Что такое степень сжатия поршневого компрессора

Поршневой компрессор: устройство, характеристики, принцип работы

Что такое степень сжатия поршневого компрессора

Поршневой компрессор — это устройство, предназначенное для повышения давления (сжатия) и перемещения газообразных веществ.

Назначение поршневого компрессора заключается в подаче сжатого воздуха или газа под избыточным давлением, более 0,2 – 0,3 МПа.

Электрические поршневые компрессоры, воздействующие с помощью поршня на определенный замкнутый объем воздуха в цилиндре в период нагнетания, могут создавать значительную степень сжатия при относительно ограниченной подаче воздуха или газа.

Содержание статьи

Поршневой компрессор обладает высоким коэффициентом полезного действия и его применение наиболее целесообразно при давлении более 1 МПа и при малой подаче.

Компрессор поршневой центробежный конструктивно и по принципу действия похож на многоступенчатый центробежный насос. Отличие заключается в том, что рабочим телом является сжимаемый газ.

Видео:Что такое Компрессия и Степень сжатия?Скачать

Что такое Компрессия и Степень сжатия?

Работа поршневого компрессора

Принцип работы поршневого компрессора похож на действие поршневого насоса. Отличием является то, что поршень насоса выталкивает жидкость в течение всего нагнетательного хода, а компрессор поршневой выталкивает воздух или газ лишь после того, как давление в цилиндре превысит давление в нагнетательной линии.

Принцип действия поршневого компрессора основан на совместной работе:
цилиндра;
поршня;
клапана нагнетания;
клапана всасывания;
шатуна;
коленчатого вала.

Что такое степень сжатия поршневого компрессора

Всё начинается с того, что привод поршневого компрессора приводит в движение коленчатый вал. Работа поршневого компрессора состоит в подаче сжатого воздуха или газа под избыточным давлением и происходит это следующим образом.

При движении поршня вправо из крайнего левого положения всасывающий клапан k1 открыт и воздух всасывается в цилиндр. Давление на протяжении всего хода всасывания постоянно и равно атмосферному.

Что такое степень сжатия поршневого компрессора

При ходе поршня из крайнего правого положения влево всасывающий клапан k1 закрывается и газ, замкнутый в левой полости цилиндра сжимается.

При достижении давления p2, равного давлению газа в нагнетательном сборнике, открывается нагнетательный клапан m1, и газ будет выталкиваться из цилиндра при постоянном давлении p2.

По окончании нагнетания, если принять полное опорожнение цилиндра от газа, начнется снова всасывание. При этом должно произойти мгновенное падение давления.

В зависимости от конструкции поршневые компрессоры бывают: простого и двойного действия.

Устройство поршневого компрессора

В устройство поршневого компрессора входят рабочий цилиндра и поршень, а также всасывающий и нагнетательный клапаны, расположенные обычно в крышке цилиндра.

Для сообщения поршню возвратно-поступательного движения в большинстве поршневых компрессорах имеется кривошипно-шатунный механизм с коленчатым валом. Компрессоры промышленные поршневые бывают одно и многоцилиндровые, с вертикальным, горизонтальным, V или W — образным и другим расположением цилиндров.

В зависимости от назначения различается конструкция поршневого компрессора одинарного действия (когда поршень имеет одну рабочую сторону) и двойного действия (когда поршень работает обеими сторонами).

По степени сжатия газа бывают модели одноступенчатого или многоступенчатого сжатия.

Что такое степень сжатия поршневого компрессора

Схема работы поршневого компрессора заключается в следующем. При вращении коленчатого вала 1 соединённый с ним шатун 2 сообщает поршню 3 возвратные движения.

При этом в рабочем цилиндре 4 из-за, увеличения объёма, заключённого между днищем поршня и крышкой цилиндра 5, возникает разрежение и атмосферный воздух, преодолев своим давлением сопротивление пружины, удерживающей всасывающий клапан 9, открывает его и через воздухозаборник (с фильтром) 8 поступает в рабочий цилиндр поршневого компрессора.

