Министерство науки и высшего образования Российской Федерации ФГАОУ ВО «Уральский федеральный университет имени первого

Президента России Б.Н. Ельцина»

Химико-технологический институт

Кафедра машины и аппараты химических производств

РЕФЕРАТ НА ТЕМУ

Перемещение и сжатие газов (компрессорные машины)

Преподаватель А.П. Хомяков

Студент А.В. Хитрых

Группы Фт-320016

Екатеринбург 2024

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 2

1 Общие сведения 3

2 Ротационные компрессоры и газодувки 8

3 Центробежные машины 9

4 Сравнение и области применения компрессорных машин различных типов 10

5 Сравнительный анализ различных типов компрессоров 11

6 Анализ эффективности компрессоров 13

7 Экономические аспекты использования компрессоров 14

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 16

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 18

Введение

Перемещение и сжатие газов являются ключевыми процессами в различных отраслях промышленности, включая химическую, нефтегазовую, энергетическую и другие. Эффективное сжатие газов необходимо для множества технологических процессов, таких как транспортировка газов, хранение, а также для использования в качестве сырья в химических реакциях.

Цель данного реферата – предоставить всесторонний обзор процессов сжатия газов и компрессорных машин, а также представить развёрнутый анализ характеристик различных компрессорных машин.

1 Общие сведения

1.1 Термодинамические основы процесса сжатия газов

Процесс сжатия газов основан на законах термодинамики, которые описывают поведение газов при изменении давления и температуры. Основные термодинамические процессы, используемые в компрессорах, включают изотермическое, адиабатическое и политропное сжатие.

1. Изотермическое сжатие: В этом процессе температура газа остается постоянной. Это достигается за счет отвода тепла от газа в окружающую среду. Изотермическое сжатие характеризуется минимальной затратой энергии, но требует эффективного теплообмена.

2. Адиабатическое сжатие: В этом процессе теплообмен с окружающей средой отсутствует. Газ нагревается при сжатии, что приводит к увеличению температуры. Адиабатическое сжатие характеризуется максимальной затратой энергии, но не требует теплообменников.

3. Политропное сжатие: Этот процесс является промежуточным между изотермическим и адиабатическим. Теплообмен происходит по закону, который является компромиссом между изотермическим и адиабатическим процессами. Политропное сжатие используется в реальных условиях, когда теплообмен не является идеальным.

1.2. Классификация компрессоров

Компрессоры классифицируются по различным признакам, таким как принцип действия, конструкция, область применения и т.д. Основные типы компрессоров включают:

1. Поршневые компрессоры (Рис.1): Используют движение поршня в цилиндре для сжатия газа. Поршневые компрессоры могут быть одно- или многоступенчатыми, что позволяет достигать высоких степеней сжатия.

Рисунок 1 – Схема одноступенчатого поршневого компрессора.

1 – Цилиндр; 2 – поршень двухстороннего действия; 3 – шток; 4 – кривошип; 5 – шатун; 6 – крейцкопф; 7,8 – клапаны; 9 – водяная рубашка.

2. Ротационные компрессоры (Рис.2): Используют вращающиеся элементы для сжатия газа. Основные типы ротационных компрессоров включают спиральные, роторные и лопастные компрессоры.

Рисунок 2 – Роторный компрессор.

1 – Отверстие для всасывания воздуха; 2 – ротор; 3 – пластины; 4 – корпус; 5 – холодильник; 6,7 – трубы для подвода и отвода охлаждающей жидкости.

3. Центробежные компрессоры (Рис.3): Используют центробежную силу для сжатия газа. Центробежные компрессоры состоят из рабочего колеса, диффузора и выходного патрубка.

Рисунок 3 – Центробежный компрессор.

1 – Вал; 2, 6, 8, 9, 10, 11 – рабочие колёса; 3, 7 – кольцевые диффузоры; 4 – обратный направляющий канал; 5 – направляющий аппарат; 12, 13 – каналы для подвода газа; 14 – канал для всасывания газа.

4. Винтовые компрессоры (Рис.4): Используют вращающиеся винты для сжатия газа. Винтовые компрессоры обеспечивают плавное и равномерное сжатие газа.

Рисунок 4 – Винтовой компрессор (ВХ350).

1 – Корпус; 2 – ведущий ротор; 3 – подшипники скольжения; 4 – разгрузочный поршень; 5 – упорный подшипник; 6, 7 – синхронизирующие шестерни; 8 – валик; 9 – винт; 10 – шпонка; 11 – гайка; 12 – золотник; 13 – ведомый ротор; 14 – сальник.