Индикаторная диаграмма двухступенчатого компрессора

На рис. 3.5. показана индикаторная диаграмма идеального рабочего процесса в двухступенчатом компрессоре. В первой сту­пени сжатие происходит так же, как и в одноступенчатом компрес­соре. Когда газ из первой ступени подается в охладитель, во вто­рой осуществляется этап всасывания газа после охладителя. Пода­ча газа второй ступенью происходит при закрытом всасывающем клапане этой ступени.

Температура газа, поступающего после сжатия из первой ступени в охладитель, понижается в нем до температуры газа на входе в первую ступень компрессора (пунктирная линия 1—а соответствует изотермическому процессу сжатия газа). Таким образом, состояние газа после охладителя соответствует сжатию его в первой ступени по изотермическому процессу. Изобариче­ский процесс, т. е. процесс, протекающий при постоянном давле­нии (линия ), характеризуется охлаждением газа при его дви­жении от первой до второй ступени компрессора через охладитель. Этапу сжатия во второй ступени соответствует линия

Рис. 3.5. Индикаторная диаграмма идеального цикла двухступенчатого сжатия

Процессу одноступенчатого сжатия без промежуточного ох­лаждения соответствует линия 1—b. Таким образом, в двухступен­чатом компрессоре работа сжатия газа меньше работы сжатия газа в одноступенчатом компрессоре на величину площади индикаторной диаграммы.

Работа сжатия газа в двухступенчатом компрессоре опре­деляется по формуле:

Если температура газа после охладителя становится равной температуре газа на входе в первую ступень компрессора, то

Тогда

Исходя из равенства (3.18) минимальное значение работы получается при условиях:

Степени повьппения давления в каждой из ступеней ком­прессора равны между собой, а температура на выходе из компрес­сора имеет при этом наименьшее значение.

В зависимости от применяются компрессоры со следую­щими числами ступеней z.

При реальном процессе работа сжатия увеличивается за счет потерь мощности в клапанах, недостаточного охлаждения газа, изменения свойств газа при сжатии и других факторов. Практиче­ски реальный рабочий процесс ступенчатого сжатия соответствует идеальному рабочему процессу.