При обратном ходе поршня воздух будет сжиматься, а затем, когда его давление станет больше давления в нагнетательном патрубке на величину, способную преодолеть сопротивление пружины, прижимающей к седлу нагнетательный клапан 7, воздух открывает последний и поступает в трубопровод 6. При сжатии газа в компрессоре его температура значительно повышается.

По расположению цилиндров подразделяются на горизонтальные, вертикальные и с наклонными цилиндрами.

По способу охлаждения – с воздушным и водяным охлаждением.

Что такое степень сжатия поршневого компрессора

По числу ступеней сжатия компрессор бывает 2, 4 и 6 поршневой. При такой конструкции все цилиндры имеют одинаковый размер и процессы всасывания и сжатия воздуха происходят в каждом из цилиндров по очереди. Каждый элемент работает в противофазе.

Что такое степень сжатия поршневого компрессора

Двухступенчатый поршневой компрессор напротив оборудуется цилиндрами разных размеров. Первая ступень сживает воздух, затем он попадает в межступенчатый охладитель, в качестве которого выступает медная трубка.

В такой трубке сжатый воздух охлаждается и сжимается ещё больше. Потом он попадает на вторую ступень и сжимается ещё больше. Достоинством такого типа установки является большой показатель КПД при меньшем расходе энергии.

Характеристика поршневого компрессора.

В зависимости от способа монтажа, который предусматривает конкретная модель обращают внимание на следующие характеристики компрессора.

Давление нагнетания – избыточное давление, которое способен обеспечить компрессор. В зависимости от модели этот параметр может достигать значения более 300 кгс/см 2

Производительность поршневых компрессоров – количество всасываемого и сжимаемого газа или воздуха. Этот параметр зависит от диаметра поршня, длины хода поршня и скорости вращения вала.

Качество рабочего воздуха – такой показатель очень важен для оборудования используемого в промышленной отрасли, там где часто перекачиваемый воздух содержит примеси масла или других жидких сред.

Мощность поршневого компрессора относится в приводу конкретной модели и измеряется в килоВаттах. Отдельно такая характеристика считается редко, поскольку в подавляющем большинстве случаев покупателям интересна только производительность.

Шум является очень важной характеристикой, поскольку оборудование этого типа считается очень шумным. Этот параметр указывается в дБ. Для уменьшения показателя шума поршневой компрессор может оборудоваться специальным защитным кожухом.

Характеристика показывает, где будут использоваться поршневые компрессоры. В зависимости от конкретных показателей это могут быть:
на компрессорных установках для сжатия воздуха – оборудования низкого давления
поршневая компрессорная установка для сжижения газа, его разделения и транспортирования – модели среднего давления
на установках для синтеза газов – оборудование высокого давления.

В поршневых компрессорах обычно предусматривается автоматическое регулирование производительности в зависимости от расхода сжатого газа для обеспечения постоянного давления в нагнетательном трубопроводе. Существует несколько способов регулирования.

Регулирование подачи поршневого компрессора.

Что такое степень сжатия поршневого компрессора

Наиболее простым и удобным способом регулировать поршневой компрессор по подаче, который сразу приходит на ум является изменение частоты вращения привода вала. Однако при более глубоком анализе выясняется, что такой способ применим только в том случает, если привод поршневого компрессора осуществляется от двигателя внутреннего сгорания.

Читайте также: Пзу для компрессора холодильника

При электроприводе, как одном из наиболее распространенных в настоящее время способе привода компрессоров, регулирование изменение 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.

1. Регулирование за счет полного или частичного принудительного открытия всасывающих клапанов. Это приводит к полному или частичному переводу поршневого компрессора на холостой ход. При полном открытии всасывающих клапанов сжатие газа в цилиндре не происходит и засасываемый газ снова выталкивается во всасывающую трубу. Если всасывающие клапаны закрываются не полностью или только на части хода поршня, то, подача газа уменьшается. В практике предпочтительнее, как из конструктивных, так и энергетических условий, применять полное открытие всасывающих клапанов на части хода поршня.

2. Регулирование за счет перепуска газа из нагнетательного трубопровода во всасывающий. Такой перепуск может быть свободным или дроссельным. При дроссельном способе регулирования происходит более плавное изменение подачи компрессора, но без уменьшения потребляемой мощности. Поэтому в практике чаще применяется более простой и более экономичный способ – свободный перепуск с помощью байпасного вентиля.

