Многоступенчатый компрессор

Для получения газа высокого давления применяют многоступен­чатые компрессоры (рис. 16-7), в которых сжатие газа осуществ­ляется в нескольких последовательно соединенных цилиндрах с промежуточным его охлаждением после каждого сжатия.

Применение сжатия газа в нескольких цилиндрах понижает отношение давлений в каждом из них и повышает объемный к. п. д. компрессора. Кроме того, промежуточное охлаждение газа, после каждой ступени, улучшает усло­вия смазки [поршня в цилиндре и уменьшает расход энергии на

привод компрессора, приближая рабочий процесс в компрессоре к наиболее выгодному изотермическому сжатию.

На рис. 16-8 приведена идеальная индикаторная диаграмма трех­ступенчатого компрессора, где 0-1 — линия всасывания в первую ступень; 1-2 — политропный процесс сжатия в первой ступени; 2-а — линия нагнетания из первой ступени в первый охладитель; а-3 — линия всасывания во вторую ступень; 3-4 — политропный процесс сжатия во второй ступени; 4-Ь — линия нагнетания из второй ступени во второй охладитель; b-5 — линия всасывания в третью ступень; 5-6 — политропный процесс сжатия в третьей ступени; 6-с — линия нагнетания из третьей ступени в резервуар или на производство. Отрезки линий 2-3 и 4-5 изображают уменьшение объема газа в процессе при постоянном давлении от охлаждения в первом и втором охладителе. Охлаждение рабочего тела во всех охладителях производится до одной и той же температуры, равной начальной Т1, поэтому температуры газа в точках Л 3 и 5 -будут одинаковыми и точки лежат на изотерме 1-7. Отношение давлений во всех ступенях обычно берется одина­ковым:

(16-15)

Это соотношение давлений обеспечивает минимальную работу на привод многоступенчатого компрессора.

При одинаковых отношениях давлений во всех ступенях, ра­венстве начальных температур и равенстве показателей политропы будут равны между собой и конечные температуры газа в отдельных ступенях компрессора:

Из уравнения (16-15) следует, что

откуда степень увеличения давления в каждой ступени равна или при z ступеней получаем

(16-16)

Степень увеличения давления в каждой ступени равна корню z-й степени из отношения конечного давления р_г к начальному р₁.