В поршневых компрессорах поршни совершают возвратно-поступательные движения в цилиндрах.Поршни, как правило, приводятся в движение при помощи пальцев кривошипа и шатунов на коленчатом вале. На одном кривошипе коленчатого вала могут располагаться до пяти шатунов. Всасыванием и выпуском воздуха управляют автономно открывающиеся и закрывающиеся клапаны.
Существуют поршневые компрессоры с одним или несколькими цилиндрами, с V-образным или с W-образным расположением цилиндров. К тому же критерием различия является число ступеней сжатия. При использовании, например, 2-х цилиндрового компрессора с V-образным расположением цилиндров (см. рис. 4), различия между одной и двумя ступенями сжатия, а также происходящий при этом процесс сжатия, должен быть подробно описан.
Две ступени сжатия в поршневом компрессоре
1 — Фильтр на всасывании
2 — Впускной клапан
3 — Выпускной клапан
4 — Первая ступень сжатия
5 — Межступенчатый рефрижератор
6 — Вторая ступень сжатия
7 — Коленчатый вал
Одноступенчатый тип: цилиндры одинакового размера. Оба всасывают воздух, сжимают его и вытесняют в линию нагнетания.
Двухступенчатый тип: в первой ступени воздух сжимается до промежуточного давления. После промежуточного охлаждения, он сжимается до конечного давления во второй ступени. Отношение диаметров цилиндров устанавливается конструктивно в зависимости от величины промежуточного давления. Рабочий объём поршня второй ступени значительно меньше рабочего объёма поршня второй ступени, так как предварительно сжатый воздух, поступающий на вход второй ступени, имеет значительно меньший объём.
Автономные компактные клапаны управляют всасыванием и выпуском воздуха. Отношение давлений в ступенях устанавливается таким образом, чтобы в обеих ступенях совершался примерно одинаковый уровень работы. V-образное расположение цилиндров и равный вес поршней первой и второй ступеней, способствует уравновешенному вращению коленчатого вала и хорошему балансу масс.
Двухступенчатые поршневые компрессоры требуют меньшей мощности привода на м3 производимого сжатого воздуха по сравнению с одноступенчатыми машинами. Благодаря промежуточному охлаждению сжатого воздуха после первой ступени происходит уменьшение его объёма и соответственно изотермическое сжатие. На практике объёмный расход, по сравнению с одноступенчатым компрессором, при одинаковой мощности привода, увеличивается на 20% при давлении 10 бар.
К тому же преимуществом является понижение температуры в цилиндре; по этой причине этот тип очень надёжен при использовании в больших агрегатах давлением до 15 бар, даже если агрегат работает постоянно.
Поршневые компрессоры приводятся в действие, как правило, электродвигателями или двигателями внутреннего сгорания. Привод либо непосредственно приводит в движение компрессор, либо используется муфта или, если требуется более гибкое регулирование скорости, используется ременная передача.
Видео:Степень сжатия и компрессия. В чем разница? Это одно и тоже или все же нет. Просто о сложномСкачать
Одно-, двух-, и многоступенчатые компрессоры
Published by Admin Under Компрессоры on Август 21, 2016
Компрессор – прибор, который сжимает и подает воздух или любой нужный газ в сети воздухопроводов, газопроводов, моторы и другие конструкции. В нем сжатие происходит за счет охлаждения поступаемого воздуха – это наиболее экономичный и эффективный вариант, базирующийся на изотермических процессах.
На рынке можно найти приборы с разным количеством ступеней в комплектации. Как они влияют на работу компрессора, и сколько вообще их может быть? В этом нужно хорошенько разобраться. Тем более что компрессоры так часто используются в технике и сетях снабжения.
Читайте также: Компрессор высокого давления дизельного двигателя
Видео:Что такое Компрессия и Степень сжатия?Скачать
Сколько бывает ступеней?
В компрессорах, по идее, может быть неограниченное число ступеней сжатия. Но только при отсутствии трения и идеальным параметрам работы, воздуха и остальных аспектов. На практике этого добиться невозможно.
