МНОГОСТУПЕНЧАТЫЙ КОМПРЕССОР

<12 13 141516 17 18 >

Для получения газов высокого давления применяют многоступенчатые компрессоры. В них сжатие газа осуществляется политропно в нескольких последовательно соединенных цилиндрах с промежуточным охлаждением газа после сжатия в каждом цилиндре.

Принципиальная схема многоступенчатого компрессора, состоящего из трех ступеней, представлена на рис. 8.4.

Здесь: 1 - цилиндр;

2 - поршень;

3 - шатун;

4 - коленчатый вал;

5 - подшипник;

6 - всасывающий клапан;

7 - нагнетательный клапан;

8, 9 - промежуточные охладители. В направлении стрелок 10, 11 осуществляется вход и выход охлаждающей воды.

Рис. 8.4

Принцип работы многоступенчатого компрессора состоит в следующем. Через клапан 6 первой ступени происходит всасывание газа. После сжатия газ через охладитель 8 направляется во вторую ступень компрессора. Причем всасывание газа во второй ступени происходит при давлении сжатия в первой ступени. Всасывание газа в третьей ступени выполняется через промежуточный охладитель 9 при давлении сжатия во второй ступени. Через нагнетательный клапан третьей ступени осуществляется нагнетание газа в резервуар.

Рис.8.5

Диаграмма процессов сжатия в трехступенчатом компрессоре в pv - координатах представлена на рис. 8.5. Рассмотрим процессы:

0-1 - линия всасывания газа в первой ступени компрессора (не является термодинамическим процессом, т.к. происходит лишь перемещение газа без изменения его термодинамических параметров);

1-2 - политропный процесс сжатия в первой ступени;

2-а - линия нагнетания газа в промежуточный охладитель 8;

а-3 - линия всасывания во второй ступени компрессора;

3-4 - политропный процесс сжатия во второй ступени;

4-b - линия нагнетания в промежуточный охладитель 9;

b-5 - линия всасывания в третьей ступени компрессора;

5-6 - политропный процесс сжатия в третьей ступени;

6-с - линия нагнетания газа в резервуар.

Отрезки 2-3 и 4-5 изображают уменьшение объема газа в процессе при постоянном давлении от охлаждения в охладителях 8 и 9. Охлаждение про производится до одной температуры, равной температуре всасывания газа в первой ступени Т₁. Поэтому температуры в точках 1, 3, 5 будут одинаковыми, и через них можно провести изотерму 1-7.

Отношение давлений для каждой ступени обычно принимается одинаковым и равным некоторой величине x.

В случае равенства начальных температур и показателей политропы конечные температуры также будут равны, т.е. Т₂=Т₄=Т₆.

Отсюда следует, что

Так как p₂=p_зи p₄=p₅ то

При z - ступенях компрессора для величины х получим следующую формулу

Ступенчатое сжатие с промежуточным охлаждением приближает рабочий процесс компрессора к наиболее экономичному изотермическому сжатию и чем больше число ступеней сжатия, тем больше процесс сжатия будет приближаться к изотермическому процессу. При равенстве температур газа на входе в каждую ступень и равенстве отношений давлений затраты работы на сжатие во всех ступенях будут одинаковыми

где

Отсюда l_к = 3l₁. Или при z-ступенях l_k=zl₁.

Работа на привод трехступенчатого компрессора при политропном сжатии во всех ступенях в pv-координатах может быть определена площадью фигуры 0-1-2-3-4-5-6-с-0.

Если процесс политропного сжатия до давления р₆производить в одноступенчатом компрессоре, то затраченная на это работа будет равна площади фигуры 0-1-8-с-0. Отсюда экономия работы будет численно равна площади 2-3-4-5-6-8-2.

Глава 9

<12 13 141516 17 18 >

Дата добавления: 2016-06-05; просмотров: 10442;