3. Регулирование за счет установки дросселя во всасывающем трубопроводе. Установка дросселя на всасывающем трубопроводе вызывает падение давления при всасывании компрессора. Значит, при неизменном давлении нагнетания степень сжатия будет увеличиваться, а объемный КПД уменьшаться. Следовательно будет уменьшаться и подача компрессора.

4. Регулирование за счет подключения дополнительного пространства. Если крышки компрессора сделать пустотелыми и разделить полости на несколько ячеек, подключаемых к вредному пространству, или каким-либо другим способом подключить к вредному пространству некоторый регулируемый объем, то общий объем вредного пространства будет переменным. В этом случае регулирование объема вредного пространства будет заключаться в подключении или отключении части или всего дополнительного вредного пространства.

Каждый из описанных выше способов регулирования подачи компрессоров разработан и может использоваться как в ручном варианте так и автоматическим способом, с помощью различных устройств. В наше время автоматические способы регулирования показывают достаточную надежность, поэтому ручное регулирование подачи компрессоров все больше уступает место автоматическому.

Типы поршневых компрессоров

По конструктивным особенностям и принципу действия встречаются различные типы поршневых компрессоров. Большим спросом пользуются центробежные модели. Применяются также ротационные компрессоры, которые конструктивно и по способу привода сходны с центробежными машинами, однако по принципу действия (вытеснение) они относятся к поршневым машинам.

Если оборудование установлено на шасси то такая модель считается мобильной, если нет, то это стационарные поршневые компрессоры.

Масляный поршневой компрессор

Что такое степень сжатия поршневого компрессора

К масляным поршневым компрессорам относится оборудование, в котором применяется смазка при работе цилиндров. К этому типу оборудования относятся воздушные, винтовые, судовые и др.

Принцип работы такого оборудования довольно прост. Цикл работы заключается в движении поршня. Одним движением поршень уходит из цилиндра и газ поступает в освободившийся объем, при возвращении поршня – газ сжимается, при этом сила давления растет. Пока совершается этот процесс всасывающий клапан закрывается и в работу включается клапан нагнетания, который выталкивает газ в магистраль.

Безмасляный поршневой компрессор

Что такое степень сжатия поршневого компрессора

Безмасляные поршневые компрессоры используются тогда, когда необходима подача чистого воздуха или газа без риска попадания в них примесей смазочного материала.

Оборудования такого типа не требует масло для поршневых компрессоров, но это не значит, что оно работает без смазки. Конструктивно выполнено так, что масло не пересекается с воздушными потоками.

Первоначально это достигалось тем, что в корпусе компрессора делали специальные лабиринтные уплотнения. Такая конструкция не нашла широкого применения и в настоящее время безмасляные поршневые компрессоры комплектуются кольцами, выполненными из специальных композитных материалов.

Несмотря на особенности конструкции оборудование этого типа способно работать без ремонта более продолжительные периоды, чем компрессоры с использованием смазки цилиндров.

Видео:Поршневой компрессорСкачать

Поршневой компрессор

Поршневые компрессионные машины

В поршневых машинах сжатие газа происходит при изменении рабочего объема за счет возвратно-поступательного движения поршня.

По устройству цилиндров различают компрессоры одинарного (простого) и двойного действия, а по их числу – одноцилиндровые и многоцилиндровые. Кроме того, в зависимости от расположения осей цилиндров поршневые компрессоры бывают горизонтальные, вертикальные, а также V-,W-образные и звездообразные.

Что такое степень сжатия поршневого компрессора

Рисунок 4.6 – Поршневой компрессор простого действия. 1 – всасывающий клапан; 2 – нагнетательный клапан; 3 – цилиндр; 4 – поршень; 5 – кривошипно-шатунный механизм

В зависимости от числа ступеней компрессоры подразделяются на одноступенчатые (со степенью сжатияp2/p1= 2÷8), двухступенчатые (p2/p1= 8÷50) и многоступенчатые (p2/p1= 50÷100).

Поршневой компрессор простого действия (рис. 4.6) состоит из цилиндра 3, поршня 4, совершающего возвратно-поступательное движение с помощью кривошипно-шатунного механизма 5.