Сегодня рынок подобного оборудования предлагает клиентам три вида компрессоров, различающихся количеством ступеней:
самый простые одноступенчатые;
многоступенчатые.
У каждого варианта имеются свои положительные стороны и недостатки. Поэтому сферы распространения всех трех видов редко перекрывают друг друга: для одной цели одноступенчатый и многоступенчатый компрессоры вряд ли подойдут одинаково хорошо.
О каждом виде компрессоров стоит поговорить отдельно.
Видео:Центробежный компрессорСкачать
Одноступенчатые агрегаты – простота в работе и обслуживании
Одноступенчатый компрессор – прародитель остальных двух вариантов. Принцип его работы, если агрегат поршневой, весьма прост: для сжатия газов и воздуха используются возвратно-поступательные движения поршня, который работает на энергии от двигателя внутреннего сгорания или электродвигателя.
Как видно из названия, у такого агрегата всего одна ступень сжатия, однако его применение имеет достаточно широкие границы благодаря многим положительным качествам:
для него достаточно двигателя небольшой мощности;
занимает мало места, поэтому незаменим в небольших маломощных агрегатах;
ремонт и монтаж проходят относительно просто.
Одноступенчатые компрессоры наиболее распространены – их приобретают как крупные компании, так и частные лица. Но и у этих приборов есть свои недостатки, о которых нужно знать перед приобретением или монтажом:
нельзя использовать компрессор с одной ступенью сжатия для устройства сложных сетей или работы больших и мощных агрегатов;
мощность сжатия может достигать всего лишь 12-ти атмосфер;
больше одного или двух часов в день эксплуатировать прибор нежелательно;
при неправильной эксплуатации возможно самовозгорание.
Видео:Работа винтового компрессора, его принцип действия и устройство.Скачать
Двухступенчатые компрессоры – баланс производительности и мощности
Агрегаты с двумя ступенями сжатия имеют уже гораздо больший диапазон применения, нежели первый вариант. На сегодняшний день они считаются лучшими, если учитывать мощность приборов, с которыми возможна их совместная работа, и экономичность процесса.
Двухступенчатый компрессор имеет два поршня, что логично, а сжатие происходит по двум ступеням:
- воздух или газ, как и в одноступенчатом агрегате, проходит первую ступень;
- после продукт не выходит, а охлаждается на межступенчатом интервале, расширяя диапазон сжатия еще в несколько раз;
- и уже на второй ступени происходит окончательное сжатие воздуха до максимальной отметки.
Плюсы использования такого компрессора очевидны:
- нагрузка на части агрегата распределяется равномерно;
- КПД увеличивается за счет экономии мощности, потраченной на сжатие;
- срок службы дольше, чем у одноступенчатых приборов.
Правда, двухступенчатые компрессоры больше по размерам, что обусловлено наличием двух поршней вместо одного. Это, вероятно, единственный их недостаток по сравнению с одноступенчатыми агрегатами.
Видео:Что такое Компрессор / Компрессия? — Теория ЗвукаСкачать
Многоступенчатые агрегаты: нюансы
Многоступенчатые поршневые компрессоры, как известно, могут иметь различное количество поршней. При этом между каждым уровнем сжатия воздух или газ охлаждаются, увеличивая возможность повышения давления. К тому же у таких приборов имеется тепловая рубашка, в которую отводится лишнее тепло.
Многоступенчатый компрессор, по сравнению с двумя предыдущими вариантами, гарантирует еще большую плавность перехода нагрузок на рабочие части агрегата и принимающие трубы. Также у таких приборов имеются и другие плюсы:
Читайте также: Как сделать компрессор из холодильной камеры
они производят газ и воздух большого давления, которое требуется для больших предприятий;
температура на выходе из компрессора относительно низкая, что увеличивает срок службы сопутствующего оборудования;
задействуется небольшая мощность на сжатие самых разных объемов воздуха и газов;
угрозы самовозгорания минимальны.
Из минусов, как и в предыдущем варианте, стоит отметить громоздкость. К тому же такой прибор сложно ремонтировать и содержать.
