Многоступенчатое сжатие


С увеличением степени сжатия в одной ступени возрастают потери, связанные с сжатием газа во вредном пространстве, и уменьшается к.п.д. компрессора. Кроме того, происходит сильное нагревание газа и возрастает расход энергии на его сжатие. Если известны величины с и n, то по формуле (7-39), приняв λ0 = 0, можно найти предельную степень одноступенчатого сжатия, при которой производительность компрессора падает до нуля.

Чтобы избежать чрезмерного повышения температуры газа и повысить эффективность работы компрессора, применяют многоступенчатое сжатие, охлаждая газ в промежуточных холодильниках между ступенями до температуры, возможно более близкой к температуре газа, всасываемого в компрессор. Благодаря небольшой степени сжатия в каждой ступени уменьшается холостой ход поршня при расширении газа во вредном пространстве и соответственно увеличивается объемный к.п.д. компрессора.

При сжатии газа в двухступенчатом компрессоре затрачивается меньше энергии, чем при сжатии в одноступенчатом компрессоре, работающем в тех же пределах давления. Это можно видеть из теоретической диаграммы, приведенной на рис. 7-32.

Рйс. 7-32. Теоретическая p-V – диаграмма процесса многоступенчатого сжатия газа в компрессоре.

 

Сжатие в первой ступени происходит по адиабате аb от давления р0 до давления p1, охлаждение в промежуточном холодильнике – по прямей до начальной температуры газа, лежащей на изотерме асе. Затем газ сжимается во второй ступени по адиабате ей до конечного давления р2.

Таким образом, двухступенчатое сжатие протекает по ломаной abсd, которая ближе к изотерме, чем адиабата abk, характеризующая процесс сжатия газа в одноступенчатом компрессоре до того же давления р2. Заштрихованная площадь bсdk выражает выигрыш в работе, достигаемый при двухступенчатом сжатии газа, по сравнению с одноступенчатым.

С увеличением числа ступеней ломаная линия многоступенчатого сжатия все более приближается к изотерме и расход энергии на сжатие уменьшается еще значительнее, но при этом усложняется конструкция компрессора.

Поэтому число ступеней сжатия в компрессорах обычно не превышает семи:

Степень сжатий ..... >120
Число ступеней ..... 5-7

 

Увеличение числа ступеней ведет к приближению процессов сжатия к изотермическому сжатию (при котором работа на сжатие газа минимальная). Однако большое число ступеней приводит к усложнению конструкции компрессора, увеличению потерь в клапанах и системах охлаждения (холодильниках) между ступенями. Вопрос выбора оптимального числа ступеней сжатия в компрессоре решается не только по затраченной энергии, но и с учетом затрат на изготовление компрессора, регулярности его работы и амортизационному сроку службы.

В практике компрессоростроения встречаются различны соотношения между числом ступеней и конечным давлением. Эти соотношения представлен в таблице 1.

 

Таблица 1 – Зависимость числа ступеней и конечным давлением.

Число ступеней              
Давления нагнетания, МПа   до 0,7   0,5¸3,0   1,3¸15,0   3,5¸40   15¸100   20¸100   45¸110

 

Процесс сжатия в многоступенчатом компрессоре наиболее экономичен, если степени сжатия во всех ступенях равны. По этой причине, а также по конструктивным соображениям принимается одинаковая степень сжатия х во всех ступенях. При n ступенях сжатия она равна:

(7-43)

где рn и р0 – конечное и начальное давление газа.

 



Дата добавления: 2021-04-21; просмотров: 550;


Поиск по сайту:

Воспользовавшись поиском можно найти нужную информацию на сайте.

Поделитесь с друзьями:

Считаете данную информацию полезной, тогда расскажите друзьям в соц. сетях.
Poznayka.org - Познайка.Орг - 2016-2024 год. Материал предоставляется для ознакомительных и учебных целей.
Генерация страницы за: 0.008 сек.