В крышке цилиндра расположены всасывающий 1 и нагнетательный 2 клапаны.

Что такое степень сжатия поршневого компрессора

Рисунок 4.7 – Диаграмма сжатия газов в идеальном компрессоре

При движении слева направо в цилиндре возникает разрежение и под действием давления во всасывающей линии открывается клапан 1. При движении поршня справа налево давление в цилиндре возрастает, всасывающий клапан закрывается, и поршень сжимает находящийся в цилиндре газ. Когда давление в цилиндре превысит давление в нагнетательной линии, открывается клапан 2 и сжатый газ выталкивается в нагнетательную линию.

Если представить изменение параметров газа в цилиндре на диаграмме p–V, то в идеале (рис. 4.7), когда поршень вплотную подходит к крышке цилиндра, а в цилиндре отсутствуют механические и гидравлические потери, давление и объем газа будут меняться следующим образом. В крайнем правом положении поршня газ занимает объемV1. Двигаясь справа налево (линия 1-2), поршень сжимает газ до объемаV2и давленияp2. Двигаясь до крайнего левого положения, поршень выдавливает сжатый газ (линия 2-3). Линия 3-4 соответствует мгновенному падению давления доp1, при начале движения поршня слева направо. Далее происходит процесс всасывания газа по линии 4-1.

В реальном компрессоре, в силу конструктивных причин, поршень не может вплотную подойти к крышке цилиндра. Между крышкой цилиндра и крайним левым положением поршня всегда имеется некоторое пространство, называемое мертвым, иливредным. Сжатый газ, находящийся во вредномпространстве, расширяется при ходе поршня вправо, вследствие чего поступление новой порции газа в цилин дрначинается только с точки 4 (рис. 4.8). Таким образом, объем засасываемого газаVбудет меньше объемаV1, описываемого поршнем.

Читайте также: Шланг компрессора газ 3309 д 245

Отношение объема газа V, засасываемого компрессором, к объемуV1, описываемому поршнем, носит названиеобъемного к.п.д.λ0.

Что такое степень сжатия поршневого компрессора

. (4.32)

Что такое степень сжатия поршневого компрессора

Рисунок 4.8 – Диаграмма сжатия газа в реальном компрессоре: V0– объем цилиндра;V– объем всасываемого газа;V1– объем, описываемый поршнем;p1– давление всасывания;p2– давление нагнетания;Vв.п – объем вредного пространства;V2– объем нагнетаемого газа

Следовательно, объем газа, засасываемого в цилиндр:

Что такое степень сжатия поршневого компрессора

. (4.33)

Выразив объем вредного пространства Vв.пчерез объем, описываемый поршнем, получим:

Что такое степень сжатия поршневого компрессора

, (4.34)

где ε – доля вредного пространства, ε ≈ 0,03÷0,08.

Приняв сжатие газа политропическим, т.е.

Что такое степень сжатия поршневого компрессора

, (4.35)

можно получить следующую зависимость:

Что такое степень сжатия поршневого компрессора

, (4.36)

либо с учетом (2.121) и (2.122):

Что такое степень сжатия поршневого компрессора

. (4.37)

Что такое степень сжатия поршневого компрессора

. (4.38)

Соответственно для изотермического и адиабатического процессов сжатия получим выражения:

Что такое степень сжатия поршневого компрессора

; (4.39)

Что такое степень сжатия поршневого компрессора

. (4.40)

Фактически, нагнетаемый компрессором объем Что такое степень сжатия поршневого компрессора, приведенный к условиям всасывания, всегда меньше засасываемого объемаЧто такое степень сжатия поршневого компрессорапо ряду причин, к числу которых относятся: неплотности в клапанах; потери давления в процессе всасывания (вследствие сопротивления всасывающих клапанов); подогрев газа на входе в цилиндр (при соприкосновении с горячими стенками и газом во вредном пространстве); влажность сжимаемого газа.

Отношение объема нагнетаемого газаЧто такое степень сжатия поршневого компрессорак объему, описываемому поршнем Что такое степень сжатия поршневого компрессора,называют коэффициентом подачи:

Что такое степень сжатия поршневого компрессора

.

