Компрессоры машины предназначенные для перемещения и сжатия газов

Компрессоры машины, предназначенные для перемещения и сжатия газов расход от 0, 5 до 700 м 3 /мин. давление на выходе 4 -700 кгс/см 2. мощность в пределах 3 -4000 к. Вт.

В зависимости от величины рабочих давлений и назначения компрессорные машины делятся: -вакуумные насосы – предназначены для удаления газов и паров из области низкого давления (как правило ниже атмосферного) в область более высокого давления (атмосферного и выше). -газодувки – неохлаждаемые компрессоры со степенью сжатия меньше трех (р=0, 2 -0, 3 МПа) - компрессоры – предназначены для нагнетания газа при давлении - компрессоры низкого давления – от 0, 15 до 1, 2 МПа - компрессоры среднего давления – от 1, 2 до 10 МПа - компрессоры высокого давления – от 10 до 100 МПа - компрессоры сверхвысокого давления – выше 100 МПа Если давление всасывания существенно превышает атмосферное, компрессоры называются дожимными. - вентиляторы – перемещают газ при постоянном давлении 0, 1 -0, 115 МПа. Их принципиальная особенность – практически несжимаемость рабочего агента.

Эффективность применения Поршневые компрессоры - давление от 0, 1 -300, 0 и выше МПа, - подача не превышает 500 м 3/мин. Центробежные и осевые компрессоры -подача от 50 до 15 000 м 3/мин, - давление не превышает 2, 0 МПа. Роторные компрессоры большие ограничения параметров как по подаче, так и по давлению По подаче компрессоры делятся малые – до 10 м 3/мин, средние – от 10 до 100 м 3/мин, крупные – свыше 100 м 3/мин. Поршневые компрессоры по подаче относятся к разряду малых и средних машин, а турбокомпрессоры – преимущественно к разряду крупных машин. По способу установки -стационарные -передвижные – на рамах и салазках.

Термодинамические основы сжатия газов Изотермический процесс изменения состояния газа протекает при одной постоянной температуре. Адиабатический процесс - вся теплота полностью остается внутри газа, повышая его температуру. p/ =RT β Изотермический процесс p. V=const=C 1 или p 1 V 1=p 2 V 2=C 1 Удельная работа

Адиабатический процесс p. Vk=const=C 2 или p 1 V 1 k=p 2 V 2 k=C 2 где к=ср/с. V – показатель адиабаты; ср и с. V – удельная теплоемкость газа соответственно при р=const и V=const Удельная работа

Полная удельная работа компрессора А=Авс+Асж+Авыт Авс=-p 1 V 1 Авыт= p 2 V 2 изотермический процесс Аиз=Асж. из=p 1 V 1 ln(p 2/p 1) адиабатический процесс

Конечная температура при адиабатическом процессе сжатия Количество теплоты, которая выделится при изотермном сжатии qиз=(ср-c. V)Tln(p 2/p 1) Политропный процесс степень сжатия одной ступени

Поршневые компрессоры Поршневой компрессор – это машина объемного действия, у которой всасывание, сжатие и вытеснение газа производятся поршнем, перемещающимся в цилиндре возвратно-поступательно. 0 – АА расширение газа АА-ВВ всасывание ВВ-СС сжатие рабочего агента СС-АА нагнетание

Классификация поршневых компрессоров По расположению осей цилиндров – горизонтальные, вертикальные, угловые, оппозитные. По приводу – газомоторкомпрессоры, приводные, СПДК (дизелькомпрессоры со свободными поршнями). По соединению поршневой группы - крейцкопфные и бескрейцкопфные. Одностороннего и двух стороннего действия. По числу рядов цилиндров – однорядные и многорядные По устройству поршней – дисковые, тронковые, ступенчатые. По виду охлаждения – с водяным и воздушным охлаждением. По виду рабочего агента – воздушные, кислородные, аммиачные и др.

газомоторкомпрессоры

Дизель-компрессоры со свободными поршнями имеют непосредственный привод от двигателя внутреннего сгорания. В цилиндре дизеля давлением газов сообщается движение поршням. 1 – камера сгорания дизеля, 2 – поршни, 3 – цилиндры компрессора

Схемы поршневых компрессоров

Поршни Дисковые, открытые (тронковые), ступенчатые

Клапан А – кольцевой Б – беспружинный полосовой В – прямоточный

Уплотнение А – с плоскими металлическими кольцами 1 - уплотняющее кольцо 2 - замыкающее кольцо 3 - пружина 4 - дроссельное кольцо 5 - предсальник

В – конические металлические уплотняющие элементы 1 - внешнее уплотнительное кольцо 2 - внутренние уплотнительные кольца 3 - штифт Г - конические пластмассовые уплотняющие элементы 1 - уплотнительные кольца 2 - дроссельное кольцо 3 - нажимные кольца 4 - стягивающая муфта 5 - пружина

Идеальный цикл поршневого компрессора 1 -2’’’ изотермический процесс 1 -2’ адиабатический 1 -2 или 1 -2’’ политропический

При политропическом процессе работа сжатия газа Работа нагнетания А 2=p 2 V 2 Работа, совершаемая газом благодаря имевшейся у него энергии А 3=p 1 V 1 работа идеального цикла компрессора

Учитывая, что при политропическом процессе p 1 V 1 m= p 2 V 2 m, работа при политропическом процессе Работа при адиабатическом процессе работу цилиндра, всасывающего газ при давлении, значительно большем атмосферного, определяют с учетом свойств реального газа по следующей зависимости где 1 и 2 – характеристические коэффициенты, отражающие отклонение свойств газов от закона Бойля-Мариотта.