天文數字。
當然,餘華沒有好高騖遠,準備直接上馬7000立方米每小時的空分裝置,腳踏實地,從小出發,目標定在每小時200立方米氧氣的空分裝置。
“現階段全世界空分裝置的氧氣產量不高,主要原因在於壓縮機進氣量不夠,而這取決於進氣機組的進氣效率……”餘華右手握著鉛筆,簡單幾筆,便畫出一個具有極簡風格的進氣機組結構,腦海高速運轉思考。
進氣機組與進氣效率!
工業級空分裝置的研發難度之所以高,在於超高製氧效率。
由於壓縮機必須每時每刻需要獲得巨量空氣,進氣機組的設計至關重要,已知進氣效率越高,壓縮機進氣量越高。
一個新的問題由此誕生,什麼結構設計的進氣機組效率最高?
沒人知道,這是氮肥工廠老闆和氧氣切割工程師最關心的事情。
當然,餘華還是知道的,已知進氣效率最高的進氣機組,唯有F-22‘勐禽’身上F119失量渦扇發動機用的壓氣機,這玩意兒進氣效率之高令人感到可怕,每秒進氣量達到上千立方米以上,令這款小涵道比渦扇發動機的進氣效率,卻絲毫不弱於大涵道比渦扇發動機,推力更是達到航空發動機之最。
嗯,理論上這是一款超理想的壓縮機進氣機組,如果餘華能造出來的話。
用F119渦扇發動機的壓氣機太過遙遠,回到壓縮機草圖上,餘華權衡考慮,仔細思索過後,認為現階段最適合壓縮機的進氣機組,就是由離心式壓氣機與渦輪構成的渦輪增壓技術。
是的,大名鼎鼎的渦輪增壓。
渦輪增壓技術可以有效提升進氣效率,進而滿足壓縮機的進氣量需求,在整個空分裝置中起到至關重要的作用。
餘華握著鉛筆,畫出渦輪增壓機組和壓縮機的概念圖,與此同時,腦海開始計算資料,分別對單級壓氣機和多級壓氣機進行不同的資料計算,數分鐘過後,餘華得到一系列資料結果。
計算模擬結果顯示:
單級壓氣機和渦輪令進氣效率有效提升,但總進氣量不足,只有每小時780立方米,依舊無法滿足2t實驗爐的供氧強度需求。
二級離心壓氣機和渦輪令進氣效率相較單級提升30%以上,總進氣量及格,達到每小時1014立方米,滿足2t實驗爐需求。
三級離心壓氣機和渦輪令進氣效率相較二級提升45%以上,總進氣量優秀,達到每小時1470立方米。
這個誕生於1885年的渦輪增壓技術,頃刻間令空分裝置研究產生翻天覆地的變化,至於四級壓氣機和五級壓氣機,考慮到加工難度和材料的限制,完全沒有計算模擬的必要。
三級以上的離心壓氣機,對於1937年的機械製造業而言,就像是F119相對於黎明航發那般遙不可及。
“一級不夠,三級離心壓氣機對製造工藝和材料的要求特別高,成本高昂,不划算,二級雖然進氣效率不如三級渦輪增壓機組,但已經適合。”餘華對採用三種不同結構的壓縮機進行選擇,毫無疑問,二級離心壓氣機和渦輪的組合,最適合應用於當前的壓縮機。