Приближенно связь между коэффициентом подачи и объемным к.п.д. может быть представлена соотношением:

Что такое степень сжатия поршневого компрессора

.

Более точные значения получают с помощью индикаторной диаграммы.

Как следует из уравнений (2.125)–(2.127), значительное повышение степени сжатия Что такое степень сжатия поршневого компрессораможет привести к тому, что сжатый газ, находящийся во вредном пространстве, при крайнем левом положении поршня и его ходе вправо достигнет давления всасыванияЧто такое степень сжатия поршневого компрессоратолько к концу хода поршня, т. е. всасывание происходить не будет (Что такое степень сжатия поршневого компрессора, а следовательно, иЧто такое степень сжатия поршневого компрессора). На диаграммеp–V(рис. 4.8) этот процесс представлен линией 3-1.

Что такое степень сжатия поршневого компрессора

Та степень сжатия , при которой объемный к.п.д. компрессора становится равным нулю, носит названиепредела сжатия. Определить его можно по выражению

Что такое степень сжатия поршневого компрессора

, (4.41)

Что такое степень сжатия поршневого компрессора

где m– показатель политропы;– доля вредного пространства.

Нетрудно подсчитать, что в случае изотермического сжатия газа при = 0,05максимально возможная степень сжатия составит всего 21.

Практика показала, что работа компрессоров с объемным коэффициентом 0, меньшим 0,7, неэкономична. Помимо этого, при сжатии газа в компрессоре, часть механической энергии превращается в тепловую, вследствие чего газ в цилиндре разогревается. При высоких степенях сжатия и достигаемых при этом высоких температурах мелкие частицы смазочного масла в компрессоре образуют с воздухом взрывоопасные смеси, вот почему конечная температура сжатого газа не должна превышать 150160 °С. Предельная степень сжатия газа, в зависимости от температуры в конце сжатия, для политропического процесса в соответствии с уравнением (4.41):

Что такое степень сжатия поршневого компрессора

. (4.42)

Что такое степень сжатия поршневого компрессора

В силу указанных причин в одноступенчатом компрессоре конечное давление сжатого газа не может превышать 0,60,7 МПа, т. е. степень сжатияне должна быть более 67.

В тех случаях, когда необходимо получить газ более высокого давления, применяют многоступенчатое сжатие.

Многоступенчатое сжатиегаза осуществляется последовательно в нескольких одноступенчатых компрессорах, которые называют ступенями сжатия компрессора. При переходе из одной ступени в другую газ охлаждается. Различают полное и неполное многоступенчатое охлаждение. При полном многоступенчатом охлаждении температура газа на всасывании во всех ступенях одинакова, т. е. газ между ступенями охлаждается до температуры на всасывании в первую ступень. При неполном охлаждении газ, всасываемый на второй, третьей и последующих ступенях, имеет более высокую температуру, чем газ, поступающий на первую ступень.

Степень сжатия в каждой ступени многоступенчатого компрессора принимают такой, чтобы наиболее эффективно использовать объем цилиндров, повысить объемный коэффициент компрессора и снизить затраты энергии на сжатие газа, а также температуру в конце сжатия.

Из анализа процесса сжатия в многоступенчатом компрессоре следует, что минимальная работа сжатия будет затрачена, если в любой i-й ступени степень сжатия

, (4.43)

где n– число ступеней сжатия;Что такое степень сжатия поршневого компрессора– давление газа на входе в первую ступень;Что такое степень сжатия поршневого компрессора– давление газа на выходе из последней ступени.

Однако вследствие потерь давления между ступенями степень сжатия несколько больше теоретической, что учитывается коэффициентом потерь (= 1,11,15):

Что такое степень сжатия поршневого компрессора

. (4.44)

Последнее выражение дает возможность рассчитать необходимое число ступеней nдля сжатия газа от давленияЧто такое степень сжатия поршневого компрессорадо давленияЧто такое степень сжатия поршневого компрессора:

Что такое степень сжатия поршневого компрессора

. (4.45)

Чтобы температура газа в конце сжатия в каждой ступени не превышала допустимого предела, степень сжатия принимают обычно такой = 2,53,5.

