Многоступенчатые компрессоры

 

В практике часто требуется получать сжатый газ с очень высоким давлением. При одноступенчатом сжатии с увеличением отношения давлений избыток работы в адиабатном цикле по сравнению с изотермическим циклом прогрессивно возрастает. И даже самое тщательное охлаждение цилиндра не приближает процесс сжатия к изотермическому, что приводит к большому перерасходу работы. Кроме того, высокая температура газа в конце сжатия может быть причиной самовоспламенения масла, смазывающего цилиндр и поршень. Поэтому, в холодильной технике одноступенчатые компрессоры применяют обычно при отношении давлений р21 не более 8-12.

При необходимости получить более высокие давления применяют компрессоры многоступенчатого сжатия, в которых процесс сжатия осуществляется последовательно в отдельных ступенях. После сжатия в первой ступени до некоторого промежуточного давления рпр1 газ поступает для охлаждения в промежуточный холодильник. Затем газ сжимают во второй ступени, имеющий меньший объем цилиндра, до давления рпр2. если двух ступеней недостаточно, после охлаждения в холодильнике второй ступени газ направляют в следующую ступень и т.д.

Рис.8. Цикл многоступенчатого сжатия.

 

На рис.8 в диаграмме V-p показан цикл многоступенчатого сжатия. В этом цикле процессы сжатия приняты адиабатными, а охлаждения – изобарными. В первой ступени газ сжимается по адиабате 1-2 от давления р1 до промежуточного рпр1 и направляется в холодильник, где охлаждается при рпр1=const (процесс 2-3). Обычно стремятся к полному охлаждению газа в промежуточных холодильниках, чтобы из холодильника газ выходил с той же температурой, с которой он поступал в предыдущую ступень, следовательно, t1=t3=t5. вследствие охлаждения объем газа уменьшается на величину отрезка 2-3. во второй ступени сжатие газа начинается от рпр1 и происходит по адиабате 3-4 до рпр2 . После этого газ вновь охлаждается в холодильнике (процесс 4-5), а затем сжимается в третьей ступени до конечного давления рк. Экономия работы в цикле в цикле двухступенчатого сжатия соответствует площади 2-3-4-2, а в цикле трехступенчатого сжатия – площади 2-3-4-5-6-7.

Число ступеней сжатия компрессоров принято выбирать таким, чтобы отношение давлений в каждой ступени не превышало четырех. При таком соотношении давлений разогрев стенок цилиндров не слишком высок, что обеспечивает их надежную смазку, а следовательно, и меньшее изнашивание. При увеличении числа ступеней компрессора его теоретический цикл все более приближается к изотермическому. Но одновременно с этим растут потери работы на преодоление сопротивлений клапанов, а также усложняется конструкция машины. Поэтому выбор числа ступеней определяется практической целесообразностью.

Принимая отношение давлений во всех степенях одинаковыми, в общем случае имеем:

 

где m- число ступеней; рк- конечное давление.

При одинаковых условиях сжатия в каждой ступени, т.е. при равенстве отношений давлений, начальных температурах и показателей политроп сжатия, будут и конечные температуры газа в отдельных ступенях компрессора: T2=T4=T6. Следовательно, будут равны и работы Lст, потребляемые каждой ступенью. Полная работа, затраченная m-ступенчатым компрессором, составит

Lк=Lст∙m

 

Количество теплоты, отводимой от газа при охлаждении после каждой ступени в изобарном процессе, определяют по формуле

 

qp=cp∙(t2-t1)= cp∙(t4-t3)=cp∙(t6-t5)

 

Общее удельное количество теплоты

 

∑qp=m∙cp∙(t2-t1)

 

<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Термодинамические процессы в одноступенчатом идеальном компрессоре. | ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ ЦИКЛЫ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ


Дата добавления: 2017-04-20; просмотров: 9; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию, введите в поисковое поле ключевые слова и изучайте нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам понравился данный ресурс вы можете рассказать о нем друзьям. Сделать это можно через соц. кнопки выше.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2017 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.032 сек.