30 Многоступенчатое сжатие.
Для получения больших конечных давлений используют многоступенчатые компрессоры. При сжатии газов при 1<n<k его температура повышается.
При больших значениях πK могут быть достигнуты температуры, опасные для эксплуатации (может произойти возгорание масла и потеря прочности деталей), поэтому πK ограничивают величинами порядка 4÷6. Применяют многоступенчатое сжатие и промежуточное охлаждение газов между ступенями сжатия.
К1; К2; К3 – ступени сжатия;
ТО1; ТО2 – промежуточные теплообменники.
При конструировании компрессоров стараются обеспечить равномерное распределение работы между ступенями:
lK1=lК2=lK3
Кроме того, πK и n стараются делать одинаковыми. В этом случае изменение температуры газа в каждой ступени также будет одним и тем же:
В промежуточных теплообменниках газ охлаждается до начальной температуры при p=const.
m – число ступеней; если m→∞, то n=1; отсюда, уменьшается требуемая мощность двигателя привода.
1-2; 2'-3; 3'-4 – процессы сжатия в ступенях;
2-2'; 3-3' – охлаждение в теплообменнике.
Наличие теплообменников приближает многоступенчатое сжатие к изотермическому.
|
|
|
|
Вся теплота:
31. Охлаждение компрессора
Количество тепла, отбираемого от газа
Q1=Gcp(t’-t’’)
G — массовая подача ступени компрессора;
ср — теплоемкость газа при постоянном давлении;
t' и t" — температуры газа при выходе его из цилиндра после адиабатического сжатия и при входе в следующую ступень
количество тепла (в ккал/ч), выделяемого в цилиндре
Q2=443(1-hмех)NМ1
Количество воды, необходимое для отвода тепла
t2” и t2’ — температуры воды при выходе из холодильника и при входе в него;
с — теплоемкость воды.
32 Регулирование подачи поршневых компрессоров
Принцип действия поршневого компрессора такой же, как и поршневого насоса. Отличием является только то, что поршень насоса выталкивает жидкость в течение всего нагнетательного хода, а компрессор выталкивает воздух или газ лишь после того, как давление в цилиндре компрессора превысит давление в нагнетательной линии. В зависимости от способа действия поршневые компрессоры бывают простого и двойного действия. По расположению цилиндров подразделяются на горизонтальные, вертикальные и с наклонными цилиндрами; по числу ступеней сжатия подразделяются на одно-, двух- и многоступенчатые, а по способу охлаждения — с воздушным (небольшие компрессоры) и водяным охлаждением. По своему назначению различают компрессоры воздушные, кислородные, аммиачные, углекислотные и др. В пищевых предприятиях применяются стационарные н передвижные компрессоры.
Регулирование подачи поршневых компрессоров
Расход сжатого газа обычно не вполне соответствует расчетному. Он может меняться в значительных пределах в зависимости от характера условий работы потребителей. Поэтому давление в газосборнике меняется, так как объем его рассчитывается, главным образом, из условий выравнивания неравномерностей подачи газа поршнем, движущимся с переменной скоростью.
Только весьма кратковременное несоответствие между подачей компрессора и расходом может быть компенсировано воздухосборником (ресивером), который при возрастании давления принимает избыток газа, а при снижении — его отдает. Обычно же с уменьшением расхода газа потребителями давление в газосборнике увеличивается и может превысить пределы допустимого. Как известно, при подборе компрессора стремятся к тому, чтобы его номинальная подача немного превышала расход потребителя. Поэтому практически регулирование подачи, т. е. приведение подачи компрессора в соответствие с расходом газа потребителями, сводится к снижению подачи компрессора ниже номинальной.
Наиболее простым и удобным способом регулирования является изменение частоты вращения приводного вала компрессора. Однако этот способ применим только в том случае, если привод осуществляется от паровой машины или двигателя внутреннего сгорания. При электроприводе, наиболее распространенном современном способе привода компрессоров, регулирование изменением частоты вращения оказывается неприемлемым как с конструктивных, так и с энергетических соображений. Если приводной двигатель работает с постоянной частотой вращения, то регулирование подачи компрессора может быть осуществлено следующими способами.