Что такое степень сжатия поршневого компрессора

Рисунок 4.9 – Схема двухступенчатого поршневого компрессора: 1,5 – всасывающие клапаны; 2,7 – нагнетательные клапаны; 3 – цилиндр низкого давления; 4 – холодильник; 6 – цилиндр высокого давления

На рис. 4.9 представлена схема двухступенчатого поршневого компрессора. Газ атмосферного давления засасывается в цилиндр первой ступени 3, сжимается примерно до давления 0,5 МПа и поступает в холодильник 4. Затем охлажденный газ подается во второй цилиндр меньшего объема, где сжимается еще в 5 раз. Давление газа на выходе из второй ступени достигает уже примерно 2,5 МПа. При необходимости создания еще более высоких давлений используют большее число ступеней. Однако увеличение числа ступеней приводит к усложнению конструкции компрессора. В зависимости от степени сжатия обычно применяют следующее число ступеней:

Что такое степень сжатия поршневого компрессора

Рисунок 4.10 – Индикаторная диаграмма двухступенчатого сжатия газа

Процесс сжатия газа в двухступенчатом поршневом компрессоре показан на рис. 4.10.

Линия АВописывает процесс сжатия газа в ступени I от давленияЧто такое степень сжатия поршневого компрессорадо давленияЧто такое степень сжатия поршневого компрессора. Затем газ охлаждается изобарически по линииВСдо исходной температурыТ1и поступает в цилиндр ступени II, где сжимается до давлениярк.

Линия АСLсоответствует изотермическому сжатию до давленияркв одноступенчатом компрессоре, а линияАВK– политропическому сжатию в этом же компрессоре.

Как видно из рис. 4.10 при двухступенчатом сжатии с промежуточным охлаждением газа процесс ближе к изотермическому и требует меньших затрат энергии, чем при одноступенчатом сжатии. Заштрихованная на рисунке площадь ВСDKпоказывает выигрыш в работе при двухступенчатом сжатии по сравнению с одноступенчатым. Ломаная линия многоступенчатого сжатия тем ближе к изотерме, чем больше число ступеней.

Читайте также: Abac компрессор paint master kit

При одинаковой степени сжатия газа и полном его охлаждении в промежуточных холодильниках работа сжатия в каждой ступени также одинакова.

Теоретическая работа, затрачиваемая на сжатие 1 кг газа в многоступенчатой компрессионной машине при политропическом процессе сжатия:

Что такое степень сжатия поршневого компрессора

, (4.46)

где п– число ступеней компрессора.

Конечная температура сжатия газа

Что такое степень сжатия поршневого компрессора

. (4.47)

Теоретический объемный коэффициент многоступенчатого компрессора:

Что такое степень сжатия поршневого компрессора

. (4.48)

Для определения работы сжатия, конечной температуры и объемного к.п.д. при адиабатическом сжатии, в уравнениях (4.46)–(4.48) показатель политропы заменяют показателем адиабаты к.

Поршневые компрессоры двойного действияустроены аналогично поршневым насосам двойного действия (рис. 4.11).

Цилиндр 1 компрессора снабжен двумя всасывающими клапанами (2 и 6) и двумя нагнетательными (3 и 5).

Газ попеременно сжимается в цилиндре 1 по обе стороны поршня 4. За один двойной ход поршня происходит два раза всасывание и два раза нагнетание.

В результате, компрессоры двойного действия обладают почти вдвое большей производительностью, чем компрессоры одинарного действия.

Что такое степень сжатия поршневого компрессора

Рисунок 4.11 – Схема одноступенчатого поршневого компрессора двойного действия: 1 – цилиндр; 2, 6 – всасывающие клапаны; 3. 5 – нагнетательные клапаны; 4 – поршень; 7 – шток; 8 – кривошипно-шатунный механизм

Производительностьпоршневых компрессоровVопределяется объемом, описываемым поршнем в единицу времени, отнесенным к условиям всасывания:

Что такое степень сжатия поршневого компрессора

, (4.49)

где і– число цилиндров ступени либо кратность действия;D –диаметр цилиндра;S – ход поршня;n –число оборотов коленчатого вала или маховика;– коэффициент подачи.