Видео:Устройство компрессораСкачать
Какой лучше?
Однозначной рекомендации по выбору компрессора не существует. Главное, на что стоит обращать внимание при покупке – для каких целей приобретается прибор. Совсем нецелесообразно выбирать многоступенчатые варианты, когда можно обойтись всего одной ступенью сжатия. К тому же, уход за прибором – тоже немаловажный аспект для выбора: если одноступенчатые компрессоры ремонтировать и содержать довольно легко, то многоступенчатый лучше доверить профессионалу.
Оборудование должно подходить целям использования, иначе в покупке можно быстро разочароваться. Правда, двухступенчатый вариант компрессора можно с натяжкой назвать универсальным – он подходит и для небольших сетей снабжения, и для достаточно серьезных агрегатов и приборов.
Чтобы компрессор идеально подошел под определенные цели, возможно, придется произвести простейшие или даже сложные расчеты. Без них не всегда возможно точно сказать, как мощность компрессора отразится на других частях сети и правильно ли произойдет сжатие.
Видео:КАК И ДЛЯ ЧЕГО МЕНЯТЬ СТЕПЕНЬ СЖАТИЯ В ДВИГАТЕЛЕ?Скачать
Ступенями компрессора
Различные ступени компрессора работают в неодинаковых условиях: они имеют различные окружные и осевые скорости, их лопатки обтекаются с различными числами М и т.д. Поэтому адиабатическая работа сжатия в различных ступенях одного и того же компрессора могут существенно отличаться друг от друга.
Типичное распределение адиабатической работы между ступенями одновального осевого компрессора представлено на рис. 9 кривой 1.
В первой и меньшей мере в последних ступенях работа заметно снижена по сравнению с работой, приходящейся на каждую из средних ступеней.
Такой характер распределения работы, закладываемый при проектировании компрессора, объясняется следующими соображениями.
1. Первая ступень имеет самое малое значение и работает при самой низкой температуре рабочего тела. Поэтому периферийные сечения её лопаток обтекаются потоком с высокими значениями М , в то время как корневое сечение имеет низкую окружную скорость и, следовательно, не может иметь высокого значения Lu .
2. На нерасчётных режимах углы атаки на рабочих лопатках первой ступени могут сильно возрасти и, кроме того, первые ступени наиболее подвержены влиянию различных возмущений входящего в двигатель потока, вызванного неравномерностью потока за воздухозаборником. Следовательно, в первых ступенях надо иметь повышенные запасы по углу атаки. Таким образом, при распределении работы сжатия между ступенями первые одну-две ступени приходится нагружать значительно меньше остальных.
3. Работу сжатия, приходящуюся на каждую из последних ступеней , обычно несколько снижают, т.к. из-за снижении осевой скорости трудно сохранить высокие значения закрутки рабочего тела в рабочем колесе. Кроме того, эти ступени из-за малой высоты лопаток обычно имеют пониженные значения КПД. Поэтому для повышения КПД всего компрессора целесообразно основную часть работы сжатия переложить на ступени, имеющие более длинные лопатки.
Если среднее значение работы, затрачиваемой на вращение ступени в компрессоре Lст.ср.=Lк/z , принять за 100%, то обычно Lст1 составляет 55 – 75% этой величины, Lст11 – 75 – 90%, а Lст z – 80 – 105%/
Читайте также: Септик термит с компрессором
Значения ηст * в первых ступенях обычно составляют 0,84 – 0,86, в средних – 0,88 – 0,91 и в последних – 0,86 – 0,87.
В некоторых случаях для увеличения степени повышения давления и производительности осевого компрессора к нему спереди добавляют ещё одну («нулевую») ступень. Если в качестве такой ступени используют трансзвуковую ступень, то модифицированный компрессор будет иметь ступени смешанного типа. Трансзвуковую ступень для получения хороших значений КПД обычно выполняют сильно нагруженной.
Но вследствие повышения температуры рабочего тела при сжатии его трансзвуковой ступени окружные скорости в дозвуковых ступенях при сохранении прежнего уровня чисел М могут быть несколько увеличены.
