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‘勐禽’身上F119失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。
余华握着铅笔,画出涡轮增压机组和压缩机的概念图,与此同时,脑海开始计算数据,分别对单级压气机和多级压气机进行不同的数据计算,数分钟过后,余华得到一系列数据结果。
计算模拟结果显示:
单级压气机和涡轮令进气效率有效提升,但总进气量不足,只有每小时780立方米,依旧无法满足2T实验炉的供氧强度需求。
二级离心压气机和涡轮令进气效率相较单级提升30%以上,总进气量及格,达到每小时1014立方米,满足2T实验炉需求。
三级离心压气机和涡轮令进气效率相较二级提升45%以上,总进气量优秀,达到每小时1470立方米。
这个诞生于1885年的涡轮增压技术,顷刻间令空分设备研究产生翻天覆地的变化,至于四级压气机和五级压气机,考虑到加工难度和材料的限制,完全没有计算模拟的必要。
三级以上的离心压气机,对于1937年的机械制造业而言,就像是F119相对于黎明航发那般遥不可及。
“一级不够,三级离心压气机对制造工艺和材料的要求特别高,成本高昂,不划算,二级虽然进气效率不如三级涡轮增压机组,但已经适合。”余华对采用三种不同结构的压缩机进行选择,毫无疑问,二级离心压气机和涡轮的组合,最适合应用于当前的压缩机。