Для одноступенчатого компрессора двойного действия с большей точностью производительность может быть рассчитана с учетом объема, описываемого штоком:

Что такое степень сжатия поршневого компрессора

, (4.50)

Производительность многоступенчатых компрессоров определяется производительностью первой ступени.

Что такое степень сжатия поршневого компрессора

Подача компрессора – количество газа, поступающего к потребителю – зависит от внешних условий: барометрического давления, температуры газа, его влажности. Обычно величину подачи относят к нормальным условиям:р0= 0,101 МПа иt0= 0 °С. Подача и производительность одноступенчатого компрессора связаны соотношением:

Что такое степень сжатия поршневого компрессора

(4.51)

При переменной подаче газа с сохранением его давления, согласно требованиям технологического процесса, приходится менять производительность компрессора. Если компрессионная установка включает группу компрессоров, то регулирование общей производительности обеспечивается пуском или остановкой соответствующего их числа. Для одиночного компрессора такой способ неприемлем, так как он приводит к резким колебаниям давления в сети. Лучший вариант регулирования – изменение частоты вращения приводного вала, использование в качестве привода двигателей внутреннего сгорания или синхронных электродвигателей. Однако эти способы, хотя и экономичны, создают большие трудности при обслуживании электродвигателей с постоянным числом оборотов. Поэтому на практике пользуются более простыми способами регулирования производительности. Наиболее простым из них, экономичным и надежным, является изменение размера вредного пространства. С этой целью крышка цилиндра выполняется полой, а ее полость разделяется на ряд ячеек, каждая из которых может быть подсоединена к цилиндру посредством клапана, открывающегося автоматически или вручную. Вследствие увеличения объема вредного пространства уменьшается производительность компрессора без заметного изменения степени сжатия газа и увеличения удельного расхода энергии. Можно так подобрать объем вредного пространства, что при давлениивсасывания находящийся в нем газ займет весь объем цилиндра, и производительность станет равной нулю.

Что такое степень сжатия поршневого компрессора

Поршневые вакуум-насосыпредназначены для создания разрежения. Хотя по устройству и принципу действия они аналогичны поршневым компрессорам, от последних их отличает высокая степень сжатия газа. Например, даже при относительно небольшом разрежении с остаточным давлениемр1= 0,1 атм степень сжатия прир2= 1,1 атм, необходимом для преодоления всех сопротивлений составит:, что более чем в два раза превышает допустимую степень сжатия в поршневом компрессоре.

При высоких степенях сжатия объемный коэффициент и производительность резко снижаются. Поэтому влияние вредного пространства в вакуум-насосах стремятся свести к минимуму. Для этого используют прием выравнивания давления, повышая тем самым коэффициент подачи.

Поршневые вакуум-насосы делят на две основные группы: сухие и мокрые. Первые отсасывают только газ, а вторые – смесь газа и жидкости.

Сухие вакуум-насосыконструктивно представляют собой одноступенчатые компрессоры двойного действия, снабженные золотниковым распределительным устройством. Для выравнивания давления вредное пространство с одной стороны цилиндра в конце хода нагнетания сообщается при помощи золотника с противоположной стороной цилиндра, где в это время заканчивается всасывание. По каналам сжатый газ из вредного пространства перепускается в пространство всасывания, давление во вредном пространстве падает, и всасывание начинается в самом начале обратного хода поршня. В результате этого коэффициент подачи вакуум-насоса может быть повышен до значения 0,8–0,9. Для повышения разрежения эти насосы могут быть переключены с одноступенчатых двойного действия на двухступенчатые одинарного действия.

Мокрые вакуум-насосыпоршневого типа не имеют золотниковых распределителей и конструктивно несколько отличаются от сухих. Поскольку скорость жидкости в мокрых насосах должна быть меньше скорости газа, насосы имеют всасывающие и нагнетательные клапаны больших размеров, а следовательно, и большее вредное пространство. В итоге эти машины создают разрежение значительно меньшее, чем сухие вакуум-насосы. Если сухие вакуум-насосы способны обеспечивать вакуум порядка 96–99,9 %, то мокрые – лишь 80–85 % (по отношению к абсолютному вакууму).