На рис. 9 этот случай представлен кривой 2 .
Кривая 3 на этом рисунке соответствует случаю, когда все ступени компрессора выполняются трансзвуковыми и как видим из рис. 9 необходимое число ступеней при заданной степени повышения давления оказывается меньшим.
В двухвальных ТРД используется компрессор (рис. 10), в котором ступени разбиты на две группы (два каскада), каждая из которых имеет самостоятельный привод от своей турбины.
Первая по ходу потока группа ступеней называется каскадом или компрессором низкого давления (КНД), а вторая – компрессором высокого давления (КВД).
Рассмотрим распределение работы сжатия между ступенями в таком компрессоре. Оба каскада в целом образуют осевой компрессор, в котором изменение высоты лопаток, изменение осевой скорости и формы проточной части определяются так же как и в обычном компрессоре.
Распределение работы между каскадами выбирается с учётом возможностей турбин, приводящих во вращение первый и второй каскады. Обычно степень повышения давления во втором каскаде в расчётных условиях работы π*квд=3…4.
Одна из особенностей двухкаскадного компрессора состоит в возможности увеличения частоты вращения группы ступеней высокого давления в расчётных условиях (по сравнению с первым каскадом). Это объясняется тем, что вследствие подогрева воздуха в первом каскаде при равных числах М рабочие лопатки второго каскада могут иметь более высокие окружные скорости.
В том случае, когда частоты вращения обоих каскадов приблизительно равны между собой, то распределение работы между каскадам отображается кривой 1 (рис.10).
Кривая 2 характерна для компрессора, в котором второй каскад имеет частоту вращения своего ротора, превосходящую частоту вращения первого каскада.
Отметим особенности распределения работы сжатия между ступенями в осецентробежных и в многоступенчатых центробежных компрессорах.
В осецентробежном компрессоре (рис. 11) последняя (центробежная) ступень вследствие более высокого значения окружной скорости и большего коэффициента нагрузки μ имеет обычно в несколько раз более высокое значение эффективной и соответственно адиабатической работы, чем стоящие впереди осевые ступени.
Характер распределения работы между ступенями для этого случая показан на рис. 11.
В многоступенчатых центробежных компрессорах обычно рабочие колёса выполняются одинакового диаметра Тогда при характерном для центробежных ступеней радиальном расположении лопаток эффективная работа всех ступеней , сидящих на одном валу, будет одинаковой, изменяясь от ступени к ступени практически пропорционально квадрату диаметра рабочего колеса.
- Свежие записи
- Чем отличается двухтактный мотор от четырехтактного
- Сколько масла заливать в редуктор мотоблока
- Какие моторы бывают у стиральных машин
- Какие валы отсутствуют в двухвальной кпп
- Как снять стопорную шайбу с вала
💥 Видео
Поршневой компрессорСкачать
9. ОСНОВЫ ТЕПЛОТЕХНИКИ. ТЕРМОДИНАМИКА КОМПРЕССОРОВ. Работа компрессора. Вредный объём.Скачать
Как работаетй осевой компрессор или вентиляторСкачать
Степень Сжатия! Турбо и Атмо! Высокая или Низкая!Скачать
Курс ""Турбомашины". Раздел 3.1.1. Принцип действия ступени компрессораСкачать
Поршневой воздушный компрессорСкачать
ПОДНЯЛИ КОМПРЕССИЮ ДО 20 ОЧКОВ - ЗАЧЕМ?Скачать
Лекция 3 Основы рабочего процесса ВРД. Часть 1 Работа ступени осевого компрессораСкачать
КОМПРЕССИЯ ЗВУКА ДЛЯ ЧАЙНИКОВСкачать
КАК РАБОТАЕТ КОМПРЕССОР 👉 простое объяснение динамической обработкиСкачать
Видеоурок "Классификация компрессоров"Скачать
Компрессор, лимитер, клиппер - что общего и в чем различия?Скачать
Правда о сверхвысокой степени сжатия. Почему распредвал должен отставать от коленвала?Скачать
