwischen Leistung und Druck.

Mit zunehmender Arbeits­tiefe steigt der erforderliche Austrittsdruck. Um bei höherem Druck die gleiche Fördermenge aufrechtzuerhalten, muss die Anzahl der Verdichtungsstufen des Kompressors gegebenenfalls erhöht werden, ebenso wie die Leistung des Motors.Die Leistung muss ebenfalls entsprechend erhöht werden.. Bei unzureichender Leistung kann das Gerät den Druckschwellenwert in der gewünschten Tiefe nicht erreichen, was zu einem Unterbrechen der Gaszufuhr oder zu einem Überlastschutz‑Abschalten des Geräts führt.

Zusätzliche Leistungsverluste durch lange Rohrleitungen

Die Tiefe bedeutet nicht nur einen erhöhten Umweltdruck, sondern auch eine Verlängerung der Förderleitungen.

• StrömungswiderstandJe länger die Rohrleitung ist, desto größer ist der Reibungswiderstand des Gases beim Durchfließen, was zu einem deutlichen Druckabfall führt.
• LeistungskompensationUm die durch lange Rohrleitungen verursachten Druckverluste auszugleichen, muss der Auslassdruck des Kompressors an der Quelle weiter erhöht werden, was sich unmittelbar in einem höheren Bedarf an Antriebsleistung niederschlägt.

Prinzipien der Auswahl von Druckluftkompressoren auf der Grundlage der Tiefe

Bei der Auswahl im praktischen Ingenieurbau darf nicht allein auf Erfahrungswerte zurückgegriffen werden; vielmehr sind präzise Berechnungen durchzuführen:

• Berechnung des Enddrucks: Die Umgebungshydrostatische Druck wird entsprechend der maximalen Betriebstiefe berechnet und um den vom Endgerät erforderlichen Mindestbetriebsdruck erhöht.
• Berechnung des Druckverlusts in der Rohrleitung: Berechnen Sie die Leitungsverluste entlang der Rohrleitung sowie die lokalen Verluste anhand des Rohrdurchmessers, der Rohrlänge und des Gasdurchflusses.
• Nennleistung festlegen: Die Enddrucke werden mit den Druckverlusten in der Rohrleitung addiert, um den tatsächlichen Entlüftungsdruckbedarf des Kompressors zu ermitteln. Anschließend wird in Verbindung mit dem gesamten Gasverbrauch die passende Motorleistung ausgewählt, wobei ein angemessener Sicherheitszuschlag berücksichtigt wird.