Преимуществами поршневых машин являются возможность создания высоких степеней сжатия (до 1500 и более), а также высокий к.п.д.

Недостаток их – в громоздкости при сравнительно небольшом верхнем пределе производительности (12000–15000 м 3 /ч), в необходимости массивного фундамента для установки, в наличии множества быстроизнашивающихся трущихся деталей, что приводит к высокой стоимости и сложности обслуживания компрессионных установок.

Помимо этого, поршневые компрессионные машины чувствительны к загрязнениям газа, обладают неравномерностью всасывания и подачи газа. Для уменьшения неравномерности подачи и смягчения толчков газ после сжатия в поршневых компрессорах предварительно направляют в сборник (ресивер), где он одновременно очищается от масла и влаги.

Указанные недостатки ограничивают область применения поршневых компрессоров высокими степенями сжатия. При степенях сжатия ниже двух они неэкономны из-за возрастающей доли гидравлических и механических потерь.


📺 Видео

Степень сжатия и компрессия. В чем разница? Это одно и тоже или все же нет. Просто о сложномСкачать

Степень сжатия и компрессия. В чем разница? Это одно и тоже или все же нет. Просто о сложном

Что такое степень сжатия и компрессия двигателя? Особенности и различияСкачать

Что такое степень сжатия и компрессия двигателя? Особенности и различия

Поршневой компрессорСкачать

Поршневой компрессор

Компрессор воздушный, увеличение производительности на 10-20Скачать

Компрессор воздушный, увеличение производительности на 10-20

#НаукаОмГТУ Игорь Бусаров: «Система газораспределения поршневого компрессора»Скачать

#НаукаОмГТУ Игорь Бусаров: «Система газораспределения поршневого компрессора»

КАК И ДЛЯ ЧЕГО МЕНЯТЬ СТЕПЕНЬ СЖАТИЯ В ДВИГАТЕЛЕ?Скачать

КАК И ДЛЯ ЧЕГО МЕНЯТЬ СТЕПЕНЬ СЖАТИЯ В ДВИГАТЕЛЕ?

Двухступенчатый поршневой Компрессор. Устройство, взгляд изнутри.Скачать

Двухступенчатый поршневой Компрессор. Устройство, взгляд изнутри.

Какая у вас СТЕПЕНЬ СЖАТИЯ? Почему очень важно сделать правильную степень сжатия в двигателе?Скачать

Какая у вас СТЕПЕНЬ СЖАТИЯ? Почему очень важно сделать правильную  степень сжатия в двигателе?

Воздушный компрессор. Тест реальной производительности (3/3)Скачать

Воздушный компрессор. Тест реальной производительности (3/3)

9. ОСНОВЫ ТЕПЛОТЕХНИКИ. ТЕРМОДИНАМИКА КОМПРЕССОРОВ. Работа компрессора. Вредный объём.Скачать

9. ОСНОВЫ ТЕПЛОТЕХНИКИ. ТЕРМОДИНАМИКА КОМПРЕССОРОВ. Работа компрессора. Вредный объём.

Винтовой или поршневой компрессор выбрать? В чем отличие поршневого компрессора от винтового?Скачать

Винтовой или поршневой компрессор выбрать? В чем отличие поршневого компрессора от винтового?

Как использовать поршневой воздушный компрессор. Настройка компрессора. Советы по эксплуатации.Скачать

Как использовать поршневой воздушный компрессор. Настройка компрессора. Советы по эксплуатации.

Центробежный компрессорСкачать

Центробежный компрессор

Устройство и принцип работы винтового компрессораСкачать

Устройство и принцип работы винтового компрессора

Поршневой воздушный компрессорСкачать

Поршневой воздушный  компрессор

Степень Сжатия! Турбо и Атмо! Высокая или Низкая!Скачать

Степень Сжатия! Турбо и Атмо! Высокая или Низкая!

Компрессорное масло | Какое масло подходит для воздушных компрессоров?Скачать

Компрессорное масло | Какое масло подходит для воздушных компрессоров?

Газовый двигатель. Компрессия 20. Высокая степень сжатия.Скачать

Газовый двигатель. Компрессия 20. Высокая степень сжатия.
Поделиться или сохранить к себе:
Технарь знаток