Многоступенчатые компрессоры.
Для получения сжатого газа высокого давления применяется многоступенчатый компрессор. Сжатие газа в нем осуществляется последовательно в нескольких цилиндрах с промежуточным охлаждением газа между ступенями (рис.5). При этом охлаждение газа в холодильниках после каждой ступени производится при постоянном давлении.
Рис. 5.
Многоступенчатое сжатие позволяет:
1. Создать температурный режим, допустимый из условий смазки, и обеспечить надежную эксплуатацию компрессора;
2. Повысить объемный КПД вследствие понижения перепада давлений в каждой ступени;
3. Уменьшить мощность, потребляемую на привод компрессора, путем дополнительного охлаждения газов в холодильниках.
На рис. 6 изображена диаграмма процессов сжатия газа в трехступенчатом компрессоре:
· 10 – 1 – всасывание газа в первую ступень;
· 1 – 2, 3 – 4, 5 – 6 – политропные процессы сжатия газа в соответствующих ступенях;
· 2 – 9 и 4 – 8 – процессы нагнетания газа в холодильники после I и II ступеней;
· 9 – 3 и 8 – 5 – процессы всасывания газа во II и III ступени из холодильников;
· 6 – 7 – процесс нагнетания газа из III ступени к потребителю.
Площади I, II, III в этой системе координат представляют работу, затрачиваемую на получение сжатого газа в ступенях; площади и – уменьшение работы сжатия вследствие охлаждения газа в холодильниках.
Для анализа и получения расчетных формул принимают следующие основные условия работы многоступенчатого компрессора:
1. Работа всех холодильников должна осуществляться при Р=соnst, т.е.
Р2=Р3 и Р4=Р5
2. Охлаждение газа во всех холодильниках должно быть полным, т.е.
t5 = t3 = t1 (a)
3. Сжатие газа во всех цилиндрах должно доводиться до одной и той же температуры t2, обеспечивающей надежные условия смазки, т.е.
t6=t4=t2 (б)
Рис. 6.
Рис. 7.
Рис. 8.
На рис.7 изображен в системе координат ТS адиабатный процесс сжатия газа в 3-ступенчатом компрессоре с промежуточным охлаждением.
Вертикальные линии 1–2, 3–4, 5–6 – адиабаты сжатия газа в соответствующих ступенях; линии 2–3 и 4–5 – изобарное охлаждение газа в промежуточных холодильниках.
На рис.8 в той же системе координат представлен политропный процесс сжатия газа в 3-ступенчатом компрессоре с промежуточным охлаждением.
Здесь линии 1–2, 3–4, 5–6 – политропы сжатия газа в соответствующих ступенях.
Такое расположение линий (с уменьшением энтропии) говорит о том, что процессы сжатия в каждой ступени идут с охлаждением газа (n<k). Площади 1–2–11–12–1, 3–4–9–10–3 и 5–6–7–8–5 численно равны количеству тепла, отводимого от газа при сжатии в отдельных ступенях (цилиндрах) и передаваемого среде охлаждающей стенки компрессора.
Площади 2–3–10–11–2 и 4–5–8–9–4 численно равны количеству тепла, отводимого при изобарном охлаждении газа в первом и втором холодильниках. Изобары в рассматриваемой системе координат эквидистантны, и, следовательно, в обоих холодильниках отводится одинаковое количество тепла.
ЛЕКЦИЯ 6
Дата добавления: 2018-11-26; просмотров: 665;