Классификация и конструкции стационарных воздушных поршневых компрессоров

Цель: Изучить классификацию и конструкции стационарных воздушных поршневых компрессоров.

5.1 Принцип передачи энергии в объёмном компрессоре

Компрессором называют машину, осуществляющую повышение давления газа или пара. Другими словами, компрессор это машина - орудие для подвода энергии извне к газу или пару и превращения её в потенциальную энергию давления газа или пара.

Компрессорные машины делятся на собственно компрессоры (машины, повышающие давление газа до 0,3 МПа и выше), нагнетатели (например, вентиляторы), повышающие давление газа менее чем до 0,3 МПа) и вакуум - компрессоры или вакуум - насосы, предназначенные для повышения давления газа, начиная со значения давления менее атмосферного. Компрессоростроение стран СНГ выпускает свыше 500 типоразмеров компрессоров производительностью от 0,02 до 27 тыс. м³/мин, давления нагнетания до 250 МПа и мощностью от 0,1 до 40 тыс. кВт. Наиболее широкое применение компрессорные машины нашли в холодильных установках. Количество потребляемой электроэнергии стационарными компрессорами составляет около 10% всей вырабатываемой энергии.

Поэтому совершенствование и правильная эксплуатация компрессорных машин имеют большое экономическое значение.

Все компрессоры могут быть разделены на две основные группы по способу их действия, т.е. по тому, каким образом энергия передаётся газу, и по тому, какие физические явления используются для повышения давления газа:

1) объёмные компрессоры (к ним относятся поршневые и винтовые компрессоры);

2) динамические компрессоры (центробежные, осевые и вихревые компрессоры).

В некоторых типах компрессоров сочетается несколько способов повышения давления. Так, в термомеханических компрессорах внешняя энергия подводится к газу в результате механического (объёмного) и теплового воздействия.

Объёмные компрессоры повышают давление путём уменьшения замкнутого объёма (камеры), содержащего определённое количество газа, т.е. определённое число молекул газа. Уменьшение замкнутой полости сопровождается увеличением концентрации молекул в единице объема. Давление газовой среды на стенку согласно законам кинетической теории газов пропорционально энергии соударений молекул газа со стенкой. При увеличении числа молекул в единице объёма возрастает число соударений молекул, приходящихся на единицу площади поверхности стенки, т.е. увеличивается давление газа.

Отметим, что процесс сжатия в объёмных компрессорах происходит периодически. Необходимо, чтобы рабочая полость объёмного компрессора периодически то увеличивалась, то уменьшалась. Во время увеличения объёма рабочей полости газ заполняет последнюю, входя в неё. Во время уменьшения этого объёма газ сжимается, его давление повышается, и затем в сжатом виде газ выталкивается из рабочей полости.

Наиболее типичным представителем объёмных компрессоров является поршневой. Поршневые компрессоры широко распространены. Они отличаются от компрессоров других типов высокой экономичностью, простотой конструкции, обслуживания и ремонта, большой надёжностью.

По численности поршневые компрессоры составляют около 80% всего компрессорного парка страны.