Quelle est la relation entre la puissance du compresseur d’air et la profondeur ?

Introduction: Le rôle du compresseur d’air dans les travaux en profondeur

Dans les opérations de plongée, les travaux sous-marins ainsi que l’exploitation minière en profondeur, le compresseur d’air constitue l’équipement central assurant le soutien vital ou fournissant la source d’énergie. Comment s’établissent exactement les liens entre la « puissance » du compresseur et la « profondeur » des opérations? Au fond, cette relation s’exerce par…Exigences de pression du systèmeCréé pour cela.

Transformation en profondeur en besoins de pression physique

Qu’il s’agisse d’opérations sous-marines ou de travaux en puits profonds, l’augmentation de la profondeur entraîne directement une hausse de la pression environnementale.

• Environnement sous-marin: Pour chaque augmentation de 10 mètres de profondeur, la pression hydrostatique augmente d’environ 0. 1MPa Pour acheminer de l’air sous l’eau, la pression de refoulement du compresseur d’air doit être supérieure à la pression hydrostatique correspondant à la profondeur; sinon, le gaz ne pourra pas s’échapper.
• Puits profond et mineDans un conduit vertical, le transport d’un gaz nécessite de surmonter la pesanteur propre à la colonne gazeuse ainsi que la résistance au frottement du conduit, qui augmente avec la profondeur.

Comment la demande en pression détermine-t-elle la puissance du moteur?

La puissance axiale d’un compresseur d’air est étroitement liée à la pression de refoulement et au débit volumétrique. Lorsque le débit requis est fixé, la puissance varie de manière directement proportionnelle à la pression.

Lorsque la profondeur de travail augmente, la pression de refoulement requise s’en trouve elle aussi élevée. Afin de maintenir le même débit de refoulement à une pression plus élevée, il peut être nécessaire d’augmenter le nombre de étages de compression du compresseur, ainsi que la puissance de sortie du moteur.La puissance doit également être augmentée en conséquence.. Si la puissance est insuffisante, l’appareil ne pourra pas atteindre le seuil de pression correspondant à la profondeur cible, ce qui entraînera une interruption de l’alimentation en gaz ou un arrêt dû à une surcharge de l’équipement.

Pertes de puissance supplémentaires dues aux canalisations de longue distance

La profondeur implique non seulement une augmentation de la pression environnementale, mais aussi un allongement des conduites de transport.

• Résistance le long du parcoursPlus la canalisation est longue, plus la résistance au frottement du gaz lors de son écoulement dans la conduite est élevée, ce qui entraîne une perte de charge notable.
• Compensation de puissanceAfin de compenser les pertes de charge engendrées par les longues conduites, la pression de refoulement du compresseur d’air doit être encore augmentée à la source, ce qui se traduit directement par un besoin accru de puissance motrice.

Principes de sélection des compresseurs d’air fondés sur la profondeur

Dans le cadre du dimensionnement des équipements en ingénierie, il convient de ne pas se fier uniquement à des estimations empiriques, mais d’effectuer des calculs rigoureux:

• Calcul de la pression au niveau du terminal: Calculer la pression statique ambiante en fonction de la profondeur maximale d’exploitation, puis y ajouter la pression de service minimale requise par l’équipement terminal.
• Calcul de la perte de charge dans la canalisation: En fonction du diamètre, de la longueur et du débit du gaz, calculer les pertes de charge linéaires et locales du réseau de tuyauterie.
• Déterminer la puissance nominale: On additionne la pression en sortie du terminal et la perte de charge dans la canalisation afin d’obtenir la pression de refoulement réelle requise par le compresseur d’air, puis, en tenant compte de la consommation totale d’air, on sélectionne une puissance moteur adaptée, tout en prévoyant une marge de sécurité raisonnable.