Дисциплина “Оборудование для транспортировки газовых сред”

Газ сжимаем (до жидкого состояния).

Жидкость – несжимаемая.

Давление р = 1ат = 0,1013МПа

Температура То = 0°С = 273°К

Температура жидкого гелия = – 268°С

Плотность воздуха ρо = 1,186 кг/м³ при р = 1ат = 0,1013МПа и То = 0°С = 273°К

Насосы, компрессоры и вентиляторы

СОДЕРЖАНИЕ

Лекция 1.

Введение – 2

1. Классификация и применение компрессоров – 3

2. Классификация и применение вентиляторов – 3

3. Классификация и применение насосов – 4

Лекция 2. Газовые законы, законы термодинамики, основные газовые процессы

4. Уравнение состояния газа

5. Уравнения сохранения энергии в компрессорных машинах

6. Работа сжатия и коэффициенты полезного действия компрессора

7. Охлаждение газа в компрессоре

Лекция 3. Термодинамические циклы, используемые в промышленных установках

5. Объёмные компрессоры – 4

Лекция 4. Индикаторные диаграммы поршневого компрессора

5.1. Поршневые компрессоры – 4

Теоретический цикл поршневого компрессора.

Адиабатический цикл.

Политропический цикл.

Изотермический цикл

Расход мощности компрессора

Действительный цикл и определение подачи поршневого компрессора

Лекция 5. Многоступенчатое сжатие. Сжатие реальных газов

Многоступенчатое сжатие

Введение

В современной технике машины для подачи или транспортировки жидкостей и газов подразделяют на насосы, компрессоры и вентиляторы. Причём насосами называют машины, предназначенные для транспортировки только жидкостей. Работающий насос превращает механическую энергию, подводимую от двигателя, в потенциальную, кинетическую и тепловую энергию потока жидкости.

Насосы служат для подъема жидкости на заданную высоту, перемещение жидкости на некоторое расстояние или для нагнетания ее под избыточным давлением.

Основными величинами, характеризующими работу насоса, являются подача или расход Q (производительность), напор H, мощность N.

Вентиляторами называют машины, перемещающие газовые среды при степени повышения давления (или степень сжатия) до 1,15.

Машины, работающие со степенью сжатия газа более 1,15, но без искусственного охлаждения, называют нагнетателями.

Компрессоры – машины с искусственным, обычно водяным, охлаждением, дающие степень повышения давления (степень сжатия) газа более 1,15.

Т. о. к о м п р е с с о р а м и называют нагнетатели, служащие для подачи сжатого воздуха или газа под избыточным давлением б о л е е 0,2 – 0,3 МПа.

Степень повышения давления (или степень сжатия) есть отношение давления газа на выходе из машины к давлению на входе:

p₂/p₁,

p₂ – давление на выходе из машины,

p₁ – давление на входе.

Повышенная степень сжатия в компрессорах обуславливает изменение термодинамических условий состояния воздуха или газов.

В зависимости от области давления компрессоры различают:

вакуум –компрессоры – машины, которые всасывают газ из пространства с давлением ниже атмосферного и обычно нагнетают в пространство, где давление равно атмосферному или выше;

газодувки – машины, предназначенные для нагнетания при давлениях до 300 кПа; они широко применяются в металлургическом производстве для подачи воздуха и называются в этом случае воздуходувками;

компрессоры низкого давления – машины, предназначенные для нагнетания при давлениях от 300 кПа до 1,0 МПа; основная область их применения - пневматические установки;

компрессоры среднего давления – машины, предназначенные для нагнетания при давлениях от 1 до 10 МПа. Применяются такие машины главным образом в химической, нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности и на магистральных станциях дальнего газоснабжения;

компрессоры высокого давления – машины, предназначенные для нагнетания при давлениях выше 10 МПа. Применяются такие машины преимущественно в азотнотуковом и других производствах с синтезом газов под давлением, в установках для разделения воздуха методом глубокого охлаждения (до 22 МПа) и для наполнения газом баллонов (до 40 МПа);

компрессоры сверх высокого давления – машины, предназначенные для сжатия газа до давлений выше 100 МПа.

Компрессоры высокого давления часто предназначаются для сжатия газа, поступающего при давлении намного выше атмосферного. Такие компрессоры называются дожимающими. Например, в установках синтеза в зависимости от сопротивления системы они повышают давление газа на 1,0 – 3,0 МПа, который поступает в компрессор при давлении 20 – 100 МПа. То есть в компрессорных установках большой производительности и высокого давления сжатие газа часто осуществляют в нескольких компрессорах различного типа.

В зависимости от развиваемого давления:

малые компрессоры производительностью до 0,015 м³/с;

средние компрессоры производительностью от 0,015 до 1,5 м³/с;

крупные компрессоры производительностью от 1,5 м³/с

Основными величинами (параметрами), характеризующими работу компрессора, являются объёмная подача Q (исчисляется обычно при условиях всасывания), начальное p₁ и конечное p₂ давления или степень сжатия , частота вращения n и мощность N на валу компрессора.

В зависимости от области давления вентиляторы различают:

вентилятор низкого давления – машины, предназначенные для создания полного давления порядка 1,0 кПа;

вентилятор среднего давления – используются в тех случаях, когда необходимо получить давление от 1,0 до 3,0 кПа;

наибольшее полное давление, равное 3,0 – 15,0 кПа, достигается с помощью вентиляторов высокого давления.

Забегая вперёд можно сказать, что такое разделение относится только к центробежным вентиляторам. Ниже мы подробно рассмотрим классификацию вентиляторов.

Основными величинами (параметрами), характеризующими работу вентилятора, являются объёмная подача Q и напор H, которые он должен создавать, работая в заданной системе воздухо-или газопроводов.