книги / Насосы, компрессоры, вентиляторы

Увеличение количества ступеней усложняет конструкцию и увели­ чивает стоимость компрессора. Это обстоятельство обусловливает предел увеличения количества ступеней современных компрессоров.

12-6. ПРОМЕЖУТОЧНОЕ ДАВЛЕНИЕ

Из зГ-диаграммы видно, что промежуточное давление влияет на распределение работы между ступенями компрессора.

При данном числе ступеней компрессора выгодно распределять ра­ боту между ними так, чтобы суммарная работа, затрачиваемая всеми

2'"—3—4—5— 1 на рис. 12-7). Определение минимума этой площади можно произвести, пользуясь известным математическим приемом. При этом оказывается, что минимум работы компрессора с заданными на­ чальным и конечным давлениями и количеством ступеней достигается равномерным распределением работы по отдельным ступеням. Докажем, что этим условием определяются выбор степени сжатия отдельных сту­ пеней компрессора и величина промежуточных давлений.

где z — количество ступеней компрессора.

При одинаковых показателях политроп сжатия в отдельных ступе­ нях при охлаждении в промежуточных охладителях до начальной темпе­

Условие минимума затраты энергии многоступенчатым компрессо­ ром требует равенства степеней сжатия его ступеней.

Для определения степени сжатия ступени компрессора запишем конечные давления по ступеням в виде:

Отсюда следует:

(12-15)

Промежуточные давления сжатия определяются формулами (12-14). На практике от принципа равномерного распределения работы по отдельным ступеням отступают и относят на ступени высокого давления

несколько меньшие степени сжатия. Это объясняется тем, что плохое охлаждение в промежуточных охладителях практически недостижимо и при этом в ступенях высокого давления возникают большие затруд­ нения.

Понижение степени сжатия ступеней снижает температуру конца сжатия в цилиндрах и повышает надежность машины.

12-7. МОЩНОСТЬ НА ВАЛУ МНОГОСТУПЕНЧАТОГО КОМПРЕССОРА

В многоступенчатых компрессорах с числом ступеней z при одина­ ковых работах отдельных ступеней изотермная мощность компрессора определяется формулой

Мощность на валу компрессора при указанном условии

Если работа отдельных ступеней неодинакова, то мощность на валу компрессора определяется как сумма мощностей отдельных ступеней.

12-8. ОСНОВНЫЕ ТИПЫ МНОГОСТУПЕНЧАТЫХ КОМПРЕССОРОВ

Многоступенчатые компрессоры выполняются в двух основных ва­ риантах: 1) с дифференциальными поршнями и несколькими ступенями сжатия в одном цилиндре; 2) со ступенями сжатия в отдельных ци­

Когда поршень начинает двигаться влево, в первой ступени проис­ ходит сжатие, а во второй — расширение газа. Последний процесс идет

и поршень, двигаясь влево, будет всасывать газ из замкнутого простран­ ства охладителя. При этом давление газа будет понижаться. Когда поршень займет положение, определяемое точкой 2', давление газа в охладителе понизится настолько, что откроется напорный клапан пер­ вой ступени и газ будет поступать из нее через охладитель во вторую ступень. Давление газа будет изменяться по линии 2'—3'

в) Т р е х с т у п е н ч а т ы й к о м п р е с с о р с д и ф ф е р е н ц и а л ь ­ ным по р ш н е м. Ступени компрессора (рис. 12-12) комбинируются так, что каждые две соседние ступени представляют собой двухступенчатый

Охладитель I ступени

компрессор. При равенстве работ отдельных ступеней, что диктуется условиями энергетической эффективности, такая схема дает значитель­ ные неравномерные усилия в ходовых частях. Чтобы уменьшить эти уси­ лия и распределить их более равномерно, применяют схему трехступен­ чатого компрессора с разде-

Такое регулирование производительности называют регулированием на постоянное давление.

Задача регулирования заключается в таком воздействии на ком­ прессор, которое выравнивает производительность его с расходом газа потребителями.

Применяемые системы регулирования должны обеспечивать эконо­ мичную работу компрессора при всех режимах регулирования, обла­ дать конструктивной простотой и по возможности автоматичностью действия.

Начальным импульсом для регулирования обычно служит измене­ ние давления в сети, возникающее при изменении расхода газа потре­ бителями. В хороших системах регулирования это изменение давления может быть очень малым (десятые и даже сотые доли атмосферы).

что производительность компрессора можно изменять изменением числа оборотов вала компрессора. Этот способ экономичен в эксплуатации, но требует приводного двигателя с переменным числом оборотов.

Применение обычных типов электродвигателей трехфазного тока практически исключает возможность изменения числа оборотов вала компрессора, если между валами двигателя и компрессора не включен какой-либо вариатор скорости.

Лишь в случаях применения специальных электродвигателей со сту­ пенчатым или плавным регулированием скорости вращения можно полу­ чить удобный и экономично работающий агрегат. Однако электродвига­ тели специального исполнения дороги и применение их оправдывается только при больших мощностях и глубоком регулировании производи­ тельности.

Регулирование производительности изменением числа оборотов ири электрическом приводе широкого применения не получило.

Рассматриваемый способ регулирования широко применяется в слу­ чаях привода компрессора от паровой машины или двигателя внутрен­ него сгорания, в которых изменение числа оборотов достигается сравни­ тельно просто.

б) Д р о с с е л и р о в а н и е при в с а с ы в а н и и . Если во всасы­ вающий тракт компрессора вводить дополнительное сопротивление, то компрессор уменьшает производительность.

мала, так как на холостой ход при пропуске подачи затрачивается не менее 15% полной мощности. Такой способ регулирования применяется для компрессоров с любыми степенями сжатия и производительностями.

г) И з м е н е н и е о б ъ е м а м е р т в о г о п р о с т р а н с т в а . Из формулы (12-12) видно, что при постоянных Vp. п и е можно изменять производительность изменением величины объема мертвого простран­

ставляет V[. Если увеличить объем мертвого пространства до VM.per>^Mî то политропа расширения, построенная при новом положении центра

вручную или автоматически.

Для осуществления плавного регулирования производительности до­ полнительный объем мертвого пространства выполняется в виде вариа­ тора объема, состоящего из цилиндра с поршнем.

Рассмотренный способ регулирования производительности очень эко­ номичен и получил распространение в компрессорах большой мощности.

д) П р о ч и е с п о с о б ы р е г у л и р о в а н и я . Кроме указанных способов регулирования производительности применяются регулирова­ ние остановками компрессора (при мощности на валу до 200 кет), регу­ лирование перепуском газа из полости сжатия в полость всасывания и регулирование холостым выпуском из сети через автоматический кла­ пан. Первый из этих способов вполне экономичен, а два последних не­ экономичны и применять их не следует.

12-12. СТАНДАРТИЗАЦИЯ И КОНСТРУКЦИИ

В современной промышленности используются поршневые компрес­ соры, значительно различающиеся по производительности и давлению. Для удовлетворения требований промышленности заводы выпускают Компрессоры стандартизованного номенклатурного ряда. Этот ряд по­ строен на основе унификации деталей компрессоров, что позволяет со­ здавать машины различных производительностей и давлений с примене­ нием одинаковых конструкций основных элементов (рам, цилиндров, ва­ лов и пр.)« Это значительно удешевляет производство и снижает стои­ мость компрессоров.

Согласно ГОСТ 6791-53 воздушные компрессоры общего назначения изготовляются следующих типов: